一种组合式限位浮动托盘机构及配送机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种组合式限位浮动托盘机构及配送机器人。


背景技术：

2.随着机器人技术的迅速发展，机器人应用越来越广泛，例如，迎宾机器人、送餐机器人以及教育机器人、仿生机器人等等。机器人是自动执行工作的机器装置，它可以接受人类指挥，也可以运行预先编排的程序，还可以依据人工智能技术制定的原则行动。随着国家宏观战略的重视，我国移动机器人的研究已经进入空前热门的时期。各种各样的移动机器人底盘逐渐地映入人们视线，在现有技术中，具有悬架的移动机器人底盘多种多样，已基本满足功能，但仍存在一些不足。
3.目前的机器人在配送过程中，不可避免地会遇到一些越障或紧急避障的情况，导致机器人整体会震动或急刹车或加速，在此过程中，机器人若配送一些流体货品(如餐饮的汤点或饮料等)，由于机器人的托盘一般是固定安装在机器人上，当机器人所配送的流体货品急停或加速时就会因突然的晃动而容易洒出。
4.因此，亟需一种组合式限位浮动托盘机构及配送机器人，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种组合式限位浮动托盘机构及配送机器人。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本技术首先提供一种组合式限位浮动托盘机构，包括：
8.基板，供置于配送机器人上，所述基板上设有活动接触部以及活动限位区；
9.移动盘，供放置需配送的货品，所述移动盘支设于所述活动接触部上并可相对所述基板水平移动；
10.连接限位部，设于所述基板下，所述连接限位部的连接端穿过所述活动限位区并连接于所述移动盘，所述连接端与所述移动盘的连接处形成连接支点，所述连接支点随所述移动盘在所述活动限位区内水平移动，所述连接限位部与所述基板之间具有活动间隔，所述移动盘通过所述连接限位部可相对所述基板有限位地上下震动；
11.耗能介质，设于所述移动盘与所述基板之间以削减所述移动盘的移动惯性。
12.作为上述的一种优选技术方案，所述活动接触部可拆卸地设于基板的四周。
13.作为上述的一种优选技术方案，所述基板的四周开设有接触孔位，所述活动接触部包括万向球以及球托座，所述球托座可拆卸地安装于所述接触孔位，所述万向球可滚动地安装于所述球托座上并作为凸出于所述基板的滑动支点，所述移动盘滑动支设于所述万向球上进而与所述基板形成点面接触。
14.作为上述的一种优选技术方案，所述基板的两侧中部位置分别开设有限位通孔，通过所述限位通孔的开孔内壁范围形成所述活动限位区，所述连接限位部跨设于所述基板
的两侧，所述连接限位部的连接端分别活动穿设于所述限位通孔处并与移动盘的下表面连接进而形成所述连接支点。
15.作为上述的一种优选技术方案，所述连接限位部包括限位条，所述限位条间隔跨设于所述基板的下表面，所述限位条的两端分别设有碰撞体，所述碰撞体自由设置于所述限位通孔处，所述移动盘通过螺栓与所述碰撞体紧固连接。
16.作为上述的一种优选技术方案，所述碰撞体为缓冲圈，所述限位通孔的孔心位置以及孔径可预设调节进而改变所述活动限位区的范围。
17.作为上述的一种优选技术方案，所述耗能介绍包括均匀分布于所述基板四周的多个弹性牵拉件，所述弹性牵拉件连接于所述移动盘与所述基板之间，进而所述移动盘可相对所述基板往复移动并回复至初始位置。
18.作为上述的一种优选技术方案，所述移动盘的上表面设有软质垫层以供放置需配送的货品。
19.作为上述的一种优选技术方案，所述基板的下表面设有保护壳板以覆盖保护所述活动接触部、所述连接限位部以及所述耗能介质。
20.本实用新型还提供了一种配送机器人，包括机器人支架、机器人托盘以及上述任一种的组合式限位浮动托盘机构，所述机器人托盘支设于两侧的所述机器人支架上，所述基板设于所述机器人托盘上，所述移动盘的上表面用于放置需配送的货品。
21.本实用新型组合式限位浮动托盘机构的有益效果包括：
22.本技术通过活动接触部使移动盘可相对基板水平移动，通过所加设的连接限位部，即起到连接移动盘与基地的作用，也起到将移动盘的移动位置进行有效限位的作用。其中，基板上设定两个活动限位区，使得移动盘可在单边半径30mm范围内移动；限位孔配合限位条实现前后左右上下的限位，避免二次晃动/震动/碰撞。进而，移动盘能随货品惯性移动，且移动过程中通过耗能介质为托盘上的货品(特别是流体货品)提供了更大的减速缓冲，有效避免了流体货品的损坏和液体的洒落。
附图说明
23.图1是本实用新型组合式限位浮动托盘机构的俯视结构示意图；
24.图2是本实用新型组合式限位浮动托盘机构的仰视结构示意图；
25.图3是本实用新型组合式限位浮动托盘机构的整体拆解爆炸结构示意图；
26.图4是对应图2状态下隐去保护壳板后的结构示意图；
27.图5是对应图4中f
‑
f处的剖视结构示意图；
28.图6是对应图4中g
‑
g处的剖视结构示意图；
29.图7是对应图6中i处的放大结构示意图；
30.图8是将本技术组合式限位浮动托盘机构安装到配送机器人后的整体结构示意图。
31.图中标号：
32.1、基板；2、移动盘；3、连接支点；4、球托座；5、弹性牵拉件；6、万向球；7、软质垫层；8、保护壳板；9、限位通孔；10、限位条；11、碰撞体；12、螺栓；
33.90、组合式限位浮动托盘机构；97、机器人支架；98、货品；99、机器人托盘；100、配
送机器人。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.现有技术中提供的机器人的托盘一般是固定安装在机器人上，当机器人所配送的流体货品急停或加速时就会因突然的晃动而容易洒出的问题，该种问题产生会导致机器人配送质量受到影响。为了解决上述问题，本实施例中提供了一种浮动托盘机构/模块，能够使需要配送的货品在原有的托盘上得到有效缓冲，保证所配送的货品(特别是流体)不会晃动洒出。
39.进一步地，现有技术中也有提出分离式的托盘机构，但往往其机构中的托盘与基板之间容易出现上下过度分离的情况，且没有设置有效限位，致使托盘会撞击到机器人支架侧壁，造成二次晃动/震动。
40.实施例一，本实施例首先提出一个浮动托盘机构的可实施保护方案：
41.如图1至图3所示，本实施例中提供一种组合式限位浮动托盘机构，包括基板1，供置于配送机器人上，所述基板1上设有活动接触部以及活动限位区；移动盘2，供放置需配送的货品，所述移动盘2支设于所述活动接触部上并可相对所述基板1水平移动；连接限位部，设于所述基板1下，所述连接限位部的连接端穿过所述活动限位区并连接于所述移动盘2，所述连接端与所述移动盘2的连接处形成连接支点3，所述连接支点3随所述移动盘2在所述活动限位区内水平移动，所述连接限位部与所述基板1之间具有活动间隔，所述移动盘2通过所述连接限位部可相对所述基板1有限位地上下震动；耗能介质，设于所述移动盘2与所述基板1之间以削减所述移动盘2的移动惯性。
42.本实施例中，通过活动接触部使移动盘2可相对基板1水平移动；通过连接限位部
将移动盘2与基板1连接并从前后上下左右方向上形成有效限位，有效避免了移动盘2脱离基板1或两者形成二次震动碰撞；继而，当机器人震动或急停或加速时，在活动接触部与耗能介质的共同作用下，为托盘上的货品(特别是流体货品)提供了更大的减速缓冲，有效避免了流体货品的损坏和液体的洒落。
43.为充分适应于应用环境要求，整个浮动托盘机构可呈不同大小形状，在本实施例中，移动盘2及基板1优选呈方形或矩形结构，这样，整个机构可以呈现较大的面积，承托较多的货品。
44.以下，细致介绍本技术浮动托盘机构的各个构件及其结构连接关系。
45.如图3所示，所述移动盘2的上表面设有软质垫层7以供放置需配送的货品。另外，所述基板1的下表面设有保护壳板8以覆盖保护所述活动接触部、所述连接限位部以及所述耗能介质。
46.进一步地，如图4和图5所示，所述活动接触部可拆卸地设于基板1的四周。具体地，所述基板1的四周开设有接触孔位，所述活动接触部包括万向球6以及球托座4，所述球托座4可拆卸地安装于所述接触孔位，所述万向球6可滚动地安装于所述球托座4上并作为凸出于所述基板1的滑动支点，所述移动盘2滑动支设于所述万向球6上进而与所述基板1形成点面接触。万向球6的选用充分保证了移动盘2与基板1的全方位相对水平位移。
47.所述耗能介绍包括均匀分布于所述基板1四周的多个弹性牵拉件5，所述弹性牵拉件5连接于所述移动盘2与所述基板1之间，进而所述移动盘2可相对所述基板1往复移动并回复至初始位置。较为优选地，所述弹性牵拉件5为弹簧或拉簧或渐变式阻尼弹簧，弹性牵拉件5的弹性系数选用0.012n/mm左右。
48.如图3和图4所示，本实施例中，所述基板1的两侧中部位置分别开设有限位通孔9，两个限位通孔9分别对应基板1的前后位置，通过所述限位通孔9的开孔内壁范围形成所述活动限位区，所述连接限位部跨设于所述基板1的两侧，所述连接限位部的连接端分别活动穿设于所述限位通孔9处并与移动盘2的下表面连接进而形成所述连接支点3。
49.结合图6和图7所示，所述连接限位部包括限位条10，所述限位条10间隔跨设于所述基板1的下表面，所述限位条10的两端分别设有碰撞体11，所述碰撞体11自由设置于所述限位通孔9处，所述移动盘2通过螺栓12与所述碰撞体11紧固连接。
50.较为优选地，所述碰撞体11为缓冲圈，所述限位通孔9的孔心位置以及孔径可预设调节进而改变所述活动限位区的范围。
51.可参考地，所述活动限位区的范围为单边可移动距离最大为10mm至50mm，优选地，将移动范围设置在约30mm最佳，如此保证一般重量物品(如杯装饮料)的减震效果达成，也不影响机器人避障效果。
52.以此，本实施例的托盘机构，使用万向球6实现点面接触水平相对移动，使用弹性牵拉件5削减移动盘2的移动惯性，进一步地，使用限位孔配合限位条10对移动盘2进行前后上下左右的有效限位，并使用保护壳板保护基板1上的各个构件。相比于现有的托盘结构，本技术形成了一种以组合式及限位为改进重点的浮动托盘机构。
53.在实际应用时，如图8所示，可将整个托盘机构替换原有机器人上的托盘，通过基板1的两侧的安装结构安装到机器人两侧的支架上；亦或者，可将整个托盘机构放置在机器人托盘上，将基板1平稳放置即可，也可与托盘相互连接固定，也可不固定。平稳放置后，可
将货品放置在移动盘2的上表面。以此，当机器人震动或急停或突然加速时，基板1会与机器人一起改变运动状态，而移动盘2会与货品一起惯性移动，无论向任何方向惯性，在移动盘2移动过程中，弹性牵拉件5由于形变的程度产生渐变的牵拉力，进而，移动距离越大，所产生的牵拉力也就越大，以致，通过弹性牵拉件5充分削减移动盘2以及货品的惯性动能，并由于弹性牵拉件5自身的形变回复能力，移动盘2最终会回复至初始位置。
54.实施例二，本实施例提出弹性牵拉件的另一种连接结构形式：
55.在实施例一的基础上，为适应牵拉圆形的移动盘2，本实施例提出弹性牵拉件的另一种连接形式，与实施例一的区别在于，移动盘2与基板1之间均匀分布有沿三个方向设置的三个所述弹性牵拉件5。
56.由于该种连接形式的变化，应属于本领域技术人员容易理解的，在本实施例中就未给出具体图示。但，显而易见地，本实施例的该种连接形式相较于实施例一，本实施例省去了一个弹性牵拉件5，并特别对应圆形状的托盘机构能达到一样的牵拉效果。
57.本实施例的其他结构基本与实施例一相同，便不在此多加赘述。
58.实施例三，本实施例提出移动盘、耗能介质以及基板之间的另一种连接结构形式：
59.在实施例一的基础上，本实施例改变移动盘2与基板1之间的连接形式，与实施例一的区别在于，本实施例中，移动盘2直接平置于基板1上，并且，所述耗能介质包括摩擦片或阻尼结构，所述摩擦片或所述阻尼结构分别设于所述移动盘2以及所述基板1的接触面上以形成面面接触，通过所述摩擦片或所述阻尼结构形成所述活动组件并削减所述移动盘2的滑动惯性。
60.由于该种连接形式的变化，应属于本领域技术人员容易理解的，在本实施例中就未给出具体图示。但，显而易见地，该种设置方式能够增加移动盘2与基板1之间的接触面，相较于实施例一，本实施例不仅省去了万向球6以及弹性牵拉件5，还提出了另一种耗能介质，同样能够实现移动盘2的有效缓冲。可见，在结构上更为简易，其应用效果上也可取。
61.实施例四，本实施例还提出一个托盘机构的优选集合保护方案：
62.如图1至图3所示，本实施例中提供一种组合式限位浮动托盘机构，包括基板1，供置于配送机器人上，所述基板1上设有活动接触部以及活动限位区；移动盘2，供放置需配送的货品，所述移动盘2支设于所述活动接触部上并可相对所述基板1水平移动；连接限位部，设于所述基板1下，所述连接限位部的连接端穿过所述活动限位区并连接于所述移动盘2，所述连接端与所述移动盘2的连接处形成连接支点3，所述连接支点3随所述移动盘2在所述活动限位区内水平移动，所述连接限位部与所述基板1之间具有活动间隔，所述移动盘2通过所述连接限位部可相对所述基板1有限位地上下震动；耗能介质，设于所述移动盘2与所述基板1之间以削减所述移动盘2的移动惯性。本实施例中，通过活动接触部使移动盘2可相对基板1水平移动；通过连接限位部将移动盘2与基板1连接并从前后上下左右方向上形成有效限位，有效避免了移动盘2脱离基板1或两者形成二次震动碰撞；继而，当机器人震动或急停或加速时，在活动接触部与耗能介质的共同作用下，为托盘上的货品(特别是流体货品)提供了更大的减速缓冲，有效避免了流体货品的损坏和液体的洒落。为充分适应于应用环境要求，整个浮动托盘机构可呈不同大小形状，在本实施例中，移动盘2及基板1优选呈方形或矩形结构，这样，整个机构可以呈现较大的面积，承托较多的货品。如图3所示，所述移动盘2的上表面设有软质垫层7以供放置需配送的货品。另外，所述基板1的下表面设有保护
壳板8以覆盖保护所述活动接触部、所述连接限位部以及所述耗能介质。进一步地，如图4和图5所示，所述活动接触部可拆卸地设于基板1的四周。具体地，所述基板1的四周开设有接触孔位，所述活动接触部包括万向球6以及球托座4，所述球托座4可拆卸地安装于所述接触孔位，所述万向球6可滚动地安装于所述球托座4上并作为凸出于所述基板1的滑动支点，所述移动盘2滑动支设于所述万向球6上进而与所述基板1形成点面接触。万向球6的选用充分保证了移动盘2与基板1的全方位相对水平位移。所述耗能介绍包括均匀分布于所述基板1四周的多个弹性牵拉件5，所述弹性牵拉件5连接于所述移动盘2与所述基板1之间，进而所述移动盘2可相对所述基板1往复移动并回复至初始位置。较为优选地，所述弹性牵拉件5为弹簧或拉簧或渐变式阻尼弹簧，弹性牵拉件5的弹性系数选用0.012n/mm左右。如图3和图4所示，本实施例中，所述基板1的两侧中部位置分别开设有限位通孔9，两个限位通孔9分别对应基板1的前后位置，通过所述限位通孔9的开孔内壁范围形成所述活动限位区，所述连接限位部跨设于所述基板1的两侧，所述连接限位部的连接端分别活动穿设于所述限位通孔9处并与移动盘2的下表面连接进而形成所述连接支点3。结合图6和图7所示，所述连接限位部包括限位条10，所述限位条10间隔跨设于所述基板1的下表面，所述限位条10的两端分别设有碰撞体11，所述碰撞体11自由设置于所述限位通孔9处，所述移动盘2通过螺栓12与所述碰撞体11紧固连接。较为优选地，所述碰撞体11为缓冲圈，所述限位通孔9的孔心位置以及孔径可预设调节进而改变所述活动限位区的范围。可参考地，所述活动限位区的范围为单边可移动距离最大为10mm至50mm，优选地，将移动范围设置在约30mm最佳，如此保证一般重量物品(如杯装饮料)的减震效果达成，也不影响机器人避障效果。
63.在实际应用时，如图8所示，可将整个托盘机构替换原有机器人上的托盘，通过基板1的两侧的安装结构安装到机器人两侧的支架上；亦或者，可将整个托盘机构放置在机器人托盘上，将基板1平稳放置即可，也可与托盘相互连接固定，也可不固定。平稳放置后，可将货品放置在移动盘2的上表面。以此，当机器人震动或急停或突然加速时，基板1会与机器人一起改变运动状态，而移动盘2会与货品一起惯性移动，无论向任何方向惯性，在移动盘2移动过程中，弹性牵拉件5由于形变的程度产生渐变的牵拉力，进而，移动距离越大，所产生的牵拉力也就越大，以致，通过弹性牵拉件5充分削减移动盘2以及货品的惯性动能，并由于弹性牵拉件5自身的形变回复能力，移动盘2最终会回复至初始位置。
64.本实施所提供的是第一实施例中所有优选方式的集合，便于在现场作为最佳的一种集合方式进行实施。
65.实施例五，本实施例还提出一个托盘机构的产品应用方案：
66.如图8所示，本实施中还提供了一种配送机器人100，包括机器人支架97、机器人托盘99以及上述任一种组合式限位浮动托盘机构90，所述机器人托盘99支设于所述机器人支架97上，所述基板1平放设于所述机器人托盘99上，所述移动盘2的上表面用于放置需配送的货品98。
67.以此，通过本技术的组合式限位浮动托盘机构，使得配送机器人在配送过程中可有效避免(流体)货品洒出。
68.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例
对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。