货叉组件及搬运机器人的制作方法

1.本实用新型涉及智能仓储技术领域，尤其涉及一种货叉组件及搬运机器人。


背景技术：

2.随着人工智能技术、自动化技术、信息技术的飞速发展，末端物流的智能化程度也随之不断提高，而搬运机器人是可以实现智能物流终端进行自动化搬运作业的主要设备之一，通过搬运机器人能够减轻人类繁重的体力劳动，并提高搬运作业的效率。
3.现有搬运机器人通常包括移动底座、升降机构以及货叉组件，移动底座用于承载升降机构和货叉组件，升降机构用于驱动货叉组件进行升降。货叉组件作为搬运机器人中较为重要的机构，用于对物流设备进行货箱的装卸操作。货叉组件包括货叉基体以及固定设置在货叉基体上的两个侧板组件，侧板组件与货叉基体共同限定出用于容置货箱的容置空间。
4.然而，上述货叉组件中，两个侧板组件之间的宽度固定，仅能适合搬取特定宽度的货箱。若两侧板组件之间距离较小，无法适用于较大宽度尺寸货箱的搬取，若两侧板之间的距离较大，则货箱容易在搬运机器人移动过程中自货叉组件上掉落，因此现有的货叉组件存在适用性差的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术实施例提供货叉组件及搬运机器人，能够适用于多种尺寸规格的货箱的搬运，适用性较广。
6.为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种货叉组件，包括基座、可滑动地设置在基座上的两个安装板、以及设于安装板上的机械臂组件，两个安装板在基座的第一方向上相对设置，机械臂组件可相对于对应的安装板伸出或缩回；
7.货叉组件还包括至少一组丝杠组件，丝杠组件包括：丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母、以及与丝杠连接并用于驱动丝杠转动的驱动单元，一组丝杠组件用于驱动一个安装板在第一方向上移动，丝杠组件中的驱动单元连接在丝杠组件所驱动的安装板上，丝杠螺母位于两个安装板之间，且与基座相对固定。
8.在一种可选的实施方式中，丝杠组件还包括设置在基座上的螺母安装座，螺母安装座位于两个安装板之间，丝杠螺母固定在螺母安装座上。
9.在一种可选的实施方式中，货叉组件还包括用于载置货箱的托盘，螺母安装座位于托盘和基座之间，托盘上设有滑块，螺母安装座上设有导轨槽，且滑块可沿导轨槽的长度方向滑动，以带动托盘相对于基座滑动。
10.在一种可选的实施方式中，丝杠组件的数量为两组，两个丝杠组件分别用于驱动两个安装板在第一方向上移动，各丝杠组件的设置位置与其所驱动的安装板相对应。
11.在一种可选的实施方式中，两组丝杠组件所包括的丝杠彼此平行，或者两组丝杠组所包括的丝杠同轴设置。
12.在一种可选的实施方式中，还包括至少一组定位组件，定位组件包括连接轴和两个滑动件，连接轴固定在基座上，且连接轴与丝杠平行布置，两个滑动件分别与两个安装板连接，且两个滑动件均可沿连接轴滑动。
13.在一种可选的实施方式中，定位组件的数量为两组，且两组定位组件在机械臂组件的伸出方向上间隔布置。
14.在一种可选的实施方式中，滑动件为法兰式直线轴承，且滑动件的法兰连接在对应的安装板上。
15.在一种可选的实施方式中，基座上与连接轴的端部对应的位置设有连接轴安装部，连接轴的端部分别连接在对应的连接轴安装部上。
16.在一种可选的实施方式中，连接轴安装部从基座的边缘朝向基座内侧伸出，连接轴安装部与基座在货叉组件的高度方向上具有间距，连接轴的端部连接在安连接轴安装部的朝向基座的一面。
17.在一种可选的实施方式中，连接轴的端部与连接轴安装部相对的表面为平面。
18.在一种可选的实施方式中，基座上与安装板的底端对应的位置设有凹槽，安装板与凹槽的槽底在凹槽的深度方向上具有间隙。
19.在一种可选的实施方式中，两个丝杠组件所包括的螺母安装座在两个安装板的第一方向上间隔布置，两个丝杠贯穿螺母安装座并伸出至货叉组件内侧。
20.在一种可选的实施方式中，还包括设置在基座上的检测传感器，检测传感器与丝杠的背离驱动单元的端部相对设置，检测传感器用于检测丝杠与基座的相对位置。
21.在一种可选的实施方式中，检测传感器为接触传感器或者接触开关。
22.在一种可选的实施方式中，丝杠组件还包括设于基座上的保护罩，保护罩罩设在丝杠的背离驱动单元的端部外侧。
23.在一种可选的实施方式中，检测传感器连接在保护罩的内侧壁上。
24.本技术第二方面提供一种搬运机器人，包括：移动底座、升降机构以及上述的货叉组件，移动底座用于承载升降机构和货叉组件，升降机构用于驱动货叉组件升降。
25.本技术的货叉组件及搬运机器人，货叉组件包括基座、可滑动地设置在基座上的两个安装板、以及设于安装板上的机械臂组件，两个安装板在基座的第一方向上相对设置，机械臂组件可相对于对应的安装板伸出或缩回；货叉组件还包括至少一组丝杠组件，每组丝杠组件包括：丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母、以及与丝杠连接并用于驱动丝杠转动的驱动单元，一组丝杠组件用于驱动一个安装板在第一方向上移动，丝杠组件中的驱动单元连接在丝杠组件所驱动的安装板上，丝杠螺母位于两个安装板之间，且与基座相对固定。在上述方案中，一方面，通过设置丝杠组件，并且一组丝杠组件可以驱动其中一个安装板移动，可以改变两个安装板之间的相对距离，以改变货叉组件中用于容置货箱的容置空间的大小。当货箱的宽度与两个安装板之间的间距不同时，可以根据货箱的宽度来调整两个安装板之间间距，从而适配不同宽度的货箱，适用性较广。另一方面，驱动单元连接在安装板上，丝杠螺母位于两个安装板之间，两个安装板在彼此靠近或远离时，驱动单元和丝杠随着安装板一起移动不会占用安装板外侧的空间，这样使货叉的结构较为紧凑。
26.本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的货叉组件的整体结构示意图；
28.图2为图1的a处的局部放大图；
29.图3为本技术实施例提供的货叉组件的分解结构示意图；
30.图4为本技术实施例提供的货叉组件的局部剖切示意图；
31.图5为图4的b处的局部放大图；
32.图6为本技术实施例提供的搬运机器人的整体结构示意图。
33.附图标记说明：
34.100-货叉组件；101-容置空间；10-基座；11-连接轴安装部；111-安装缘；112-过渡部；12-凹槽；20-安装板；30-机械臂组件；40-检测传感器；50-丝杠组件；51-丝杠；52-丝杠螺母；53-驱动单元；54-螺母安装座；55-保护罩；60-定位组件；61-连接轴；62-滑动件；70-托盘；71-滑块；
35.200-搬运机器人；201-移动底座；202-升降机构；203-货架。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.现有的货叉组件存在适用性较差的问题。这是由于现有的货叉组件中，用于形成货箱容置空间的两个侧板组件固定在基座上，仅能适合搬取特定宽度的货箱。对于尺寸较大的货箱无法存放，对于尺寸较小的货箱又容易从货叉组件上掉落。
38.而本技术的货叉组件通过设置丝杠组件驱动安装板移动，以此改变两个安装板之间的间距，从而适配不同宽度的货箱，适用性较广。
39.下面结合附图说明本技术实施例的货叉组件及搬运机器人。
40.图1为本技术实施例提供的货叉组件的整体结构示意图，图2为图1的a处的局部放大图。
41.参照图1、图2，本技术的货叉组件100包括基座10、可滑动地设置在基座10上的两个安装板20、以及设于安装板20上的机械臂组件30，例如，机械臂组件30的数量为两个，且与安装板20一一对应，两个安装板20在基座10的第一方向d上相对设置，机械臂组件30可相对于对应的安装板20伸出或缩回；货叉组件100还包括至少一组丝杠组件50，丝杠组件50包括：丝杠51、与丝杠51配合的丝杠螺母52、以及与丝杠51连接并用于驱动丝杠51转动的驱动单元53，一组丝杠组件50用于驱动其中一个安装板20在第一方向d上移动，丝杠组件50中的驱动单元53连接在丝杠组件50所驱动的安装板20上，丝杠螺母52位于两个安装板20之间，且与基座10相对固定。
42.在上述方案中，一方面，通过设置丝杠组件50，并且一组丝杠组件50可以驱动一个安装板20移动，可以改变两个安装板20之间的相对距离，以改变货叉组件100中用于容置货箱的容置空间101的大小。当货箱的宽度与两个安装板20之间的间距不同时，可以根据货箱
的宽度来调整两个安装板20之间的间距，从而适配不同宽度的货箱，适用性较广。
43.另一方面，驱动单元53连接在安装板20上，丝杠螺母52位于两个安装板20之间，两个安装板20沿相互靠近或相互远离的方向移动时，驱动单元53和丝杠51随着安装板20一起移动，并不会占用安装板20外侧的空间，使整个货叉组件100的结构较为紧凑。而若驱动单元53固定在基座10上，例如固定在安装板20外侧的情况下，丝杠螺母52固定在安装板20上，这样驱动单元53驱动丝杠51转动使安装板20移动时，驱动单元53和部分丝杠51会位于安装板20外侧，而占用较多空间，也使得整个货叉组件的结构布局较为松散。
44.需要说明的是，基座10的第一方向d可以指货叉组件100的宽度方向，例如第一方向d是与货箱进出货叉组件100的方向垂直的方向。
45.其中，基座10可以用来承载货叉组件100中的各种部件，在货叉组件100还包括用于载置货箱的托盘70的情况下，托盘70可滑动地设置在基座10上。两个安装板20可滑动地设置在基座10上是指两个安装板20均可以相对于基座10滑动。两个安装板20相对设置，它们的相对方向可以沿第一方向d。
46.本技术实施例中，如前所述，货叉组件100还包括两个机械臂组件30，机械臂组件30与安装板20一一对应，机械臂组件30可以相对于其对应的安装板20伸出或缩回，两个机械臂组件30相互配合，可以用来带动货箱进出货叉组件100。两个机械臂组件30可以位于第一方向d内侧，也就是位于两个安装板20的相对方向内侧。
47.由此，两个安装板20和基座10之间可以大致限定出用于容置货箱的容置空间101。可以理解的是，当两个安装板20之间的间距发生变化时，容置空间101的大小随之发生变化，可以用于容置不同大小的货箱。
48.本技术实施例中，参照图1、图2，货叉组件100包括至少一组丝杠组件50，一组丝杠组件50用于驱动其中一个安装板20在第一方向d上移动，这是指一组丝杠组件50只用于驱动一个安装板20移动。在丝杠组件50的数量为一组的情况下，这组丝杠组件50只驱动一个安装板20相对于另一个安装板20在第一方向d上移动。这样可以改变两个安装板20之间的间距，以适应大小不同的货箱。
49.在丝杠组件50为两组的情况下，可以为每个安装板20均设置丝杠组件50，即，两个丝杠组件50分别用于驱动两个安装板20在第一方向上沿相互靠近或相互远离的方向移动，各丝杠组件50的设置位置与其所驱动的安装板20相对应。这样同样可以改变两个安装板20之间的间距，以适应大小不同的货箱。
50.参照图1、图2，丝杠组件50可以包括：丝杠51、与丝杠51配合的丝杠螺母52、以及与丝杠51连接并用于驱动丝杠51转动的驱动单元53，丝杠组件50中的驱动单元53连接在丝杠组件50所驱动的安装板20上，丝杠螺母52与基座10相对固定。这样设置，当丝杠51在驱动单元53的驱动下转动时，由于丝杠螺母52保持固定，则丝杠51相对于基座10在丝杠51的轴向上发生位移，安装板20在丝杠51的带动下也沿丝杠51的轴向位移。可以使丝杠51的轴向沿着两个安装板20的相对方向，这样，安装板20的移动方向也沿着第一方向d。
51.本技术实施例中，丝杠组件50还包括设置在基座10上的螺母安装座54，螺母安装座54位于两个安装板20之间，丝杠螺母52固定在螺母安装座54上。这样，当驱动单元53驱动丝杠51转动时，丝杠51朝向两个安装板20之间的方向移动。
52.图3为本技术实施例提供的货叉组件的分解结构示意图，图4为本技术实施例提供
的货叉组件的局部剖切示意图，图5为图4的b处的局部放大图。
53.可选的，参照图3，货叉组件100包括可相对于基座10滑动的托盘70，螺母安装座54位于托盘70和基座10之间，托盘70上设有滑块71，螺母安装座54上设有导轨槽，且滑块71可沿导轨槽的长度方向滑动，以带动托盘70相对于基座10滑动。这样，可以使货叉组件100适用于不同长度的货箱，例如当货箱长度方向尺寸较短时，托盘70相对于基座10朝向货架的方向伸出，可以减少货叉组件100与货架之间的间隙，防止货箱掉落。
54.可以理解的是，在上述方案中，螺母安装座54实际上相当于起到导轨的功能，像这样将导轨槽和螺母安装座54一体设置，与将导轨和螺母安装座54分别独立设置的情况相比，可以减小零部件的数量，也可以提高安装的效率。
55.参照图3，如前所述，丝杠组件50的数量可以为两组，且分别对应于安装板20设置，具体的，两组丝杠组件50所包括的丝杠51彼此平行，或者两组丝杠组件50所包括的丝杠51的轴线的延长线重合，即两个丝杠51同轴设置。这样，可以保证两个安装板20沿着第一方向d移动。从而保证两个安装板20大致平行移动，使前述的容置空间101大致呈长方体形状。
56.可选的，两个螺母安装座54的延伸方向平行，且两个螺母安装座54的相对方向沿着第一方向d，两个驱动单元53可以分别固定在两个安装板20上，两个丝杠51的一端与各自对应的驱动单元53连接，另一端可以贯穿对应的安装板20后，彼此相对地伸出。并且，两个螺母安装座54在两个安装板20的相对方向上间隔布置时，两个丝杠51的另一端可以贯穿螺母安装座54，并伸出至第一方向d内侧。
57.其中，两个丝杠51的轴线同轴的情况下，两个丝杠51的另一端可以彼此有一定间距，以防止两个丝杠51互相干涉。
58.另外，在安装板20向第一方向d内侧靠近的过程中，为了避免安装板20与托盘70干涉，可以考虑设置限位机构对安装板20的极限位置进行限位。具体的，货叉组件100还可以包括设置在基座10上的检测传感器40，检测传感器40与丝杠51的背离驱动单元53的端部相对设置，检测传感器40用于检测丝杠51与基座10的相对位置。
59.安装板20向货叉组件100内侧移动到将要接触到托盘70的位置，即为安装板20的极限位置，此时对应的丝杠51的另一端的位置也是丝杠51的极限位置，检测传感器40的检测端可以位于能够检测到丝杠51的极限位置的区域。参照图3，在丝杠组件50的数量为两组的情况下，检测传感器40的数量也可以为两个，两个检测传感器40均可以固定在基座10上。
60.这里，检测传感器40可以为接触传感器或者接触开关。
61.参照图3、图4，丝杠组件50还包括设于基座10上的保护罩55，保护罩55罩设在丝杠51的背离所述驱动单元53的端部外侧。具体的，保护罩55可以位于两个螺母安装座54之间，将丝杠51伸出至两个螺母安装座54之间的部分罩设起来。可选的，检测传感器40可以连接在保护罩55的内侧壁上。
62.本技术实施例中，为了使安装板20的移动更为平稳，可以考虑为安装板20设置辅助导向和定位的定位组件60。在图4中，为了便于表示出滑动件62的结构，将图面左侧的安装板20去除，并沿其中一个连接轴61的轴向将定位组件60剖切开。参照图4、图5，货叉组件100还包括至少一组定位组件60，定位组件60包括连接轴61和两个滑动件62，连接轴61固定在基座10上，且连接轴61与丝杠51平行布置，两个滑动件62分别与两个安装板20连接，且两个滑动件62间隔地套设在连接轴61上，并均可沿连接轴61滑动。
63.连接轴61的中部可以通过紧固件等而与基座10固定，连接轴61的两端可以固定在基座10的左右两侧边缘部上，这样可以将连接轴61较为稳定地固定在基座10上。
64.具体的，参照图5，基座10上与连接轴61的端部对应的位置设有连接轴安装部11，连接轴61的端部分别连接在对应的连接轴安装部11上。
65.可选的，连接轴安装部11从基座10的边缘朝向基座10内侧伸出，该连接轴安装部11与基座10在货叉组件100的高度方向h上具有间距，连接轴61的端部可以连接在连接轴安装部11的朝向基座10的一面上。这样连接，可以使连接轴61的端部以悬挂的方式连接在基座10上，由此，滑动件62和安装板20也可以悬空位于基座上。
66.可以理解的是，连接轴61的端部与连接轴安装部11相对的表面为平面，这样便于连接轴61和连接轴安装部11的连接较为稳定。
67.此处连接轴安装部可以包括安装缘111和过渡部112，过渡部112底端连接在基座10上，顶端与安装缘111连接，这样过渡部112可以挡设在连接轴61的端部外侧，并用于支撑安装缘111。
68.可选的，基座10上与安装板20的底端对应的位置设有凹槽12，凹槽12的槽底与安装板20在货叉组件100的高度方向h上，即凹槽12的深度方向上具有间隙，这样，对于安装板20而言，丝杠51以及滑动件62共同将安装板20悬空地支撑在基座10上，与安装板20直接支撑在基座10上相比，安装板20不直接与基座10接触，其移动时的顺畅性更佳。
69.可选的，两个滑动件62可以为套筒件，以便于套设在连接轴61的外周面上，两个套筒件可以通过紧固件等固定在安装板20上，这样在安装板20向内侧移动时，可以带动滑动件62沿着连接轴61向第一方向d内侧滑动。滑动件62沿着连接轴61的轴向具有一定尺寸，由此滑动件62沿着连接轴61的相对滑动可以起到对安装板20导向的作用。
70.继续参照图4，定位组件60的数量为两个，且两个定位组件60在机械臂组件30的伸出方向(货箱进出货叉组件的方向)上间隔布置。这样，对于一侧的安装板20而言，在两个定位组件60、丝杠组件50这三处位置进行定位，这样可以防止安装板20在移动过程中的晃动，使其运行更为平稳。
71.本技术实施例中，滑动件62为法兰式直线轴承，且滑动件62的法兰连接在对应的安装板20上。这样可以使滑动件62沿着连接轴61的滑动摩擦阻力尽量减小，使安装板20沿着第一方向d的移动更加顺畅。
72.本技术实施例中，货叉组件包括基座、可滑动地设置在基座上的两个安装板、以及设于安装板上的机械臂组件，两个安装板在基座的第一方向上相对设置，机械臂组件可相对于对应的安装板伸出或缩回；货叉组件还包括至少一组丝杠组件，丝杠组件包括：丝杠、与丝杠配合的丝杠螺母、以及与丝杠连接并用于驱动丝杠转动的驱动单元，一组丝杠组件用于驱动其中一个安装板在第一方向上移动，丝杠组件中的驱动单元连接在丝杠组件所驱动的安装板上，丝杠螺母位于两个安装板之间且与基座相对固定。在上述方案中，一方面，通过设置丝杠组件，并且一组丝杠组件可以驱动其中一个安装板移动，可以改变两个安装板之间的相对距离，以改变货叉组件中用于容置货箱的容置空间的大小。当货箱的宽度与两个安装板之间的间距不同时，可以根据货箱的宽度来调整两个安装板之间间距，从而适配不同宽度的货箱，适用性较广。另一方面，驱动单元连接在安装板上，丝杠螺母位于两个安装板之间，两个安装板在彼此靠近或远离时，驱动单元和丝杠随着安装板一起移动不会
占用安装板外侧的空间，这样使货叉的结构较为紧凑。
73.图6为本技术实施例提供的搬运机器人的整体结构示意图。
74.参照图6，本技术另一方面还提供一种搬运机器人200，包括：移动底座201、升降机构202以及上述的货叉组件100，移动底座201用于承载升降机构202和货叉组件100，升降机构202用于驱动货叉组件100升降。
75.其中，移动底座201可移动，并带动所承载的升降机构202以及货叉组件100一并移动，另外，移动底座201上还可以承载有货架203，货架203可以包括多个隔板，多个隔板将货架203分隔成多层，形成多层货架203，多层货架203的任意一层均可以用于暂存货箱，这样，搬运机器人200可以一次搬运多个货箱，从而提高搬运机器人200的搬运效率。
76.移动底座201带动货叉组件100移动，以使货叉组件100可以将货箱在多层货架203与仓储货架之间进行搬运，而升降机构202用于驱动货叉组件100升降，这样，货叉组件100能够为多层货架203的任意一层，或者仓储货架的任意一层上装卸货箱。
77.其中，升降机构202可以由电机等提供动力，由传动机构、例如链轮机构传递动力，此外，链轮机构可以省略，由电机直接驱动升降机构202，此时，电机为线性电机。
78.可以理解的是，货叉组件100并不仅限于应用于搬运机器人200，货叉组件100还可以应用于穿梭车、分拣平台等领域。
79.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
80.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。
81.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”、“第三”、“第四”等(如果存在)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例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。
82.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。
83.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。