一种运输机器人防走偏系统及其方法与流程

1.本发明属于机器人搬运的技术领域，特别是涉及一种运输机器人防走偏系统及其方法。


背景技术：

2.目前搬运系统已经非常普及，较为常见的是辊筒运输，该运输方式是将物料放置在托盘上，托盘放置在辊筒线上通过辊筒线对托盘实现转移达到搬运的目的。
3.且辊筒线输送一般适用于重质量物料的运输或者长距离的运输，但是在长距离运输过程中如果不加以管理，托盘会在物料重量不均等的情况下发生偏移。同时在实际使用时，辊筒线并不是始终为直线，会根据运输需求安置多个转折点进行分类或者换向，在转折点处由于托盘在外力作用下存在一定的离心力且受物料重量的影响会发生偏移，将会导致无法进入换向后的辊筒线上，影响正常的运输。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种运输机器人防走偏系统及其方法。
5.本发明采用以下技术方案：一种运输机器人防走偏系统，用于输送托盘，所述托盘被设置为放置物料；还包括：若干个辊筒线，相互之间为交错分布；每个所述辊筒线上均设置有防偏结构，所述托盘的底部设置有与所述防偏结构相适配的导向部；多个换向机构，设置在相邻辊筒线之间的交错位置处；所述换向机构上设置有与所述导向部相适配的纠偏机构；使用时，当位于换向机构上的托盘在旋转力和物料的重力下发生偏移时，纠偏机构将托盘恢复至初始状态。
6.在进一步的实施例中，所述托盘的底部沿输送方向开设有至少一组导通槽，所述导通槽为向上凹陷预定的深度的敞口结构，且导通槽的两端均为镂空结构。
7.通过采用上述技术方案，导通槽的设置既是为了实现与滚筒线和换向机构这件的传动，便于推动托盘；同时也是为了在运输的过程中起到导向的作用，防止出现偏移的现象。
8.在进一步的实施例中，所述辊筒线包括：架体，其内部沿长度方向并列设置有若干个输送辊；每个输送辊上均设置有至少一组传动轮；每组输送辊之间的传动轮沿架体的长度方向构成与输送方向相平行的至少一组防偏结构；所述传动轮的位置和数量与所述导通槽相一致。
9.通过采用上述技术方案，保证在辊筒线上的轴线运输。
10.在进一步的实施例中，所述换向机构包括：换向板，传动连接于换向组件；所述换向组件被设置为驱动换向板按照需求旋转；
输送组件，至少两组且相互独立的可转动的安装在所述换向板上；纠正组件，传动连接于所述输送组件；旋转前，所述输送组件的输送方向与当前托盘所在的辊筒线的输送方向一致，且至少一组输送组件所在的位置与导向槽的位置一致；旋转时，输送组件在旋转力和物料的重力下围绕指定的点发生转动；旋转后，纠正组件将输送组件恢复至初始状态，在初始状态下，输送组件的输送方向与托盘即将抵达的辊筒线的输送方向一致。
11.通过采用上述技术方案，换向时在离心力和重力的作用下将输送组件做反向转动，降低了对托盘上的物料的影响，待换向结束后并采用纠正组件将输送组件恢复初始状态，不影响换向后的正常运输。
12.在进一步的实施例中，所述输送组件包括：导向板，其中心位置可转动的安装在所述换向板上；若干个导向轮，可转动沿导向板的长度方向安装在所述导向板上；所述导向轮的滚面部分暴露在所述导向板的外侧；所述导向轮采用带式传动连接。
13.通过采用上述技术方案，结构紧凑且不影响正常的输送。
14.在进一步的实施例中，所述纠正组件包括：扇形架，固定在所述换向板上且位于所述输送组件的下方；所述扇形架的顶部和底部均为镂空结构；连接件，一端铰接于所述扇形架的支点处，另一端为活动端；所述连接件的顶部用于安装输送组件；连杆组件，传动连接于所述连接件；控制件，传动连接于所述连杆组件；所述控制件和连杆组件被设置为根据需求控制连接件处于放空状态和回拉状态。
15.在进一步的实施例中，当连接件处于放空状态时，控制件及连杆组件对连接件不产生外力；当连接件处于回拉状态时，控制件及连杆组件在指定方向上发生外力且将连接件恢复至初始状态，此时，连接件位于所述扇形架的轴心处。
16.在进一步的实施例中，所述连杆组件包括：第一连杆，一端固定于所述连接件的铰接端；所述第一连杆与部分连接件相重合；第二连杆，一端与所述第一连杆的另一端相铰接；所述第二连杆的另一端铰接于凸轮；第三连杆，一端铰接于所述第二连杆的一端；第四连杆，其中心位置可转动的安装在换向板上；所述第四连杆的一端与第三连杆的另一端，且所述第四连杆的另一端传动连接于控制件。
17.在进一步的实施例中，所述控制件包括:导向块，固定连接于所述扇形架；所述导向块的内部为中空结构；导向杆，穿过所述导向块且一端传动连接于连杆组件；位于导向块内部的导向杆上固定有挡止块；两组气缸，对称设置在所述导向块的两侧；每组所述气缸的活塞杆根据需求穿过所述导向块达到中空结构并与挡止块相接触。
18.使用如上所述的运输机器人防走偏系统，具体包括以下步骤：步骤一、将待运输的物料放置在托盘上，通过托盘实现运输；当不需要换向时执行步骤二，当需要换向时执行步骤三；步骤二、在放置托盘时，将托盘底部的导通槽与滚筒线上的防偏结构一一对应，通过传动轮滚动带动托盘向前移动；步骤三、放置有物料的托盘从滚筒线上转移到与之相邻的换向机构上，且托盘上的导通槽与输送组件上的导向轮相一致；随后换向组件驱动换向板转动，在转动的过程中，换向组件将会带来一定的离心力，结合物料本身的重力，输送组件发生转动；此时的两组气缸均处于压缩状态；步骤四、待转动到预定的角度后，输送组件的角度已经发生偏离，此时启动纠正组件中对应的气缸，将连接件推至选转前所在的位置，使输送组件上的导向轮与托盘即将抵达的辊筒线上的传动轮对应一致；步骤五、导向轮转动将位于换向机构上的托盘输送到即将抵达的辊筒线上，并执行步骤二。
19.本发明的有益效果：本发明首先在直线式输送机构上设置了导向机构，确保直线运输时托盘及物料不会出现偏移的现象。同时还针对现有技术在换向时，收到外力的作用且为了保证物料不受外力出现滑坡的现象，研发出了换向时自动调整方向降低对物料的影响，且配置了纠偏机构，用于将在换向时出现的偏移再次纠正并对准下一道直线运输，完美的过渡。
附图说明
20.图1为本实施例的运输机器人防走偏系统的俯视图。
21.图2为本实施例的换向机构的局部结构示意图。
22.图3为本实施例的输送组件的结构示意图。
23.图4为本实施例的纠正组件的结构示意图。
24.图1至图4中的各标注为：挡止块1、架体2、导向杆3、传动轮4、换向板5、导向板6、导向轮7、扇形架8、连接件9、第一连杆10、第二连杆11、第三连杆12、第四连杆13、导向块14、凸轮15。
具体实施方式
25.下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
26.在现有的运输中，根据种类的增加和工种的需求，很多运输已经不仅限于一条线上的运输，而是至少两条线上的运输。因此就出现了不同运输线路之间的交换或者换向。且某些特定的场合下，需要托盘的输入端一直都是输入端。换言之，以第一直线输送机构和与之垂直的第二直线输送机构为例，托盘通过第一直线输送机构达到第二直线输送机构处时，直接转到第二直线输送机构上。托盘在第一直线输送机构上的前端在第二直线输送机构上则变成了其中一侧。因此为了解决这一技术问题，第一直线输送机构和第二直线输送机构之间的换向机构便营运而生，其目的是为了保证托盘的任何一个运输线上的摆放是始终不变的。
27.但是换向机构的设置又新增了一个问题:在转动时，会产生一定的离心力尤其是在物料的重量较大时，结合重力在旋转的过程中，物料顶部会有倾斜导致物料滑落，且托盘也会在旋转机构上移动，导致托盘无法顺利的进入到下一个运输线上。
28.为了解决上述技术问题，本实施例公开了运输机器人防走偏系统，该系统用于输送托盘，则物料就放置在托盘上进行运输。还包括：若干个辊筒线，且辊筒线根据分类需求相互之间为交错分布，并在每个交错位置处设置了换向机构，换向机构的设置则是为了保证托盘在当前的辊筒线上的摆放位置和方向都始终一样。因此在运输时，托盘及物料将会经过辊筒线或者辊筒线、换向机构，但是不管在哪个线上都需要保证不会发生偏移。
29.在进一步的实施例中，每个辊筒线上均设置有防偏结构，且托盘的底部同样设置有导向部，导向部与防偏结构相适配。使用时，导向部与防偏机构相配合，使托盘始终不会发生偏移。另一方面，本实施例中的换向机构上设置有纠偏机构，且纠偏机构与导向部同样相适配，使用时，当位于换向机构上的托盘在旋转力和物料的重力下发生偏移时，纠偏机构将托盘恢复至初始状态。
30.在进一步的实施例中，托盘的底部沿输送方向开设有至少一组导通槽，且导通槽为向上凹陷预定的深度的敞口结构，同时导通槽的两端均为镂空结构。为了与导通槽相适配，本实施例中的辊筒线包括：架体2，其内部沿长度方向并列设置有若干个输送辊，即每个输送辊相互之间为平行设置，且输送辊通过带轮或者链轮传动连接，并传动连接去驱动电机，通过驱动电机实现每个输送辊的转动。且在每个输送辊上设置有至少一组传动轮4，传动轮4的位置关系如下：每组输送辊之间的传动轮4沿架体2的长度方向构成与输送方向相平行的至少一组防偏结构；所述传动轮4的位置和数量与所述导通槽相一致。
31.换句话说，当存在两组传动轮4时，两组传动轮4之间构成相互平行的防偏结构，即防偏结构为一组并列设置的转动轮组成。且两组防偏结构分别与导通槽位置相一致，即此时的导通槽为两组。基于上述描述，传动轮4位于导通槽内且传动轮4的辊面与导通槽的顶部相接触，当传动轮4跟随输送辊转动发生自转时，传动轮4通过与导通槽的接触将托盘向前推移。且为了持续推移，故导通槽的两端均为镂空结构，其目的是为了给传动轮4提供避让的空间。
32.在本实施例中，防偏结构则为三组，那么对应的托盘底部的导通槽为三个，起到很好的支撑作用。
33.当托盘需要借助换向机构进行换向时，现有技术中的换向机构包括：转动组件，传动连接于所述转动组件上的换向板5，并在换向板5上设置若干个滚筒，待转动组件完后换向后，再通过滚筒实现输送。而一般情况下对重量较大的物料进行转动换向时，在离心力和物料自身的重力下或者惯性作用，物料一般都会发生倾斜甚至滑落的现象，故为了解决这一技术问题，本实施例中的换向机构包括：换向组件，换向组件上传动连接有换向板5，其中换向组件被设置为驱动换向板5按照需求旋转。在本实施例中，换向组件使用现有技术即可，故不做赘述。且换向板5上可转动的安装有只至少两组输送组件。首先需要说明的是可转动的安装，其目的是为了在换向板5转动时，在离心力、重力或者惯性的作用下，通过换向组件的反向运动，尽可能的降低对托盘上的物料的影响。其次至少为两组是为了保证对托盘及物料的对称性的支撑，避免出现只有一组输送组件时因不对称导致的倾斜。
34.在进一步的实施例中，输送组件包括：导向板6，在安装时将导向板6的中心位置处
可转动的安装在换向板5上；并在换向板5上沿其长度方向安装有若干个导向轮7，且导向轮7的安装方向如下：导向轮7的滚面部分暴露在所述导向板6的外侧；所述导向轮7采用带式传动连接。首先需要说明的是，采用带式传动连接是为了节省空间，同时也是为了不影响导向轮7与导向槽之间的相互作用。因此在本实施例中，导向轮7滚面上设置有向内凹陷的安装槽，用于安装传动带。使用时，导向轮7的滚面与导向槽接触，即是为了通过导向轮7的转动实现对托盘的推动其次还是为了起到导向的作用。
35.且在本实施例中，导向轮7为横向安装，并没有采用竖向安装（即滚筒线中的传轮的安装方式），是为了降低托盘及物料的重心，增加旋转时的稳定性。
36.基于上述描述，虽然解决物料在换向时的倾覆的问题，但是因为输送组件是活动的也就是意味着当换向结束后，输送组件所在的角度与初始状态不一致（输送组件相对换向板5发生倾斜，即托盘发生倾斜也就是托盘底部的导通槽出现倾斜），此时的导通槽与即将抵达的滚筒线上的纠偏机构无法匹配，导致不能顺利的过渡到将要抵达的滚筒线上。因此，为了解决这一技术问题，本实施例中的换向机构还包括传动连接于输送组件的纠正组件。纠正组件的设置是为了满足以下需求：旋转前，所述输送组件的输送方向与当前托盘所在的辊筒线的输送方向一致，且至少一组输送组件所在的位置与导向槽的位置一致；旋转时，输送组件在旋转力和物料的重力下围绕指定的点发生转动；旋转后，纠正组件将输送组件恢复至初始状态，在初始状态下，输送组件的输送方向与托盘即将抵达的辊筒线的输送方向一致。换向时在离心力和重力的作用下将输送组件做反向转动，降低了对托盘上的物料的影响，待换向结束后并采用纠正组件将输送组件恢复初始状态，不影响换向后的正常运输。
37.在进一步的实施例中，纠正组件包括：固定在换向板5上且位于输送组件下方的扇形架8，为了实现与输送组件中的导向板6连接，扇形架8的顶部和底部均为镂空结构。扇形架8包括一个支点，以支点为起点向同一个方向扩散的两组连接架，以及连接于两组连接架之间的弧形面。其中在支点处铰接有连接件9，连接件9位于扇形架8的内部，换句话说，连接件9的一端与支点相铰接，另一端则为活动端。需要说明的是，其顶部为镂空结构是为了便于连接件9与导向板6连接，驱动导向板6运动。
38.还包括传动连接于连接件9的连杆组件，且连杆组件与连接件9的底部传动连接，故扇形架8的底部为镂空结构是为了给出足够的空间连接连杆组件和用于驱动连杆组件运动的控制件。其中，控制件和连杆组件被设置为根据需求控制连接件9处于放空状态和回拉状态。
39.使用时，当连接件9处于放空状态时，控制件及连杆组件对连接件9不产生外力。连接件9在以下条件下会处于放空状态：换向机构处于换向时，即给输送组件提供空间和自由度任其在外力的作用发生偏移，降低对物料的影响。当连接件9处于回拉状态时，控制件及连杆组件在指定方向上发生外力且将连接件9恢复至初始状态，此时，连接件9位于所述扇形架8的轴心处，也就是通过控制件和连杆组件对在转动时发生偏移或者转动的输送组件纠正并恢复到旋转前的初始状态，其目的是为了使输送组件上的托盘上的导向槽与即将抵达的滚筒线上的传动轮4相对应。
40.具体的，连杆组件包括：第一连杆10、第二连杆11、第三连杆12和第四连杆13。其中，第一连杆10的一端与铰接件的一端固定连接，且第一连杆10所在的方向与连接件9的方
向相一致，即第一连杆10与部分连接件9相重合。第二连杆11的一端与第一连杆10的另一端相铰接，且第二连杆11的另一端铰接与凸轮15，凸轮15对第二连杆11起到支撑的作用。第三连杆12的一端则铰接与第二连接杆的一端，且第四连杆13的中心位置可转动的安装在换向板5上；其中第四连杆13的一端与第三连杆12的另一端，且所述第四连杆13的另一端传动连接于控制件。
41.在另一个实施例中，控制件包括：导向块14、导向杆3以及两组气缸。其中导向块14固定在扇形架8的支架所在位置的对立面处，且导向块14的内部为中空结构。导向杆3横向穿过导向块14且一端传动连接于连杆组件中的第四连杆13的另一端。并在位于导向块14的内部的导向杆3上固定有挡止块1。其中两组气缸对称设置在导向块14的两侧；每组所述气缸的活塞杆根据需求穿过所述导向块14达到中空结构并与挡止块1相接触。
42.在使用时，当控制连接件9处于放空状态，两组气缸均处于压缩状态，对止档块无接触，此时的连接件9在外力的做下，配合连杆组件沿扇形架8任意换向。当控制连接件9处于回拉状态，即此时扇形架8内的连接杆处于偏离扇形架8轴线的位置处，则通过启动与位于偏离方向一侧的气缸，气缸将活塞推出并与止档块相抵，直至将连接件9恢复到与偏离扇形架8轴线的位置处，当前气缸暂停工作，另一个气缸的活塞杆启动与止档块的另一侧相抵。两组气缸则同时作用于止档块，起到定位的作用，避免输送组件再次发生转动，直至下个旋转开始，两组气缸的活塞杆处于压缩状态，供输送组件任意转动。
43.使用如上所述的运输机器人防走偏系统，具体包括以下步骤：步骤一、将待运输的物料放置在托盘上，通过托盘实现运输；当不需要换向时执行步骤二，当需要换向时执行步骤三；步骤二、在放置托盘时，将托盘底部的导通槽与滚筒线上的防偏结构一一对应，通过传动轮4滚动带动托盘向前移动；步骤三、放置有物料的托盘从滚筒线上转移到与之相邻的换向机构上，且托盘上的导通槽与输送组件上的导向轮7相一致；随后换向组件驱动换向板5转动，在转动的过程中，换向组件将会带来一定的离心力，结合物料本身的重力，输送组件发生转动；此时的两组气缸均处于压缩状态，供输送组件任意转动；步骤四、待转动到预定的角度后，输送组件的角度已经发生偏离，此时启动纠正组件中对应的气缸，将连接件9推至选转前所在的位置，使输送组件上的导向轮7与托盘即将抵达的辊筒线上的传动轮4对应一致；即此时扇形架8内的连接杆处于偏离扇形架8轴线的位置处，则通过启动与位于偏离方向一侧的气缸，气缸将活塞推出并与止档块相抵，直至将连接件9恢复到与偏离扇形架8轴线的位置处，当前气缸暂停工作，另一个气缸的活塞杆启动与止档块的另一侧相抵。两组气缸则同时作用于止档块，起到定位的作用，避免输送组件再次发生转动。
44.步骤五、导向轮7转动将位于换向机构上的托盘输送到即将抵达的辊筒线上，并执行步骤二。