货物搬运机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种货物搬运机器人。


背景技术：

2.在物流、仓储等领域中，通常采用机器人来实现对货物的搬运和转移，从而提高搬运效率，降低劳动成本。
3.在相关技术中，搬运机器人通常采用可升降设置的货叉来对货物进行举升并带动货物相对于机架运动，从而将货物放置到机架上或从机架上卸下。采用这种结构设计的搬运机器人在对货物进行操作的过程中，货叉有伸出或收回的动作，在这个过程中容易导致晃动，从而容易出现货物掉落的情况，当对一些较脆弱的货物进行搬运时，货叉伸出或收回导致的晃动甚至容易导致货物破损。
4.因此，相关技术中的搬运机器人存在工作平稳性差的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种货物搬运机器人，以解决相关技术中的搬运机器人的工作平稳性差的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种货物搬运机器人，包括：机架，具有用于承载货物的承载部；移动组件，设置于机架，以通过移动组件带动机架移动；顶升组件，包括支撑部和顶升部，顶升部相对于支撑部沿竖直方向可升降地设置，以驱动货物相对于机架升降；顶升组件具有顶升状态，当顶升组件处于顶升状态时，支撑部与货物搬运机器人下方的支撑面接触；其中，沿第一方向，机架与顶升组件可相对靠近或相对远离地设置；沿竖直方向，机架与顶升组件在预定范围内可自由活动地设置。
7.进一步地，机架上设有滑轨，滑轨沿第一方向延伸设置；货物搬运机器人还包括滑动组件和连接组件，滑动组件沿第一方向可滑动地设置于滑轨；连接组件包括：第一连接件，第一连接件与滑动组件连接；第二连接件，第二连接件与顶升组件的支撑部连接；过渡连接件，第一连接件和第二连接件均与过渡连接件铰接。
8.进一步地，过渡连接件为多个，多个过渡连接件沿竖直方向间隔设置；任意两个过渡连接件与第一连接件以及第二连接件之间形成的铰接点的连线构成平行四边形。
9.进一步地，顶升组件具有收纳状态，当顶升组件处于收纳状态时，顶升组件与货物搬运机器人下方的支撑面分离；滑动组件包括：本体结构，与滑轨滑动配合；升降结构，沿竖直方向可升降地设置于本体结构；升降结构与第一连接件连接，以通过连接组件带动顶升组件在顶升状态和收纳状态之间切换；升降驱动结构，与本体结构和升降结构均驱动连接，以通过升降驱动结构驱动升降结构升降。
10.进一步地，本体结构上设有第一滑动配合部，升降结构上设有第二滑动配合部，第二滑动配合部沿竖直方向可滑动地安装于第一滑动配合部；滑动组件包括传动件，升降驱动结构安装于本体结构并与传动件连接，以通过升降驱动结构驱动传动件升降；升降结构
与传动件铰接，以使升降结构相对于传动件绕预定轴线可转动地设置；其中，预定轴线沿第二方向延伸设置，第一方向和竖直方向均与第二方向垂直。
11.进一步地，第一连接件的朝向第二连接件的一侧设有第一接触面，第二连接件的朝向第一连接件的一侧设有第二接触面；当顶升组件处于收纳状态时，第一接触面与第二接触面抵接。
12.进一步地，第一连接件上设有凸出于第一接触面设置的凸起部，第二连接件具有设置于第二接触面上的凹陷部；当顶升组件处于收纳状态时，凸起部插入凹陷部内，凸起部的至少部分表面与凹陷部的至少部分表面接触。
13.进一步地，凸起部具有第一上表面，第一上表面的至少部分相对于水平面倾斜设置；凹陷部具有第二上表面，第二上表面的至少部分相对于水平面倾斜设置；当顶升组件处于收纳状态时，第一上表面与第二上表面抵接。
14.进一步地，第一上表面和第二上表面均为相对于水平面呈45
°
夹角的平面。
15.进一步地，支撑部的底部具有滚轮，当顶升组件处于顶升状态时，滚轮与货物搬运机器人下方的支撑面接触。
16.应用本发明的技术方案的货物搬运机器人包括机架、移动组件以及顶升组件，其中，机架具有用于承载货物的承载部；移动组件设置于机架，以通过移动组件带动机架移动；顶升组件包括支撑部和顶升部，顶升部相对于支撑部沿竖直方向可升降地设置，以驱动货物相对于机架升降；顶升组件具有顶升状态，当顶升组件处于顶升状态时，支撑部与货物搬运机器人下方的支撑面接触；其中，沿第一方向，机架与顶升组件可相对靠近或相对远离地设置；沿竖直方向，机架与顶升组件在预定范围内可自由活动地设置。在使用时，当顶升组件对货物进行顶升后，顶升组件可独立实现对货物的支撑，此时通过移动组件带动机架靠近或远离顶升组件，即可方便地将货物装到机架上或从机架上卸下。在整个装卸过程中，采用机架主动靠近或远离顶升组件的方式来进行装卸，而不需要顶升组件带动货物沿水平方向移动，能够有效地避免因顶升组件晃动而导致货物掉落或损坏的问题。由于沿竖直方向机架与顶升组件在预定范围内可自由地相对活动，当搬运机器人下方的支撑面不平整时，机架在靠近或远离顶升组件移动的过程中即使发生颠簸也不会带动顶升组件晃动，保证顶升组件对货物的稳定支撑，确保稳定地将货物装到机架或从机架上卸下，解决了相关技术中的搬运机器人工作平稳性差的问题。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例当顶升组件处于第一位置时的示意图；
19.图2示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例当顶升组件处于第二位置时的示意图；
20.图3示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例当顶升组件处于第二位置且顶升组件处于顶升状态时的示意图；
21.图4示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的顶升组件、滑动组件以及连
接组件的连接示意图；
22.图5示出了根据图4中的货物搬运机器人的实施例的局部区域的放大结构示意图；
23.图6示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的连接组件的结构示意图；
24.图7示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的第一连接件和第二连接件的结构示意图；
25.图8示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的第一连接件的结构示意图；
26.图9示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的部分结构的示意图；
27.图10示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例当顶升组件处于收纳状态或机架在越障时的部分结构的示意图；
28.图11示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例当机架在通过凹坑位置时的部分结构的示意图；
29.图12示出了根据本发明的货物搬运机器人的实施例的顶升组件的结构示意图。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
31.请参考图1至图12，本发明提供了一种货物搬运机器人，包括：机架1，具有用于承载货物的承载部；移动组件2，设置于机架1，以通过移动组件2带动机架1移动；顶升组件3，包括支撑部31和顶升部32，顶升部32相对于支撑部31沿竖直方向可升降地设置，以驱动货物相对于机架1升降；顶升组件3具有顶升状态，当顶升组件3处于顶升状态时，支撑部31与货物搬运机器人下方的支撑面接触；其中，沿第一方向，机架1与顶升组件3可相对靠近或相对远离地设置；沿竖直方向，机架1与顶升组件3在预定范围内可自由活动地设置。
32.本发明提供了一种货物搬运机器人，其包括机架1、移动组件2以及顶升组件3，其中，机架1具有用于承载货物的承载部；移动组件2设置于机架1，以通过移动组件2带动机架1移动；顶升组件3包括支撑部31和顶升部32，顶升部32相对于支撑部31沿竖直方向可升降地设置，以驱动货物相对于机架1升降；顶升组件3具有顶升状态，当顶升组件3处于顶升状态时，支撑部31与货物搬运机器人下方的支撑面接触；其中，沿第一方向，机架1与顶升组件3可相对靠近或相对远离地设置；沿竖直方向，机架1与顶升组件3在预定范围内可自由活动地设置。在使用时，当顶升组件3对货物进行顶升后，顶升组件3可独立实现对货物的支撑，此时通过移动组件2带动机架1靠近或远离顶升组件3，即可方便地将货物装到机架1上或从机架1上卸下。在整个装卸过程中，采用机架1主动靠近或远离顶升组件3的方式来进行装卸，而不需要顶升组件3带动货物沿水平方向移动，能够有效地避免因顶升组件3晃动而导致货物掉落或损坏的问题。由于沿竖直方向机架1与顶升组件3在预定范围内可自由地相对活动，当搬运机器人下方的支撑面不平整时，机架1在靠近或远离顶升组件3移动的过程中即使发生颠簸也不会带动顶升组件3晃动，保证顶升组件3对货物的稳定支撑，确保稳定地将货物装到机架1或从机架1上卸下，解决了相关技术中的搬运机器人工作平稳性差的问题。
33.在具体实施时，移动组件2可以有多种结构选择，只要能够时机架1相对于支撑面可移动即可，例如移动组件2可以是履带底盘、agv小车或者多个万向轮。移动组件2可以有
动力也可以无动力，当移动组件2无动力时(例如其为多个万向轮)，可通过操作人员推动机架1移动。
34.在本实施例中，移动组件2包括两个从动轮21和一个舵轮22，两个从动轮21的旋转轴线重合，舵轮22与两个从动轮21呈三角形方式布置。
35.具体地，机架1上设有滑轨11，滑轨11沿第一方向延伸设置；货物搬运机器人还包括滑动组件4和连接组件5，滑动组件4沿第一方向可滑动地设置于滑轨11；连接组件5包括：第一连接件51，第一连接件51与滑动组件4连接；第二连接件52，第二连接件52与顶升组件3的支撑部31连接；过渡连接件53，第一连接件51和第二连接件52均与过渡连接件53铰接。
36.通过采用这种结构设计，通过滑动组件4沿滑轨11滑动，可使机架1靠近或远离顶升组件3，在机架1移动过程中，若机架1发生颠簸，可通过过渡连接件53相对于第一连接件51和第二连接件52转动来适应机架1与顶升组件3的相对位置关系，从而使得机架1与顶升组件3沿竖直方向可在预定的范围内自由活动，避免机架1的颠簸引起顶升组件3晃动，保证顶升组件3对货物支撑的稳定性。
37.当然，滑动组件4与顶升组件3之间也可采用其它结构的连接组件5来实现两者的连接并保证两者之间存在一定的相对运动自由度：
38.例如，在本技术的第二个实施例中，滑动组件4与顶升组件3之间通过绳索或锁链连接。
39.再例如，在本技术的第三个实施例中，连接组件5包括与滑动组件4连接的第一连接件、与顶升组件3的支撑部31连接的第二连接件，第一连接件和第二连接件上均设有沿竖直方向延伸设置的销孔，连接组件5还包括销轴，销轴穿设在第一连接件和第二连接件的销孔内，这样，当机架1颠簸时，第一连接件会沿销轴运动，从而相对第二连接件运动，使第二连接件和顶升组件3保持静止，避免影响对货物的支撑效果。
40.在具体实施时，货物搬运机器人包括第一驱动结构，第一驱动结构与滑动组件4连接，以驱动滑动组件4相对于滑轨11沿第一方向滑动。具体地，第一驱动结构有多种结构选择，只要能够实现对滑动组件4的驱动效果即可，例如第一驱动结构可以是液压缸、伺服直线模组、链轮直线模组等等。在本实施例中，第一驱动结构为链轮直线模组，其包括至少两个沿第一方向间隔设置的链轮、与多个链轮配合并与滑动组件4连接的链条以及与至少一个链轮连接的马达，通过马达驱动链轮转动，从而带动链轮转动，实现对滑动组件4的驱动。优选地，马达为液压马达。
41.具体地，过渡连接件53为多个，多个过渡连接件53沿竖直方向间隔设置；任意两个过渡连接件53与第一连接件51以及第二连接件52之间形成的铰接点的连线构成平行四边形。
42.这样，当机架1发生颠簸时，能够始终保持第一连接件51和第二连接件52之间不发生相对的转动，保证滑动组件4与顶升组件3连接的平稳性。
43.另外，在本实施例中，为了提高连接组件5的结构稳定性，过渡连接件53为多个，多个过渡连接件53沿第二方向间隔设置，第二方向为水平面内与第一方向垂直的方向。
44.具体地，顶升组件3具有收纳状态，当顶升组件3处于收纳状态时，顶升组件3与货物搬运机器人下方的支撑面分离；滑动组件4包括：本体结构41，与滑轨11滑动配合；升降结构42，沿竖直方向可升降地设置于本体结构41；升降结构42与第一连接件51连接，以通过连
接组件5带动顶升组件3在顶升状态和收纳状态之间切换；升降驱动结构43，与本体结构41和升降结构42均驱动连接，以通过升降驱动结构43驱动升降结构42升降。
45.通过采用这种结构设计，当不需要使用顶升组件3对货物进行顶升时，升降驱动结构43可驱动升降结构42上升，从而将顶升组件3提升，使顶升组件3与货物搬运机器人下方的支撑面脱离接触，从而提高货物搬运机器人的通过性能。
46.在具体实施时，升降驱动结构43可以有多种结构选择，只要能够驱动升降结构42升降即可，在本实施例中，升降驱动结构43为油缸，当然其也可以是电缸、气缸等结构。
47.另外，此处所说的驱动连接是指能够传递驱动力的连接方式，其可以是直接连接也可以是间接连接，只要能够起到驱动升降结构42升降即可。
48.具体地，本体结构41上设有第一滑动配合部，升降结构42上设有第二滑动配合部，第二滑动配合部沿竖直方向可滑动地安装于第一滑动配合部；滑动组件4包括传动件44，升降驱动结构43安装于本体结构41并与传动件44连接，以通过升降驱动结构43驱动传动件44升降；升降结构42与传动件44铰接，以使升降结构42相对于传动件44绕预定轴线可转动地设置；其中，预定轴线沿第二方向延伸设置，第一方向和竖直方向均与第二方向垂直。
49.通过采用这种结构设计，能够将滑动组件4放开一个自由度，使得升降结构42能够绕预定轴线转动，从而避免第一滑动配合部和第二滑动配合部之间因变形或摆动而导致卡死的情况，保证升降结构42顺利地升降。
50.在具体实施时，第一滑动配合部和第二滑动配合部只要能够实现滑动配合作用即可，在本实施例中，两者其中之一为导轨，另一者为滑块。
51.另外，为了提高本体结构41沿滑轨11运动的顺畅性，滑动组件4上还设有滑轮45，滑轮45与滑轨11接触。
52.具体地，第一连接件51的朝向第二连接件52的一侧设有第一接触面511，第二连接件52的朝向第一连接件51的一侧设有第二接触面521；当顶升组件3处于收纳状态时，第一接触面511与第二接触面521抵接。
53.通过设置第一接触面511和第二接触面521，当两者贴合时能够对第一连接件51和第二连接件52进行限位，从而使连接组件5的结构保持稳定，以在保证顶升组件3保持水平的同时，使升降驱动结构43可顺利地将顶升力传递给顶升组件3，从而驱动顶升组件3上升至收纳状态。
54.具体地，第一连接件51上设有凸出于第一接触面511设置的凸起部512，第二连接件52具有设置于第二接触面521上的凹陷部522；当顶升组件3处于收纳状态时，凸起部512插入凹陷部522内，凸起部512的至少部分表面与凹陷部522的至少部分表面接触。
55.通过在第一接触面511上设置凸起部512并在第二接触面521上设置凹陷部522，当凸起部512插入凹陷部522内时，凸起部512的至少部分表面与凹陷部522的至少部分表面贴合，从而有利于提高第一连接件51与第二连接件52之间相对位置的稳定性，从而保证对顶升组件3的稳定提升。
56.具体地，凸起部512具有第一上表面513，第一上表面513的至少部分相对于水平面倾斜设置；凹陷部522具有第二上表面523，第二上表面523的至少部分相对于水平面倾斜设置；当顶升组件3处于收纳状态时，第一上表面513与第二上表面523抵接。
57.由于设置了倾斜于水平面设置的第一上表面513和第二上表面523，第一上表面
513与第二上表面523接触时，第一上表面513可承受来自第二上表面523的压力，由于第一上表面513和第二上表面523倾斜设置的缘故，此压力可被分解出一个沿水平方向的分力，从而减小竖直方向的作用力，减小升降驱动结构43的负载。
58.具体地，第一上表面513和第二上表面523均为相对于水平面呈45
°
夹角的平面。
59.具体地，支撑部31的底部具有滚轮311，当顶升组件3处于顶升状态时，滚轮311与货物搬运机器人下方的支撑面接触。
60.机架1上设有避让口，顶升组件3具有第一位置和第二位置；当顶升组件3处于第一位置时，顶升组件3的至少部分位于避让口内；当顶升组件3处于第二位置时，顶升组件3与机架1间隔设置。
61.另外，顶升组件3包括顶升驱动结构，顶升驱动结构与支撑部31和顶升部32连接，以通过顶升驱动结构驱动顶升部32升降。
62.在具体实施时，顶升驱动结构可以有多种结构选择，例如液压缸、电缸等等。
63.在本实施例中，顶升驱动结构包括：第一连杆33，第一连杆33的第一端与支撑部31铰接，第一连杆33的第二端与顶升部32可滑动地配合；第二连杆34，第二连杆34的第一端与顶升部32铰接，第二连杆34的第二端与支撑部31可滑动地配合，第一连杆33与第二连杆34铰接；直线驱动件35，直线驱动件35的第一端与支撑部31铰接，直线驱动件35的第二端与第一连杆33和/或第二连杆34铰接；其中，支撑部31与顶升部32具有相互接触的状态，当支撑部31与顶升部32接触时，支撑部31与顶升部32之间围成容纳腔，第一连杆33、第二连杆34以及直线驱动件35均位于容纳腔内。直线驱动件35可选液压缸、电缸、气缸等可实现直线驱动作用的结构。
64.另外，为了提高对货物顶升过程中支撑的平稳性，机架1包括沿第二方向依次间隔设置的第一架体、第二架体和第三架体，第一架体、第二架体以及第三架体连接为一体；避让口为两个，其中一个避让口位于第一架体与第二架体之间，另一个避让口位于第二架体与第三架体之间；顶升组件为两个，两个顶升组件与两个避让口一一对应地设置。
65.货物搬运机器人包括电池和两个电控柜，电池设置于第二架体，两个电控柜一一对应地设置于第一架体和第三架体。通过采用上述设置，电控柜设置于机架1的两侧，电池设置于两个顶升组件3之间，能够有效地降低搬运机器人整机的重心，保证搬运机器人在搬运过程中的稳定性，有利于减小搬运机器人的高度和体积。
66.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
67.本发明提供了一种货物搬运机器人，其包括机架1、移动组件2以及顶升组件3，其中，机架1具有用于承载货物的承载部；移动组件2设置于机架1，以通过移动组件2带动机架1移动；顶升组件3包括支撑部31和顶升部32，顶升部32相对于支撑部31沿竖直方向可升降地设置，以驱动货物相对于机架1升降；顶升组件3具有顶升状态，当顶升组件3处于顶升状态时，支撑部31与货物搬运机器人下方的支撑面接触；其中，沿第一方向，机架1与顶升组件3可相对靠近或相对远离地设置；沿竖直方向，机架1与顶升组件3在预定范围内可自由活动地设置。在使用时，当顶升组件3对货物进行顶升后，顶升组件3可独立实现对货物的支撑，此时通过移动组件2带动机架1靠近或远离顶升组件3，即可方便地将货物装到机架1上或从机架1上卸下。在整个装卸过程中，采用机架1主动靠近或远离顶升组件3的方式来进行装卸，而不需要顶升组件3带动货物沿水平方向移动，能够有效地避免因顶升组件3晃动而导
致货物掉落或损坏的问题。由于沿竖直方向机架1与顶升组件3在预定范围内可自由地相对活动，当搬运机器人下方的支撑面不平整时，机架1在靠近或远离顶升组件3移动的过程中即使发生颠簸也不会带动顶升组件3晃动，保证顶升组件3对货物的稳定支撑，确保稳定地将货物装到机架1或从机架1上卸下，解决了相关技术中的搬运机器人工作平稳性差的问题。
68.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
69.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
70.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
71.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。