一种多规格箱式货物装卸车机器人的制作方法

1.本实用新型涉及货物卸载技术领域，具体涉及一种多规格箱式货物装卸车机器人。


背景技术：

2.自动化技术几乎遍及了现代仓库的各个角落。但是在装卸月台上的自动化程度依然不高，大多数情况下都需要工作人员手动抬起和搬运每个箱子。在装载平台处的运输和码垛入库对于整个操作实现已成为企业痛点和瓶颈。
3.现在通用的箱式货物装卸车采用单一规格箱子抓取或整层抓取的方案，例如美国bastian公司设计的装卸车，其采用的是单一规格箱子抓取方案，该自卸车采用四轮驱动结构，存在纵向移动上不便的问题。还有采用麦克纳姆轮结构作为驱动轮以实现设备的移动，但是该种设备需要时刻根据设备移动的情况来保证臂端部工具到达指定的装卸位置，这在很大程度上降低了设备的工作效率，且麦克纳姆轮的地面适应性比较差，无法满足所有货箱的装卸工作。
4.另外，现有设备在输送结构上采用的是双侧同步带输送，虽然该结构能够节省两同步带中间的空间，便于安装其他部件等，但是对于比较窄的箱子则无法进行装卸，只能根据两侧同步带的尺寸确定可以装卸的箱子的大小，无法满足不同规格箱子拆卸的使用需求。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种多规格箱式货物装卸车机器人，本实用新型能够移动迅捷，便于对多规格的箱子进行装卸。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.一种多规格箱式货物装卸车机器人，包括可移动的车体部分、伸缩输送部分、中间输送偏航部分、中间输送部分、手部俯仰-偏航机构和手部执行机构，所述的伸缩输送部分安装在车体部分上，所述的中间输送偏航部分安装在车体部分上，所述的中间输送部分安装在中间输送偏航部分上，所述的中间输送部分的一端与伸缩输送部分相连接，其另一端与手部俯仰-偏航机构的一端相连接，所述的手部俯仰-偏航机构的另一端与手部执行机构连接；所述的中间输送部分一侧设有视觉检测系统，所述的手部执行机构包括输送部分、抓取机构和吸盘；所述的输送部分包括宽皮带、托板和对称设置的窄皮带，所述的宽皮带与窄皮带同步转动，所述的宽皮带一侧设有托板；所述的手部执行机构一侧设置超声波传感器。
8.优选的，所述的车体部分包括车体框架、舵轮、转向轮和辅助支撑轮，所述的车体框架一侧设置舵轮和辅助支撑轮，所述的车体框架另一侧设有转向轮。
9.优选的，所述的视觉检测系统包括安装架、相机和光源，所述的中间输送部分上设有安装架，所述的安装架一侧安装与货物相对应的相机，所述的安装架上设有用于补光的光源。
10.优选的，所述的抓取机构为平行四连杆结构，所述的输送部分设置导向槽，所述的导向槽内设有与抓取机构连接的滑块。
11.优选的，所述的伸缩输送部分通过万向联轴器与中间输送部分连接。
12.优选的，所述的伸缩输送部分通过回转支撑和铰接轴与车体部分进行连接。
13.优选的，所述的车体部分通过回转支撑安装中间输送偏航部分。
14.本实用新型具有的有益效果：
15.1、本实用新型在手部执行机构和中间输送部分采用宽皮带和窄皮带相结合的结构，各部件之间相互紧凑，布局合理，避免留出不必要的间隙导致货物无法与皮带有效接触，确保运输顺畅，且宽、窄皮带结合的结构能够满足多规格箱子的装卸，适用范围广，提高本装置的实用性。
16.2、本实用新型采用舵轮、转向轮相结合的结构，以此实现设备的横移和前后移动，同时可以满足复杂的地面结构(包括但不仅限于花纹钢板的地面)。
17.3、本实用新型通过视觉检测系统能够对本装置相对于货箱的位置、箱子相对于货箱内的位置、抓取机构相对于箱子的位置进行精准定位，根据定位信息控制设备的前伸、俯仰以及偏航动作，实现快速准确拆装箱子的作业。
18.4、本实用新型在手部执行机构两侧增加超声波传感器，以此避免设备由于控制精度或设备故障导致本装置与货箱侧壁发生不必要的碰撞，提高使用的安全性。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是车体部分的结构示意图；
21.图3是伸缩输送部分与车体部分连接的结构示意图；
22.图4是手部执行机构的结构示意图一；
23.图5是手部执行机构的结构示意图二；
24.图6是手部执行机构的结构示意图三；
25.图7是抓取机构达到抓取位置的结构示意图；
26.图8是抓取机构达到提升位置的结构示意图；
27.图9是抓取机构达到缩回位置的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.伸缩输送部分1、中间输送部分2、视觉检测系统3、手部执行机构4、手部俯仰-偏航机构5、中间输送偏航部分6、车体部分7、导向槽9、滑块10、车体框架11、舵轮12、转向轮13，辅助支撑轮14、回转支撑15、铰接轴16、万向联轴器17、输送部分18、抓取机构19、主动杆191、连杆192、从动杆193、吸盘20、吸盘安装架201、安装座21、辊筒22、连接轴23、支撑座24、宽皮带25、托板26、窄皮带27、第一伺服电机28、第二伺服电机29、侧挡30。
具体实施方式
30.为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型进行进一步的阐述。值得注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的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
述本实用新型和简化描述，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。
31.实施例：
32.一种多规格箱式货物装卸车机器人，如图1所示，包括可移动的车体部分7、伸缩输送部分1、中间输送偏航部分6、中间输送部分2、手部俯仰-偏航机构5和手部执行机构4，所述的伸缩输送部分1安装在车体部分7上，所述的中间输送偏航部分6安装在车体部分7上，所述的中间输送部分2安装在中间输送偏航部分6上，所述的中间输送部分2的一端与伸缩输送部分1相连接，其另一端与手部俯仰-偏航机构5的一端相连接，所述的手部俯仰-偏航机构5的另一端与手部执行机构4连接。
33.车体部分7主要负责设备的前后移动和横向移动，如图2所示，所述的车体部分7包括车体框架11、舵轮12、转向轮13和辅助支撑轮14，所述的车体框架11一侧设置舵轮12和辅助支撑轮14，所述的车体框架11另一侧设有转向轮13。所述的舵轮12带转向功能，使用时舵轮12能够和转向轮13同步进行90
°
的转向，从而实现设备的横向移动。
34.如图3所示，所述的伸缩输送部分1通过万向联轴器17与中间输送部分2连接，中间输送部分2的前伸、俯仰以及偏航通过万向联轴器17来使伸缩输送部分1进行伸缩。所述的伸缩输送部分1通过回转支撑15和铰接轴16与车体部分7进行连接，伸缩输送部分1可以相对于车体部分7进行俯仰和偏航。所述的车体部分7通过回转支撑15安装中间输送偏航部分6，中间输送偏航部分6相对于车体部分7可以进行左右旋转偏航。
35.如图1所示，所述的中间输送部分2一侧设有视觉检测系统3，所述的视觉检测系统3包括安装架、相机和光源，所述的中间输送部分2上设有安装架，所述的安装架一侧安装与货物相对应的相机，所述的安装架上设有用于补光的光源。其主要功能是通过相机检测来定位所有箱子的三维坐标，以此来控制手部执行机构4的运动轨迹。
36.所述的手部执行机构4与中间输送部分2之间通过手部俯仰-偏航机构5进行连接，手部执行机构4相对于中间输送部分2可以进行上下俯仰和左右偏航运动。如图4-6所示，所述的手部执行机构4包括输送部分18、抓取机构19和吸盘20，所述的吸盘20可以为普通吸盘20或海绵吸盘20，吸盘20设置多个且使得吸盘20的间隙小，当抓取箱子时，所有的吸盘20均处于工作状态，以此来适应不同的箱子宽度，从而可以实现多规格箱子的抓取。
37.如图5和图6所示，所述的输送部分18包括宽皮带25、托板26和对称设置的窄皮带27，所述的宽皮带25与窄皮带27同步转动，所述的宽皮带25一侧设有托板26，从而保证窄箱子可以在输送线上顺利输送。
38.如图5和图6所示，所述的输送部分18还包括安装座21、辊筒22组件、伺服电机和侧挡30，所述的安装座21两侧分别设置第一辊筒22组件和第二辊筒22组件，所述的辊筒22组件包括辊筒22、连接轴23、支撑座24，辊筒22组件上靠近安装座21边缘的部为分别设置窄皮带27，所述的第一辊筒22的辊筒22与第二辊筒22组件的辊筒22上设有宽皮带25，安装座21上设有用于支撑宽皮带25的托板26。
39.所述的第二伺服电机29通过皮带传动带动辊筒22转动，辊筒22转动带动窄皮带27、宽皮带25和连接轴23均进行转动，以此传送货物。
40.如图5和图6所示，所述的抓取机构19为平行四连杆192结构，所述的输送部分18设置导向槽9，所述的导向槽9内设有与抓取机构19连接的滑块10。所述的第一伺服电机28通
过皮带传动带动抓取机构19进行运动，抓取机构19的主动杆191移动带动连杆192和从动杆193移动，所述的从动杆193上安装与导向槽9相配合的滑块10，所述的连杆192一侧设有吸盘安装架201。
41.通过增加导向槽9实现抓取机构19分别到达抓取位置、提升位置和缩回位置，保证货物输送过程中抓取机构19处于输送部分18下方位置。
42.所述的手部执行机构4一侧设置超声波传感器，通过在手部执行机构4两侧增加超声波传感器来避免设备由于控制精度或设备故障导致的与货箱侧壁发生碰撞。
43.当运货箱停靠在月台后，工作人员将本装置移动至指定的拆卸位置，通过视觉检测系统3的检测结果驱动舵轮12和转向轮13转动，以此将本装置与运货箱的位置相对应，方便拆卸作业。而且，本装置的伸缩输送部分1一端设有伸缩式滚筒输送线，确保将物品向其他位置进行输送。
44.当进行拆卸作业时，视觉检测系统3通过相机对箱子在货箱内的位置进行精准定位，通过定位信息控制本装置各部分设备的前伸、俯仰动作以及偏航动作，确保手部执行机构4能够准确地到达拆箱位置。
45.接着，到达拆箱位置后，第一伺服电机28通过皮带传动带动抓取机构19进行运动，该过程中，抓取机构19先到达抓取位置，通过控制吸盘20的开启实现多规格箱子的抓取，第一伺服电机28继续工作使得抓取机构19到达提升位置。
46.与此同时，第二伺服电机29通过皮带传动带动辊筒22转动，辊筒22转动带动窄皮带27、宽皮带25和连接轴23均进行转动，即当抓取机构19到达缩回位置时，吸盘20关闭，将货物放置宽皮带25上时，能够实现传送货物的目的。