一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法技术

本发明专利技术公开了一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法，包括主通道位行走机构、子通道行走机构和换向主体，所述主通道行走机构通过换向主体设置在子通道行走机构上，且所述主通道行走机构通过换向主体相对于子通道行走机构在竖向方向上升降调节设置，所述换向主体包括主动齿轮、齿条、支撑架和凸轮导向机构，所述主动齿轮转动设置在机器人主框架上，所述支撑架与机器人主框架相对滑动设置，所述齿条在竖向上导向滑动设置在支撑架上，所述齿条与主动齿轮啮合设置，所述凸轮导向机构设置在主动齿轮上；搬运机器人在立体仓库中能灵活自由行驶，提高仓储货物搬运的效率以及仓库的利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法


[0001]本专利技术一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法

技术介绍

[0002]现有技术中立体仓库通常使用的搬运机器人包括有轨巷道堆垛机和子母车系统。这类搬运机器人的电机的数量多、功率过大，从而导致电池放电时间缩短，搬运机器人运行时间短，充电频率高，导致工作效率低；现有机器人体积大、重量大，需要提高货架高度和强度，进而导致整个仓库的货架成本升高，有效空间利用率低，存储密度降低；此外，由于搬运机器人工作效率低，只能通过增加机器人的数量来提高工作效率，这会导致整个仓库的成本升高，错误率升高，更容易发生故障。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法，能够减小搬运机器人的体积，且提升搬运机器人的工作效率。
[0004]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种结构紧凑的顶升搬运机器人，包括主通道位行走机构、子通道行走机构和换向主体，所述主通道行走机构通过换向主体设置在子通道行走机构上，且所述主通道行走机构通过换向主体相对于子通道行走机构在竖向方向上升降调节设置；
[0006]所述换向主体包括主动齿轮、齿条、支撑架和凸轮导向机构，所述主动齿轮转动设置在子通道行走机构上，所述支撑架与子通道行走机构相对滑动设置，所述齿条在竖向上导向滑动设置在支撑架上，所述齿条与主动齿轮啮合设置，所述凸轮导向机构设置在主动齿轮上；
[0007]在齿条顶升的状态下，所述支撑架与子通道行走机构静态保持，且所述齿条与支撑架相对滑动；在主动齿轮相对于齿条向上位移的状态下，齿条与子通道行走机构静态保持，且支撑架向下位移。
[0008]进一步的，所述凸轮导向机构包括凸轮和导向销，所述凸轮同轴设在主动齿轮上，所述凸轮在轴向上贯通开设有导向滑槽，所述导向销的一端垂直设置在支撑架的壁体上，且另一端伸入至导向滑槽内，所述支撑架和导向销通过导向滑槽的位置在竖向上随动。
[0009]进一步的，所述导向滑槽包括连通的静态槽段和动态槽段，所述静态槽段与动态槽段的衔接处为起始点，当所述齿条在竖向位移的行程最低点时，所述导向销对应于起始点设置，所述主动齿轮驱动齿条顶升时，所述导向销位移在静态槽端内，所述主动齿轮相对于齿条向上位移时，所述导向销位移在动态槽段内。
[0010]进一步的，所述静态槽段为圆弧形槽结构，且所述静态槽段的曲率中心与主动齿轮同心设置；所述动态槽段为渐开线式的弧形槽结构，且所述动态槽段的一端连通于静态槽端的底端，且另一端向外延伸设置。
[0011]进一步的，所述主动齿轮为不完全齿齿轮结构，且所述静态槽段的槽体长度大于
齿条顶升的行程长度；当齿条顶升至上部的行程终点后，当齿条的继续主动上移时能够与主动齿轮脱离。
[0012]进一步的，所述支撑架包括支撑架本体和设置在支撑架本体底端上的下撑块，所述下撑块对应于齿条的底端设置，所述下撑块限位齿条的行程最低端，且当所述齿条处于未顶升的初始态时，所述齿条间隙于下撑块设置。
[0013]进一步的，所述子通道行走机构包括机器人主框架，所述机器人主框架为方框体结构，四组所述换向主体分别对称设置在机器人主框架的四角内侧，所述机器人主框架上设置有用于驱动主动齿轮转动的驱动机构。
[0014]一种结构紧凑的顶升搬运机器人的搬运方法，包括以下两种状态：
[0015]顶升状态：此时子通道行走机构上的子通道行驶轮在子通道内位移，主通道行走机构上的主通道行驶轮悬空，当主动齿轮绕轴线转动，驱动齿条向上位移，支撑架在自重的作用下留在子通道行走机构上，齿条相对于支撑架导向滑动，驱动齿条的顶端作为顶升端对物体进行顶升；
[0016]在驱动齿条向上位移的同时，转动状态下的主动齿轮通过静态槽段对导向销进行导向，使得支撑架被限制，支撑架与子通道行走机构保持相对固定；
[0017]换向状态：顶升状态结束并复位，此时子通道行驶轮在子通道内位移，主通道行驶轮悬空，齿条位于未顶升前的初始位置；
[0018]当需要换向时，主动齿轮绕轴线转动，齿条向下的位移被支撑架限制，则齿条与支撑架保持相对固定，由于主动齿轮与齿条的继续啮合传动，使得主动齿轮相对于齿条向上位移，则子通道行走机构向上位移直至子通道行驶轮脱离子通道的导轨，主通道行驶轮接触滑动在主通道上，换向完成。
[0019]有益效果：本专利技术的搬运机器人在立体仓库中能灵活自由行驶，提高仓储货物搬运的效率以及仓库的利用率，而且，在顶升状态时，支撑架能够位于子通道行走机构内，能够避免支撑架与子通道行走机构的脱离，提升稳定性，同时也能减少整体的体积。
附图说明
[0020]附图1为本专利技术的换向主体在未顶升的初始状态的放大示意图；
[0021]附图2为本专利技术的换向主体的俯视图；
[0022]附图3为本专利技术的换向主体在顶升状态下的放大示意图；
[0023]附图4为本专利技术的换向主体在未顶升的初始状态示意图；
[0024]附图5为本专利技术的换向主体在换向状态下的示意图；
[0025]附图6为本专利技术的齿条与齿轮脱离的位置示意图；
[0026]附图7为本专利技术的整体结构的俯视图；
[0027]附图8为本专利技术在子通道上行驶且处于未顶升的初始状态的示意图；
[0028]附图9为本专利技术在子通道上行驶且处于顶升状态时的示意图；
[0029]附图10为本专利技术在主通道上换向和行驶的状态示意图；
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0031]如附图1至附图10所示，一种结构紧凑的顶升搬运机器人，包括主通道位行走机构、子通道行走机构和换向主体，所述主通道行走机构通过换向主体设置在子通道行走机构上，且所述主通道行走机构通过换向主体相对于子通道行走机构在竖向方向上升降调节设置；
[0032]搬运机器人在有高度差且互相垂直的双向轨道上位移，包含主通道00和子通道01，子通道01略高于主通道，所述子通道行走机构包括机器人主框架10和子通道行驶轮40，所述主通道行走机构包括设置在换向主体上的主通道行驶轮80，所述机器人主框架10的两侧对应于子通道01对称设置有子通道行驶轮40，所述机器人主框架10的左、右两侧均对称设置有换向主体70，所述换向主体70上设置有主通道行驶轮80，所述主通道行驶轮80对应于主通道00设置，所述主通道行驶轮80相对于机器人主框架10在竖向方向上升降调节设置；
[0033]所述换向主体70包括主动齿轮60、齿条50、支撑架71和凸轮导向机构，所述主动齿轮60转动设置在子通道行走机构的机器人主框架10上，所述支撑架71与子通道行走机构的机器人主框架相对滑动设置，所述齿条50在竖向上导向滑动设置在支撑架71上，所述齿条与主动齿轮啮合设置，所述凸轮导向机构设置在主动齿轮上，凸轮导向机构对支撑架和齿条的相对运动位置进行导向。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构紧凑的顶升搬运机器人，其特征在于：包括主通道位行走机构、子通道行走机构和换向主体，所述主通道行走机构通过换向主体设置在子通道行走机构上，且所述主通道行走机构通过换向主体相对于子通道行走机构在竖向方向上升降调节设置；所述换向主体(70)包括主动齿轮(60)、齿条(50)、支撑架(71)和凸轮导向机构，所述主动齿轮(60)转动设置在子通道行走机构上，所述支撑架(71)与子通道行走机构相对滑动设置，所述齿条(50)在竖向上导向滑动设置在支撑架(71)上，所述齿条与主动齿轮啮合设置，所述凸轮导向机构设置在主动齿轮上；在齿条顶升的状态下，所述支撑架与子通道行走机构静态保持，且所述齿条与支撑架(71)相对滑动；在主动齿轮相对于齿条向上位移的状态下，齿条与子通道行走机构静态保持，且支撑架向下位移。2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的顶升搬运机器人，其特征在于：所述凸轮导向机构包括凸轮(61)和导向销(63)，所述凸轮(6)同轴设在主动齿轮(60)上，所述凸轮(61)在轴向上贯通开设有导向滑槽，所述导向销(63)的一端垂直设置在支撑架(71)的壁体上，且另一端伸入至导向滑槽内，所述支撑架和导向销通过导向滑槽的位置在竖向上随动。3.根据权利要求2所述的一种结构紧凑的顶升搬运机器人，其特征在于：所述导向滑槽包括连通的静态槽段(64)和动态槽段(65)，所述静态槽段(64)与动态槽段(65)的衔接处为起始点(66)，当所述齿条(50)在竖向位移的行程最低点时，所述导向销(63)对应于起始点(66)设置，所述主动齿轮驱动齿条顶升时，所述导向销位移在静态槽端(64)内，所述主动齿轮相对于齿条向上位移时，所述导向销(63)位移在动态槽段(65)内。4.根据权利要求3所述的一种结构紧凑的顶升搬运机器人，其特征在于：所述静态槽段(64)为圆弧形槽结构，且所述静态槽段(64)的曲率中心与主动齿轮(60)同心设置；所述动态槽段(65)为渐开线式的弧形槽结构，且所述动态槽段(64)的一端连通于静态槽端的底端，且另一端向外延伸设置。5.根据权利要求4所述的一种结构紧凑的顶升搬运机器人，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔磊，罗强，
申请(专利权)人：上海智世物流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：