[发明专利]一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法

背景技术

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。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明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。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

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；

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；

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：