一种车载存取货箱机器人及其使用方法与流程

本发明涉及机械制造和存储货机器人，具体而言，涉及一种车载存取货箱机器人及其使用方法。

背景技术：

1、目前，货物流通过程的各个环节中，智能化与自动化设备正在逐渐取代人的工作，像自动分拣机器人，地面无人智能仓储系统等。但是，当货物在装车运输的这一环节，几乎没有能够实现存放和分配货物的智能化、自动化设备。另一方面，传统货物运输车需要提前将货物包装并捆扎固定在车上，不仅耗费大量包装材料，还费时费力，无法做到货箱的自动存放、自动取出。一些特种货物运输车辆如消防器材车、移动售卖车、移动餐车、快递配送车等，他们装载的货物装卸灵活性需求更高，且要求随用随取随放，目前都是由人手动将货物捆绑固定，当需要使用时拆卸取出，效率很低。由此可见，一种车载存取货箱机器人在货物道路运输过程中有较大的需求。

2、在现有技术中，如何通过一种车载存取货箱机器人，实现货箱的自动取出和自动存放，是道路运输行业的一大难点。当前，同类的机器人在地面工作的有很多，但是能够搭载在行驶的车辆上的机器人少之又少，后者需要在结构上考虑车辆的颠簸与振动的影响，同时要配合车辆的尺寸，做到尽可能的小型化。专利cn201821580107.8中公开了一种餐饮货柜机器人，它是若干层托盘叠放设计，满足了菜品在室内的运输功能，但是针对货物运输上路的需求，对于货物存取和保护能力很差，无法在车辆中使用。专利cn201921786122.2中公开了一种货物堆垛系统，它包括控制箱以及沿高度方向空间叠设一个以上输送结构，但是这个系统体积巨大，无法满足车载使用的需求。专利pct/cn2021/095846中公开了一种货箱搬运机器人及其使用方法，它是一种独立小车形式，能够做到货物存取且具备灵活性，但无法安装在移动车辆上。

3、综上所述，至少存在如下一个技术问题：

4、针对货物运输上路的需求，对于货物存取和保护能力很差，无法在车辆中使用；

5、系统体积巨大，无法满足车载使用的需求；

6、如何实现高灵活性、高可靠性、适应道路运输条件的存取货箱机器人。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种车载存取货箱机器人及其使用方法，以解决现有技术中针对货物运输上路的需求，对于货物存取和保护能力很差，无法在车辆中使用；系统体积巨大，无法满足车载使用的需求；如何实现高灵活性、高可靠性、适应道路运输条件的存取货箱机器人中至少一个技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车载存取货箱机器人，包括：

3、三轴直线导轨，所述三轴直线导轨具有x轴直线导轨、z轴直线导轨和y轴直线导轨；

4、货箱对接装置，所述货箱对接装置设置在三轴直线导轨上，具有电磁伸缩锁、对接板和行程开关，所述电磁伸缩锁与货箱上的抓耳配合；

5、其中，对接装置通过所述x轴直线导轨、所述z轴直线导轨和所述y轴直线导轨三维运动实现货箱的对接、抓取和存放。

6、优选的，所述x轴直线导轨包括第一伺服电机、x轴直线模组和移动平台，所述第一伺服电机带动移动平台在x轴直线模组上移动，所述x轴直线导轨与车辆行使方向沿水平面垂直方向安装。

7、优选的，所述z轴直线导轨包括第二伺服电机、z轴直线模组、升降平台和行车固定装置，所述第二伺服电机带动升降平台在z轴直线模组上移动，所述z轴直线导轨沿竖直方向安装。

8、优选的，所述y轴直线导轨包括第三伺服电机、y轴直线模组、承载箱、移动滑块和流利条，所述第三伺服电机带动移动滑块和承载箱在y轴直线模组上移动，所述y轴直线导轨沿车辆行使方向安装，所述y轴直线导轨侧面与所述z轴直线导轨的升降平台连接。

9、优选的，所述x轴直线导轨底部设有安装接口，所述安装接口与车辆底盘连接固定，z轴直线导轨底部与所述x轴直线导轨的移动平台连接。

10、优选的，所述行车固定装置在车辆行驶时向上伸出锁舌，将z轴直线导轨与车架固定。

11、优选的，所述所述流利条支撑特定货箱的侧面滑轨，使特定货箱可以沿y轴滑动。

12、优选的，对接板与特定货箱柜的解锁装置相接触，解锁特定货箱，同时电磁伸缩锁与特定货箱的抓环相互接触。

13、根据本发明的另一方面提供了一种车载存取货箱机器人使用方法，包括：

14、步骤1：对接板按动特定货箱柜的解锁装置，解锁特定货箱，同时电磁伸缩锁与特定货箱的抓环相互接触，接触后自动解锁，再向内行进到指定位置后自动锁定，此时，对接装置完成与特定货箱的对接工作，特定货箱解锁，电磁伸缩锁处于锁定状态；

15、步骤2：对接装置与特定货箱的抓环保持锁紧状态，通过y轴直线导轨提供拉力，通过流利条支撑，将特定货箱逐渐拉出特定货箱柜的储物格；

16、步骤3：对接装置与特定货箱的抓环保持锁紧状态，特定货箱完全离开特定货箱柜的储物位置，此时通过x轴直线导轨和z轴直线导轨提供动力，运送特定货箱到指定的位置；

17、步骤4：送回货箱，对接装置与特定货箱的抓环保持锁紧状态，通过x轴直线导轨和z轴直线导轨提供动力，将特定货箱柜运送至特定货箱柜需要存放的储物位置。

18、步骤5：行车时，将车载存取货箱机器人运行至指定的位置后，将行车固定装置的销向上推出，固定装置的销插入车辆上的指定位置的固定孔；

19、优选的，所述步骤4特定货箱的侧面导轨按动货箱柜上的货箱锁定机构，实现解锁，再通过y轴直线导轨提供推力，通过流利条的支撑作用，将特定货箱推回特定货箱柜的储物格内，将特定货箱推到特定货箱柜的指定位置时，y轴直线导轨即向反方向运行，此时特定货箱受到特定货箱柜的货箱锁紧装置的作用下锁紧，完成机器人与货箱的分离。

20、应用本发明的技术方案，具有如下技术效果：

21、针对道路运输过程中，货物的选取和存放过程提供自动化与智能化的解决方案，既可以保证货物运输过程中稳固的要求，又可以做到随取随用，保证货物配送的灵活性，增加了货物装载阶段、道路运输阶段和卸货分拣阶段的无人化智能化水平，增加了安全性；

22、本发明可以实现与特定的货箱柜自动对接，可以通过机械的方式解锁特定的货箱，无需额外的电子设备，机器人可以将特定的货箱可以完全抽离柜体，再通过解除锁定，可以实现货箱车外使用；

23、本发明有很高的拓展性，可以安装一系列传感器用于识别货箱的运行状态，从而判断运行过程中是否遇到意外情况，从而增加机器人的安全性和无人智能化水平。

技术特征：

1.一种车载存取货箱机器人，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述x轴直线导轨包括第一伺服电机、x轴直线模组和移动平台，所述第一伺服电机带动移动平台在x轴直线模组上移动，所述x轴直线导轨与车辆行使方向沿水平面垂直方向安装。

3.如权利要求1所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述z轴直线导轨包括第二伺服电机、z轴直线模组、升降平台和行车固定装置，所述第二伺服电机带动升降平台在z轴直线模组上移动，所述z轴直线导轨沿竖直方向安装。

4.如权利要求1所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述y轴直线导轨包括第三伺服电机、y轴直线模组、承载箱、移动滑块和流利条，所述第三伺服电机带动移动滑块和承载箱在y轴直线模组上移动，所述y轴直线导轨沿车辆行使方向安装，所述y轴直线导轨侧面与所述z轴直线导轨的升降平台连接。

5.如权利要求1所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述x轴直线导轨底部设有安装接口，所述安装接口与车辆底盘连接固定，z轴直线导轨底部与所述x轴直线导轨的移动平台连接。

6.如权利要求3所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述行车固定装置在车辆行驶时向上伸出锁舌，将z轴直线导轨与车架固定。

7.如权利要求4所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述所述流利条支撑特定货箱的侧面滑轨，使特定货箱可以沿y轴滑动。

8.如权利要求1所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述对接板与特定货箱柜的解锁装置相接触，解锁特定货箱，同时电磁伸缩锁与特定货箱的抓环相互接触。

9.一种车载存取货箱机器人的使用方法，基于权利要求1-8任意一项所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的车载存取货箱机器人，其特征在于，所述步骤4特定货箱的侧面导轨按动货箱柜上的货箱锁定机构，实现解锁，再通过y轴直线导轨提供推力，通过流利条的支撑作用，将特定货箱推回特定货箱柜的储物格内，将特定货箱推到特定货箱柜的指定位置时，y轴直线导轨即向反方向运行，此时特定货箱受到特定货箱柜的货箱锁紧装置的作用下锁紧，完成机器人与货箱的分离。

技术总结
本发明公开了一种车载存取货箱机器人，包括三轴直线导轨，所述三轴直线导轨具有X轴直线导轨、Z轴直线导轨和Y轴直线导轨；货箱对接装置，所述货箱对接装置设置在三轴直线导轨上，具有电磁伸缩锁、对接板和行程开关，所述电磁伸缩锁与货箱上的抓耳配合；其中，对接装置通过所述X轴直线导轨、所述Z轴直线导轨和所述Y轴直线导轨三维运动实现货箱的对接、抓取和存放。具有保证货物配送的灵活性、安全性、实现与特定的货箱柜自动对接，可以将特定的货箱可以完全抽离柜体，再通过解除锁定，可以实现货箱车外使用的优点。

技术研发人员：石浩楠,肖强,刘海平,史涛瑜,李胜辉,李继辉,张琦,欧阳铜,米颖,邱旭阳
受保护的技术使用者：北京机械设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15