一种新型仓储堆码机器人

专利2023-02-25  109



1.本发明属于仓储物流搬运领域,具体为一种新型仓储堆码机器人。


背景技术:

2.目前,在仓储物流场景中,往往需要将纸箱或料盘,按一定排列码放在托盘、栈板上,进行自动堆码,多层堆码,便于叉运至仓库储存;堆码完成后,在仓库内运输,需要对每个纸箱或料盘完成入库或出库作业。
3.在实际作业中,由于搬运不合理造成了很大的浪费。而现有的仓储堆码小车不具有可升降功能,堆码层数较低,使堆场面积和高度利用率低,在搬运货架高处物品时,还需人工将物品搬下至机器人上,费时费力,使得增加了劳动力以及劳动成本,且在搬运过程中容易造成物品掉落摔下的现象。在一些特殊环境如防爆车间、化工车间、多粉尘车间内,无法完全保证人员健康,危险性高。严重制约着物流搬运行业的发展。


技术实现要素:

4.本发明目的是提供一种新型仓储堆码机器人,可有效地克服现有技术存在的缺点。
5.本发明是这样实现的,其特征在于如图1、2、3、4、5所示,它包括有起升机构ⅰ、抓取机构ⅱ、行走机构ⅲ、剪叉升降机构ⅳ、回转机构

、缓冲机构ⅵ。
6.所述剪叉升降机构的结构是底架14上内侧开设有下槽体15

,同时端部一侧设有下连接座22

,下连接座22

上用铰接螺栓21铰接有左、右内剪叉臂架20、20

,左、右内剪叉臂架20、20

中部与左、右外剪叉臂架17、17

中部分别用左、右螺栓23、23

连接,左、右外剪叉臂架17、17

下端安装有下连接杆18

,平台12内侧设有上槽体15

,内剪叉臂架上端安装有上连接杆18,连接杆两端设有滚轮,滚轮分别嵌在平台12、底架14内侧的上、下槽体15、15

上,底座14上水平方向安装有电动推杆19,电动推杆19顶部连接下连接杆18


7.所述的起升机构包括安装在平台12左、右两侧上的左、右滑轨11、11

,左、右滑轨11、11

两端分别安装有左、右限位块11、11

,左、右滑轨11、11

两端上分别安装有左、右滑块7、7

,滑块上安装有起升支架5,起升支架5的顶部安装有起升电机1,起升电机1的输出轴安装有齿轮2,起升支架5的侧壁安装有齿条套管3,齿条套管3内部安装有齿条4,齿条4与齿轮2装配在一起。
8.所述的抓取机构包括吸盘板9、双层橡胶真空吸盘10、前、后真空泵6、6

;吸盘板9安装在齿条4下端,双层橡胶真空吸盘10安装在吸盘板9的开孔上,前、后真空泵6、6

安装在吸盘板9上,前、后真空泵6、6

通过已经编写好的程序来控制从而进行吸气进而抽空所述双层橡胶真空吸10盘中的空气来抓取物体。
9.所述回转结构包括回转轴承架26、加劲肋25、回转电机33、回转轴承30、旋转货架29、连接架31;回转轴承架26安装在平台12一侧,回转轴承架26下部安装加劲肋25,回转轴承架26上安装有回转电机33和回转轴承30,回转轴承30的内外侧分别安装有连接架31和旋
转货架29。
10.所述缓冲机构包括缓冲挡板32、挡板轴24、套筒27、舵机28;套筒27安装在旋转货架29下表面,套筒27内部与挡板轴24通过滑动轴承连接,挡板轴24侧表面安装有缓冲挡板32,挡板轴24一端连接舵机28输出轴。
11.所述行走机构包括底架14、驱动电机16、麦克纳姆轮13;底架14下表面安装有驱动电机16,驱动电机16输出轴连接有麦克纳姆轮13。
12.本发明优点及积极效果:实现了仓储堆码的自动化,提高了堆码层数,提高了堆场空间利用率,在减轻工人的劳动强度的同时提高了工作效率,有效的避免对工人健康的损害。
13.附图说明:图1为本发明最高工作位置下总体结构示意图。
14.图2为本发明最低工作位置下总体结构示意图。
15.图3为图1正视图。
16.图4为图1右视图。
17.图5为图1俯视图。
18.图中:1—起升电机,2—齿轮,3—齿条套管,4—齿条,5—起升支架,6、6

—前、后真空泵,7、7

—左、右滑块,8、8

—左、右限位块,9—吸盘板,10—双层橡胶真空吸盘,11、11

—左、右滑轨,12—平台,13—麦克纳姆轮,14—底架,15、15

—上、下槽体,16—驱动电机,17、17

—左、右外剪叉臂架,18、18

—上,下连接杆,19—电动推杆,20、20

—左、右内剪叉臂架,21—铰接螺栓,22—连接座,23、23

—左、右螺栓,24—挡板轴,25—加劲肋,26—回转轴承架,27—套筒,28—舵机,29—旋转货架,30—回转轴承,31—连接架,32—缓冲挡板,33—回转电机。
19.具体实施方式:如图1、2、3、4、5所示,第一步,在仓库进行堆码作业时,运行机构中的驱动电机16控制麦克纳姆轮13运动,调整机器人的工作位置,通过调整底架14的位置间接控制抓取机构位于物品的正上方,起升电机1控制齿轮2转动,齿轮2驱动齿条4进行传动,齿条4在齿条套管3轴向方向进行移动,齿条4带动吸盘板9向下运动,至双层橡胶真空吸盘10下表面与堆码物品的上表面贴合时,起升电机1停止转动,齿轮2齿条4也同步停止运动,运行事先编写的程序,来控制前、后真空泵6、6

进行抽气,抽气时长2-4s,实现六个双层橡胶真空吸盘10对物品的吸取。
20.第二步,通过起升电机1轴反转,控制起升电机1输出轴上的齿轮2反转,齿轮2驱动齿条4在齿条套管3内沿齿条套管3的轴向方向竖直向上运动,齿条4向上运动带动吸盘板9、双层橡胶真空吸盘10竖直向上运动,实现双层橡胶真空吸盘10吸取着物品数竖直向上运动,直到物品下边面高过缓冲挡板32上表面5mm左右,起升电机1停止转动,左、右滑块7、7

带动起升支架5在左、右滑轨11、11

上向旋转货架29的方向移动,直到左、右滑块7、7

与左、右限位块8、8

接触时停止运动,此时起升支架5位于缓冲挡板32正上方,此时物品也位于缓冲挡板32正上方,运行事先编写的程序,来控制前、后真空泵6、6

进行放气操作,实现六个双层橡胶真空吸盘10脱离物品,物品落在旋转货架29的一个货物存放架上,实现物品的一次抓取过程。
21.第三步,通过左、右滑块7、7

带动起升支架5在左、右滑轨11、11

上向远离旋转货架29的方向移动,直到左、右滑块7、7

与左、右限位块8、8

接触时停止运动,实现抓取机构的一次回位操作,此时运行机构中的驱动电机16控制麦克纳姆轮13,调整机器人的工作位置至下一待堆码物品的位置,抓取机构重复步骤一中的操作,然后通过回转轴承30带动旋转货架29旋转90度,将已经放置了物品的第一存放架旋转至下一位置,原本处于上一位置的第四存放架旋转至上货位置,此时起升机构重复步骤二中的操作,实现旋转货架29第二个存放架位置的堆放。
22.第四步,通过重复以上步骤一、步骤二、步骤三的操作,实现对旋转货架29上四个货物存放架全放上待堆垛物品。
23.第五步,此时运行机构中的驱动电机16控制麦克纳姆轮13运动,控制麦克纳姆轮13向目标堆码区域行驶,在机器人行驶至目标堆码区之后,此时通过缓冲机构中的舵机28控制挡板轴24以一定的角速度转动90
°
,物品从第一货物存放架上缓缓下放至堆码区,实现对低层堆码区货物的堆码,一次堆码结束后,驱动电机16控制麦克纳姆轮13向后方移动,使得旋转货架29的第一货物存放架撤出已堆码位置,通过舵机28控制挡板轴24以一定的角速度反方向转动90
°
,实现缓冲挡板32回位操作。通过回转轴承30带动旋转货架29旋转90度,第一货物存放架旋转到第四货物存放架的位置,第二货物存放架旋转到第一货物存放架的位置,重复第五步前半段操做,直至四个货物存放架上的箱体全部被堆码完成,实现一次完整堆码操作。
24.第六步,通过升降机构的参与实现不同高度和多层的堆垛需求,通过电动推杆19推动下连接杆18

在下槽体15

内的运动,左、右内剪叉臂架20、20

和左、右外剪叉臂架17、17

开始剪叉运动,支撑着剪叉平台12的上下运动,从而实现旋转货架29的竖直方向的运动,实现整个装置高度的调节,实现对不同堆码高度的堆码。

技术特征:
1.一种新型仓储堆码机器人,其特征是包括有:起升机构(ⅰ)、抓取机构(ⅱ)、行走机构(ⅲ)、剪叉升降机构(ⅳ)、回转机构(

)、缓冲机构(ⅵ);所述剪叉升降机构的结构是底架(14)上内侧开设有下槽体(15

),同时端部一侧设有下连接座(22

),下连接座(22

)上用铰接螺栓(21)铰接有左、右内剪叉臂架(20、20

),左、右内剪叉臂架(20、20

)中部与左、右外剪叉臂架(17、17

)中部分别用左、右螺栓(23、23

)连接,左、右外剪叉臂架(17、17

)下端安装有下连接杆(18

),平台(12)内侧设有上槽体(15

),内剪叉臂架上端安装有上连接杆(18),连接杆两端设有滚轮,滚轮分别嵌在平台(12)、底架(14)内侧的上、下槽体(15、15

)上,底座(14)上水平方向安装有电动推杆(19),电动推杆(19)顶部连接下连接杆(18

);所述的起升机构包括安装在平台(12)左、右两侧上的左、右滑轨(11、11

),左、右滑轨(11、11

)两端分别安装有左、右限位块(11、11

),左、右滑轨(11、11

)两端上分别安装有左、右滑块(7、7

),滑块上安装有起升支架(5),起升支架(5)的顶部安装有起升电机(1),起升电机(1)的输出轴安装有齿轮(2),起升支架(5)的侧壁安装有齿条套管(3),齿条套管(3)内部安装有齿条(4),齿条(4)与齿轮(2)装配在一起;所述的抓取机构包括吸盘板(9)、双层橡胶真空吸盘(10)、前、后真空泵(6、6

);吸盘板(9)安装在齿条(4)下端,双层橡胶真空吸盘(10)安装在吸盘板(9)的开孔上,前、后真空泵(6、6

)安装在吸盘板(9)上;所述回转结构包括回转轴承架(26)、加劲肋(25)、回转电机(33)、回转轴承(30)、旋转货架(29)、连接架(31);回转轴承架(26)安装在平台(12)一侧,回转轴承架(26)下部安装加劲肋(25),回转轴承架(26)的表面安装有回转轴承(30),回转轴承(30)的侧壁安装有连接架(31)和旋转货架(29);所述缓冲机构包括缓冲挡板(32)、挡板轴(24)、套筒(27)、舵机(28);套筒(27)安装在旋转货架(29)下表面,套筒27)内部与挡板轴(24)通过滑动轴承连接,挡板轴(24)侧表面安装有缓冲挡板(32),挡板轴(24)一端连接舵机(28)输出轴;所述行走机构包括底架(14)、驱动电机(16)、麦克纳姆轮(13);底架(14)下表面安装有驱动电机(16),驱动电机(16)输出轴连接有麦克纳姆轮(13)。

技术总结
一种新型仓储堆码机器人,属于仓储物流搬运领域,特征是包括有起升机构、抓取机构、行走机构、剪叉升降机构、回转机构及缓冲机构,连接关系是电动推杆19安装在底架14上,其上端与下连接杆18


技术研发人员:孟文俊 苏东波 张汉中
受保护的技术使用者:太原科技大学
技术研发日:2022.07.14
技术公布日:2022/11/1
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