一种订单周转箱分拣移动机器人

1.本发明涉及物流装备技术领域，尤其涉及一种订单周转箱分拣移动机器人。


背景技术：

2.随着电子商务的发展，货品的高效配送也越来越重要。为了确保货品的高效配送，现在电商的拣货流程通常可以分为“人找货”和“货找人”两种。
3.其中，“人找货”的拣货流程包括如下步骤：
①
非破坏性的打开物流箱，该物流箱为从供应商物流运输到电商处的纸箱，物流箱打开后对每件内包装货品读码、货品信息入数据库；
②
仓储：物流箱重新贴封条，进行备货仓储；
③
理货：再次拆封物流箱，将货品放入超市货架；
④
拣货(又称配货)：人工按订单从超市货架上取下货品、读码、拣到内部使用的订单周转箱里；
⑤
包装：读码校验，将订单周转箱内的一个订单的所有拼货、发票装入小纸箱或塑料袋等外包装，贴上快递单；
⑥
分拣：按不同线路或各个快递公司装进塑料周转箱或编织袋；
⑦
配载：将塑料周转箱或编织袋按照线路配到运输车辆上。在上述的配货流程中，配货过程类似超市购物，需要配货车寻找到货品位置后，再从超市货架上拿取订单中的货品装入配货车上的订单周转箱。
[0004]“货找人”的拣货流程为：采用顶升agv将订单货品及整个超市货架(包括大量的其他货品)运到拣货员处，取货扫码后放进订单周转箱，订单周转箱进入输送线的暂存区，等待和集齐所有订单货品。
[0005]
从中可以得知，无论是“人找货”或“货找人”的拣货流程都需要订单周转箱来收集所有订单货品，并送到包装工区，也需要分拣移动机器人携带多个订单周转箱。因此，对于分拣移动机器人的伸缩部件具有较高的性能要求、如工作行程、抗弯性能等等，而传统分拣移动机器人的伸缩部件无法兼顾体积和性能。如何在确保伸缩部件体积小巧、空间利用率高的同时，满足对于高性能的要求，成为了亟需解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服传统分拣移动机器人的伸缩部件无法兼顾体积和性能，提供一种订单周转箱分拣移动机器人,工作行程长、抗侧向力性能强、便于使用、结构紧凑、空间利用率高。
[0007]
本发明提供了一种订单周转箱分拣移动机器人，包括移动底座；置物架，所述置物架设置在所述移动底座上，所述置物架具有多层置物层，每层所述置物层上均设有至少一个伸缩平台、以及用于驱动所述伸缩平台伸出或者回缩的伸缩部件，所述伸缩平台为所述伸缩部件提供直线导向作用，每个所述伸缩平台上至少设有一个订单周转箱；所述伸缩部件包括壳体，所述壳体设置在所述置物层上；驱动电机，所述驱动电机连接所述壳体，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；第一转筒丝杠，所述第一转筒丝杠能够转动的连接所述壳体，所述第一转筒丝杠位于所述壳体内的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述第一转筒丝杠的另一端的外壁设有第一螺纹段、所述第一转筒丝杠内轴向
中空设有花键孔；沿所述第一转筒丝杠的轴向同轴设置的第一套筒、第二转筒丝杠、花键轴和第二套筒；所述第一套筒的筒轴与所述第一螺纹段连接，所述第二转筒丝杠能够转动的设置在所述第一套筒内，所述第二转筒丝杠远离所述第一套筒的一端的外壁设有第二螺纹段，所述第二转筒丝杠内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴的一端能够沿第一转筒丝杠的轴向移动的穿设在所述第一转筒丝杠的花键孔内、所述花键轴的另一端与所述第二转筒丝杠的花键孔相连接，所述第二套筒的筒轴与所述第二螺纹段螺纹连接；所述伸缩平台分别连接所述第一套筒和第二套筒，所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述第一转筒丝杠，带动所述第一转筒丝杠和花键轴转动；所述第一转筒丝杠转动带动所述第一套筒沿所述第一转筒丝杠的轴向移动，所述花键轴转动带动所述第二转动丝杠转动、并带动所述第二套筒沿所述第二转动丝杠的轴向移动，使得所述伸缩平台伸出或者回缩。
[0008]
在本发明的一个实施例中，所述第一套筒及第一转筒丝杠之间、或/和所述第二套筒及第二转筒丝杠之间通过滚珠丝杠结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接。
[0009]
在本发明的一个实施例中，所述第一转筒丝杠和第二转筒丝杠之间通过滚珠花键结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接。
[0010]
在本发明的一个实施例中，所述花键轴远离所述第一转筒丝杠的一端与所述第二转筒丝杠固定连接。
[0011]
在本发明的一个实施例中，所述第二转筒丝靠近所述第一转筒丝杠的一端开设有容纳所述第一螺纹段的容纳空间。
[0012]
在本发明的一个实施例中，所述第二套筒内开设有容纳所述第二螺纹段的容纳空间；所述第一螺纹段的螺距与所述第二螺纹段的螺距相关。
[0013]
在本发明的一个实施例中，所述伸缩平台包括导向立板，伸缩导条和伸缩导板，所述导向立板设置在所述置物层上，所述伸缩导条能够沿所述导向立板的长度方向移动的与所述导向立板相连接、且所述伸缩导条与所述第一套筒固定连接，所述伸缩导板能够沿所述伸缩导条的长度方向移动的与所述伸缩导条相连接、且所述伸缩导条与所述第一套筒固定连接。
[0014]
在本发明的一个实施例中，所述导向立板沿自身长度方向的两侧壁上均对称地设有一排第一导向轴承，所述伸缩导条连接所述导向立板的端面沿自身长度方向开设有第一宽直槽，所述第一宽直槽的两侧内壁上均对称地开设有第一导槽，所述伸缩导条通过所述第一导槽和第一导向轴承能够移动的与所述导向立板相连接；所述伸缩导条相对所述第一宽直槽的两侧壁上均对称地开设有第二导槽，所述伸缩导板连接所述伸缩导条的端面沿自身长度方向开设有第二宽直槽，所述第二宽直槽的两侧内壁上均对称地设有一排第二导向轴承，所述伸缩导板通过所述第二导槽和第二导向轴承能够移动的与所述伸缩导条相连接。
[0015]
在本发明的一个实施例中，所述伸缩部件仅设置有一个、所述伸缩平台设有两个，两个所述伸缩平台分别设置在所述伸缩部件两侧；或者所述伸缩平台和伸缩部件均仅设置有一个；或者所述伸缩部件和伸缩平台均设有两个。
[0016]
在本发明的一个实施例中，当所述伸缩部件仅设置有一个、所述伸缩平台设有两个时，两个所述伸缩平台的伸缩导板通过一连接导板相连接。
[0017]
在本发明的一个实施例中，所述置物架能够转动的与所述移动底座相连接。
[0018]
在本发明的一个实施例中，所述移动底座上还设置有操作机器人，所述操作机器人包括库架和机械臂，所述库架上设有不同种类的末端执行器，所述机械臂上设置有快换装置，所述快换装置能够从所述库架上更换不同种类的末端执行器。
[0019]
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0020]
本发明所述的订单周转箱分拣移动机器人，第一齿轮和第二齿轮啮合将驱动电机的动力传递至第一转筒丝杠，带动第一转筒丝杠和花键轴转动；第一转筒丝杠转动带动第一套筒沿第一转筒丝杠的轴向移动，花键轴转动带动第二转动丝杠转动、并带动第二套筒沿第二转动丝杠的轴向移动，使得伸缩平台伸出或者回缩。第一转筒丝杠、第一套筒、第二转筒丝杠和第二套筒间嵌套的结构产生驱动行程叠加的作用，各零部件沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级增程伸缩结构，便于使用、工作行程长；伸缩平台为伸缩部件提供直线导向作用；能够伸缩的增程结构使伸缩部件的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴、能够确保伸缩平台能够承载不同重量的货品，抗弯性能好。
附图说明
[0021]
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0022]
图1为本发明优选实施例中订单周转箱分拣移动机器人的主视示意图；
[0023]
图2为本发明优选实施例中置物架的主视示意图；
[0024]
图3为本发明优选实施例中伸缩部件对应a-a处的剖视示意图；
[0025]
图4为本发明优选实施例中伸缩部件对应b-b处的剖视示意图；
[0026]
图5为本发明优选实施例中一种伸缩平台对应c-c处的剖视示意图；
[0027]
图6为本发明优选实施例中一种伸缩平台对应d-d处的剖视示意图；
[0028]
图7为本发明优选实施例中另一种伸缩平台的剖视示意图；
[0029]
图8为本发明优选实施例中伸缩部件和伸缩平台最大伸出状态示意图；
[0030]
图9为本发明优选实施例中伸缩部件和伸缩平台缩回初始状态示意图；
[0031]
图10为本发明优选实施例中操作机器人的俯视示意图。
[0032]
说明书附图标记说明：10、移动底座；11、转动装置；20、置物架；21、置物层；30、伸缩部件；301、壳体；302、壳盖；303、支撑脚；304、驱动电机；305、第一齿轮；306、第二齿轮；307、转动轴承；308、第一转筒丝杠本体；309、第一螺纹段；310、花键孔套；311、第一套筒本体；312、第一丝杠螺母；313、带柄轴承盖；314、第一固定条；315、花键轴；316、第二转筒丝杠本体；317、第二螺纹段；318、隔套；319、容纳空间；320、第二套筒本体；321、第二丝杠螺母；322、带柄环盖；323、第二固定条；40、伸缩平台；41、导向立板；411、销轴；412、第一导向轴承；413、直槽；42、伸缩导条；421、第一宽直槽；422、第一导槽；423、第二导槽；43、伸缩导板；431、第二宽直槽；432、第二导向轴承；433、连接导板；50、订单周转箱；61、机械臂；62、快换装置；63、末端执行器；64、库架。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0034]
本发明公开了一种订单周转箱50分拣移动机器人，包括移动底座10；置物架20，所述置物架20设置在所述移动底座10上，所述置物架20具有多层置物层21，每层所述置物层21上均设有至少一个伸缩平台40、以及用于驱动所述伸缩平台40伸出或者回缩的伸缩部件30，所述伸缩平台40为所述伸缩部件30提供直线导向作用，每个所述伸缩平台40上至少设有一个订单周转箱50，所述伸缩部件30包括壳体301，所述壳体301设置在所述置物层21上；驱动电机304，所述驱动电机304连接所述壳体301，所述驱动电机304的输出轴连接第一齿轮305；第一转筒丝杠，所述第一转筒丝杠能够转动的连接所述壳体301，所述第一转筒丝杠位于所述壳体301内的一端连接第二齿轮306，所述第二齿轮306与所述第一齿轮305啮合；所述第一转筒丝杠的另一端的外壁设有第一螺纹段309、所述第一转筒丝杠内轴向中空设有花键孔；沿所述第一转筒丝杠的轴向同轴设置的第一套筒、第二转筒丝杠、花键轴315和第二套筒；所述第一套筒的筒轴与所述第一螺纹段309连接，所述第二转筒丝杠能够转动的设置在所述第一套筒内，所述第二转筒丝杠远离所述第一套筒的一端的外壁设有第二螺纹段317，所述第二转筒丝杠内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴315的一端能够沿第一转筒丝杠的轴向移动的穿设在所述第一转筒丝杠的花键孔内、所述花键轴315的另一端与所述第二转筒丝杠的花键孔相连接，所述第二套筒的筒轴与所述第二螺纹段317螺纹连接；所述伸缩平台40分别连接所述第一套筒和第二套筒，所述第一齿轮305和第二齿轮306啮合将所述驱动电机304的动力传递至所述第一转筒丝杠，带动所述第一转筒丝杠和花键轴315转动；所述第一转筒丝杠转动带动所述第一套筒沿所述第一转筒丝杠的轴向移动，所述花键轴315转动带动所述第二转动丝杠转动、并带动所述第二套筒沿所述第二转动丝杠的轴向移动，使得所述伸缩平台40伸出或者回缩。
[0035]
参照图1和图2所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，移动底座10用于作为整个订单周转箱50分拣移动机器人的移动机构、使其能够在分拣仓库中移动并集货，对具体采用移动底座10的型号规格不做限定，只要能够实现正常移动、不侧翻即可。优选的，移动底座10设置为移动机器人，移动、承载效果好。置物架20用于承载伸缩部件30和订单周转箱50，为其提供支撑。置物架20设置在移动底座10上，两者既能够是固定连接，也能够根据实际需求设置为能够相对转动的连接。多层置物层21的结构、便于一个订单周转箱50分拣移动机器人能够一次收集多种货品，提高分拣效率。每层置物层21上均设有至少一个伸缩平台40、以及用于驱动伸缩平台40伸出或者回缩的伸缩部件30，每个伸缩平台40上至少设有一个订单周转箱50，伸缩平台40作为订单周转箱50的承载机构，订单周转箱50即用于放置货品；同时，伸缩平台40也为伸缩部件30提供直线导向作用。当伸缩平台40设有多个时，既能够每个伸缩平台40均相对设置有一伸缩部件30、单独驱动其伸缩，又能够仅设置一个驱动部件、带动两个伸缩平台40同时伸缩，可根据实际需求灵活选择。优选的，每个置物架20均设置有三层置物层21，既能够确保分拣效率，又能够合理控制每个订单周转箱50分拣移动机器人的载荷，减少能耗、避免侧翻等问题发生。优选的，每层置物层21上均并排的设有两个伸缩平台40，每个伸缩平台40上均设有一个订单周转箱50。当每层置物层21上均并排的设有两个伸缩平台40，在伸出伸缩平台40时，应明确伸出哪个伸缩平台40、或是
两者同时伸出；具体的，可以如通过亮灯给人工或机器人视觉，或无线定位信号给机器人的方式实现辨别伸缩平台40的目的，以防止将货品放错箱问题的发生。优选的，每个伸缩平台40上仅设有一个或者两个订单周转箱50；当设有两个订单周转箱50时，应确保其并排设置、而非前后设置，避免装错货品。需要说明的是，置物架20的数量也能够根据实际需求进行选择；优选的，每个移动底座10仅设置一个或者两个置物架20，仅能够满足分拣需求，又能够避免过多货品导致分拣效率降低和不必要能耗的增加。
[0036]
参照图3和图4所示，驱动电机304用于提供整个伸缩部件30的驱动力，壳体301既作为保护壳，保护内部结构，防止外部灰尘等对零部件造成影响、确保整个伸缩部件30的使用寿命；又作为承载座和置物层21相连接。优选的，壳体301上设置有壳盖302、两者通过紧固件能够拆卸的连接，便于安装；壳体301通过支撑脚303和置物层21连接。驱动电机304连接壳体301，驱动电机304的输出轴连接第一齿轮305，优选的，第一齿轮305和驱动电机304的输出轴通过紧定螺钉固定连接、或通过键连接，以传递扭矩。第一转筒丝杠能够转动的连接壳体301，第一转筒丝杠位于壳体301内的一端连接第二齿轮306，第二齿轮306与第一齿轮305啮合，通过第二齿轮306与第一齿轮305将驱动电机304的动力传递至第一转筒丝杠。优选的，第一转筒丝杠和第二齿轮306通过紧定螺钉固定连接、或通过键连接，以传递扭矩。优选的，壳体301内设置有转动轴承307，第二齿轮306通过转动轴承307能够转动的设在壳体301内。优选的，转动轴承307设置为向心推力轴承，向心推力轴承主要用于同时具有径向、轴向负荷传动轴的安装、固定之中，能够很好的提高第一转筒丝杠的旋转精度和刚度。第一转筒丝杠与转动轴承307相连接的一端设置有固定部件，避免第一转筒丝杆和转动轴承307脱离。优选的，固定部件设置为固定螺母和垫环；在一些其它实施例中，也能够通过如键和槽配合等等方式实现固定，只要能够避免第一转筒丝杆和转动轴承307脱离即可。第一转筒丝杠的另一端的外壁设有第一螺纹段309，第一螺纹段309用于与第一套筒形成螺纹传动、从而使第一套筒沿第一转筒丝杠的轴向移动。第一转筒丝杠内轴向中空设有花键孔，花键孔用于配合花键轴315、确保设置有花键孔的部件能够随花键轴315同步转动，轴向中空设置能够令花键轴315收缩进第一转筒丝杠内，提高空间利用率。花键孔既能够是和第一转筒丝杠一体成型，也能够通过如花键孔套310配合通孔的结构实现相同效果。
[0037]
沿所述第一转筒丝杠的轴向同轴设置的第一套筒、第二转筒丝杠、花键轴315和第二套筒，同轴设置确保各部件能够正常转动。第一套筒的筒轴与第一螺纹段309连接，既能够确保第一套筒能够沿第一转筒丝杠的轴向移动；又能够确保第一套筒伸出或者回缩时，能够通过螺纹自锁。优选的，第一套筒内孔内同轴的设有两个转动轴承307，两个转动轴承307间设有隔套318，第二转筒丝杠通过转动轴承307能够转动的设置在第一套筒内，通过隔套318配合向心推力轴承，能够令向心推力轴承获得预紧力、消去轴承内、外圈间隙的影响，提高了第二转筒丝杠的转动精度和刚度。第二转筒丝杠内轴向中空设置有花键孔，花键孔用于配合花键轴315、确保设置有花键孔的部件能够随花键轴315同步转动，轴向中空设置能够令花键轴315收缩进第一转筒丝杠内，提高空间利用率。花键孔既能够是和第一转筒丝杠一体成型，也能够通过如花键孔套310配合通孔的结构实现相同效果。花键轴315的一端能够沿第一转筒丝杠的轴向移动的穿设在第一转筒丝杠的花键孔内、花键轴315的另一端与第二转筒丝杠的花键孔相连接。传统的订单周转箱50分拣移动机器人所采用的伸缩结构，通常仅通过简单的伸缩气缸、或者利用带传动等等结构以实现订单周转箱50的伸缩，然
而这种结构无法兼顾体积和性能，往往通过牺牲体积和空间利用率以提高抗弯性能、工作行程，或者牺牲工作行程、抗弯性能以确保体积和空间利用率。为此，本发明通过花键轴315配合两个丝杠转筒，整体为中空结构、中空的结构相较实心结构具有更好的抗弯性能；花键轴315既能够起到传递扭矩的作用，又能够起到增加结构的抗弯性能的作用。第二转筒丝杠远离第一套筒的一端的外壁设有第二螺纹段317，第二套筒的筒轴与第二螺纹段317螺纹连接，既能够确保第二套筒能够沿第二转筒丝杠的轴向移动；又能够确保第二套筒伸出或者回缩时，能够通过螺纹自锁。此外，两段螺纹段也能够根据实际需求调整，从而获得更长的工作行程。伸缩平台40分别连接所述第一套筒和第二套筒，形成二级增程伸缩结构，空间利用率高、结构紧凑、工作行程更长。
[0038]
优选的，第一转筒丝杠以及第二转筒丝杠的花键孔均与两者的轴线同轴，以便于零部件加工和安装。在一些其它实施例中，也能够采用偏心式的结构设置花键孔和花键轴315。
[0039]
参照图8和图9所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，第一齿轮305和第二齿轮306啮合将驱动电机304的动力传递至第一转筒丝杠，带动第一转筒丝杠和花键轴315转动；第一转筒丝杠转动带动第一套筒沿第一转筒丝杠的轴向移动，花键轴315转动带动第二转动丝杠转动、并带动第二套筒沿第二转动丝杠的轴向移动，使得伸缩平台40伸出或者回缩。第一转筒丝杠、第一套筒、第二转筒丝杠和第二套筒间嵌套的结构产生驱动行程叠加的作用，各零部件沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级增程伸缩结构，便于使用、工作行程长；伸缩平台40为伸缩部件30提供直线导向作用；能够伸缩的增程结构使伸缩部件30的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴315、能够确保伸缩平台40能够承载不同重量的货品，抗弯性能好。
[0040]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述第一套筒及第一转筒丝杠之间、或/和所述第二套筒及第二转筒丝杠之间通过滚珠丝杠结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接。在一些实施例中，仅第一套筒及第一转筒丝杠之间通过滚珠传动结构连接。优选的，第一套筒包括第一套筒本体311、以及设置在第一套筒本体311靠近第一转筒丝杠一端的第一丝杠螺母312，第一转筒丝杠设置为滚珠丝杠、且第一丝杠螺母312设置为滚珠丝杠螺母，以滚动摩擦替代滑动摩擦、减少摩擦力，使得伸缩动作更为流畅，提高分拣效率。在一些实施例中，仅第二套筒及第二转筒丝杠之间通过滚珠传动结构连接。优选的，第二套筒包括第一转筒丝杠本体308、以及设置在第二套筒本体320靠近第二转筒丝杠一端的第二丝杠螺母321，第二转筒丝杠设置为滚珠丝杠、且第二丝杠螺母321设置为滚珠丝杠螺母，以滚动摩擦替代滑动摩擦、减少摩擦力，使得伸缩动作更为流畅，提高分拣效率。在一些实施例中，第一套筒及第一转筒丝杠之间、以及第二套筒及第二转筒丝杠之间均通过滚珠传动结构连接，相较于仅其中之一通过滚动摩擦替代滑动摩擦、两者均通过滚动摩擦替代滑动摩擦能够使得伸缩动作的流畅性更进一步，再次提高分拣效率。
[0041]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，第一转筒丝杠和第二转筒丝杠之间通过滚珠花键结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接。优选的，第一转筒丝杠包括第一转筒丝杠本体308和设置在第一转筒丝杠本体308远离第二齿轮306一端的花键孔套310，第二转筒丝杠包括第二转筒丝杠本体316和设置在第二转筒丝杠本体316靠近第二齿轮306一端的花键孔套310，花键轴315设置为滚珠花键轴315、且两个花键孔套310均设
置为滚珠花键孔套310，以滚动摩擦替代滑动摩擦、减少摩擦力，使得伸缩动作更为流畅，提高分拣效率。
[0042]
参照图3所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述花键轴315远离所述第一转筒丝杠的一端与所述第二转筒丝杠固定连接。固定连接确保花键轴315和第二转筒丝杠能够随第一套筒一起沿第一转筒丝杠的轴向移动，确保花键轴315和第二转筒丝杠能够在工作伸长时、提供支持力，防止受到过大侧向力而折弯、折断，有效的提高了伸缩部件30的运行稳定性和使用寿命。在一些其它实施例中，也能够通过设置弹簧分别抵接第一转筒丝杠和花键轴315，使得花键轴315能够抵接第二转筒丝杠，该结构具备同样的技术效果。
[0043]
参照图3所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述第二转筒丝杠靠近所述第一转筒丝杠的一端开设有容纳所述第一螺纹段309的容纳空间319；所述第二套筒内开设有容纳所述第二螺纹段317的容纳空间319。通过设置容纳空间319，令对应设有第一螺纹段309的第一转筒丝杠在伸缩平台40回缩时收入第二转筒丝杠的容纳空间319内、令对应设有第二螺纹段317的第二转筒丝杠在伸缩平台40回缩时收入第二套筒的容纳空间319内，进一步的提高空间利用率，缩小体积。优选的，第二套筒沿自身轴向中空设置，因此对应设有第二螺纹段317的第二转筒丝杠在伸缩平台40回缩时、能够穿过第二套筒，实现进一步收缩、提高空间利用率。
[0044]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述第一螺纹段309的螺距与所述第二螺纹段317的螺距相关。在一些实施例中，第一螺纹段309的螺距与第二螺纹段317的螺距相等，使与之对应的第一套筒和第二套筒的直线移动速度与行程均相等。在一些其它的实施例中，由于结构上二处容纳空间319的轴向距离不同，各螺纹段伸缩行程不同，在转动角位移一致情况下，为实现收缩到最终位置状态下轴向达到最小尺寸，第一螺纹段309的螺距与第二螺纹段317采用下列任意单一或组合方式进行匹配：根据螺距进行匹配，根据螺纹的种类是梯形螺纹或矩形螺纹或三角形螺纹进行匹配，根据单头螺纹或双头螺纹进行匹配，以确保能够满足不同工作行程的需求的同时、具备高空间利用率。
[0045]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述伸缩平台40包括导向立板41，伸缩导条42和伸缩导板43，所述导向立板41设置在所述置物层21上，所述伸缩导条42能够沿所述导向立板41的长度方向移动的与所述导向立板41相连接、且所述伸缩导条42与所述第一套筒固定连接，所述伸缩导板43能够沿所述伸缩导条42的长度方向移动的与所述伸缩导条42相连接、且所述伸缩导条42与所述第一套筒固定连接。通过设置固定的导向立板41、配合能够沿导向立板41长度方向位移的伸缩导条42和伸缩导板43，能够很好地实现订单周转箱50的伸出和回缩动作，结构稳定、牢固，空间利用率高，工作行程长，也能够为伸缩部件30提供直线导向作用。导向立板41、伸缩导条42和伸缩导板43三者之间，既能够选择直接接触的滑动摩擦，也能够选择如轴承等结构实现滚动摩擦。优选的，参照图3和图8所示，第一套筒远离第一螺纹段309的一端固定连接有带柄轴承盖313，带柄轴承盖313上固定连接有第一固定条314，带柄轴承盖313通过第一固定条314与伸缩导条42相连接；第二套筒远离第二螺纹段317的一端设有带柄环盖322，带柄环盖322上固定连接有第二固定条323，带柄环盖322通过第二固定条323与伸缩导板43相连接。在伸缩部件30工作时，导向立板41固定，伸缩导条42受到第一固定条314、带柄轴承盖313的作用力而沿导向立板
41的长度方向移动，同时伸缩导板43受到第二固定条323、带柄环盖322的作用力而沿导向立板41的长度方向移动，伸缩导条42和导向立板41两者同时伸缩，结构稳定、牢固，空间利用率高，工作行程长，也能够为伸缩部件30提供直线导向作用。
[0046]
参照图5和图6所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述导向立板41沿自身长度方向的两侧壁上均对称地设有一排第一导向轴承412，所述伸缩导条42连接所述导向立板41的端面沿自身长度方向开设有第一宽直槽421，所述第一宽直槽421的两侧内壁上均对称地开设有第一导槽422，所述伸缩导条42通过所述第一导槽422和第一导向轴承412能够移动的与所述导向立板41相连接；所述伸缩导条42相对所述第一宽直槽421的两侧壁上均对称地开设有第二导槽423，所述伸缩导板43连接所述伸缩导条42的端面沿自身长度方向开设有第二宽直槽431，所述第二宽直槽431的两侧内壁上均对称地设有一排第二导向轴承432，所述伸缩导板43通过所述第二导槽423和第二导向轴承432能够移动的与所述伸缩导条42相连接。优选的，第一导向轴承412和第二导向轴承432均通过销轴411实现与对应侧壁的连接。优选的，销轴411设置为螺纹台阶销轴，第一导向轴承412和第二导向轴承432均套在螺纹台阶销轴中段。具体的，以第一导向轴承412为例，螺纹台阶销轴一端台阶面轴向限制第一导向轴承412内圈一侧，导向立板41轴向限制第一导向轴承412内圈另一侧，第一导向轴承412外圈与导向立板41之间有间隙，螺纹台阶销轴中段与导向立板41上孔间隙配合、并靠螺母固定在导向立板41上；导向立板41上平面开有直槽413，用于螺母紧固在螺纹台阶销轴上，因此导向立板41与伸缩导条42之间沿横截面方向受到限制，固定、传动效果好，使相对位移更加流畅，提高分拣效率。在一些其它实施例中，也能够不开设直槽413，通过一长销轴实现导向立板41的两侧的第一导向轴承412的固定。优选的，第一导槽422的宽度尺寸和第一导向轴承412的外径尺寸、第二导槽423的宽度尺寸和第二导向轴承432的外径尺寸均为间隙配合，使相对位移更加流畅，提高分拣效率。第一宽直槽421、第二宽直槽431的设置，使对应的伸缩导条42、伸缩导板43的横截面均呈倒“u”字形，配合对应的导向轴承和销轴411，能够很好地防止伸缩导条42、伸缩导板43发生侧翻、脱轨等等问题，稳定性好。
[0047]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述伸缩平台40和伸缩部件30均仅设置有一个；或者所述伸缩部件30仅设置有一个、所述伸缩平台40设有两个，两个所述伸缩平台40分别设置在所述伸缩部件30两侧；或者所述伸缩部件30和伸缩平台40均设有两个。当伸缩平台40和伸缩部件30均仅设置有一个时，每层置物层21上的伸缩部件30只负责驱动对应的伸缩平台40伸缩，由于订单周转箱50仅设有一个，因此该结构适用于同一订单的货品的分拣。当伸缩部件30仅设置有一个、伸缩平台40设有两个，两个伸缩平台40分别设置在所述伸缩部件30两侧时，每层置物层21上的伸缩部件30同时负责驱动对应的两个伸缩平台40的伸缩，订单周转箱50设置有两个，因此该结构适用于同一订单的货品较多、一个订单周转箱50无法放下时的分拣，或者两种不同订单的货品的分拣、提高分拣效率，空间利用率较高。优选的，伸缩部件30居中设置，确保伸缩平台40受力均匀、提高结构稳定性。当伸缩部件30和伸缩平台40均设有两个时，通过牺牲空间、能够进一步的实现两个订单周转箱50中任意一个的单独伸缩，减少不必要能耗。
[0048]
参照图7所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，当所述伸缩部件30仅设置有一个、所述伸缩平台40设有两个时，两个所述伸缩平台40的伸缩
导板43通过一连接导板433相连接。该结构通过连接导板433连接两个伸缩导板43，增大了能够放置的订单周转箱50的体积，以实现更大货品的分拣。
[0049]
参照图1所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述置物架20能够转动的与所述移动底座10相连接。优选的，两者通过转动装置11实现能够转动的连接，具体的，转动装置11和移动底座10相连接，置物架20设置在转动装置11上。当置物架20设有多个时，既能够为每个置物架20单独设置转动装置11,；也能够通过一平台与转动装置11相连接，多个置物架20均设置在平台上，实现一个转动装置11同步转动多个置物架20。转动装置11为现有技术，其原理不再过多叙述。通过设置置物架20能够转动的与移动底座10相连接，便于移动底座10不方便调头或转向时，置物架20能够转动并对准分拣机器、以灵活的实现不同角度的取放分拣需求。同时，在设置有两个置物架20时，也便于每个置物架20均能够灵活调整自身取放角度。需要说明的是，仅需实现置物架20和移动底座10能够转动即可，并非限制只能通过转动装置11实现。
[0050]
参照图10所示，本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人，在一些实施例中，所述移动底座10上还设置有操作机器人，所述操作机器人包括库架64和机械臂61，所述库架64上设有不同种类的末端执行器63，所述机械臂61上设置有快换装置62，所述快换装置62能够从所述库架64上更换不同种类的末端执行器63。优选的，库架64设置有两个，分别对称的设置在机械臂61的两侧。通过设置操作机器人，便于灵活更换末端执行器63，辅助配合完成不同类型货品的分拣操作，扩展了整个订单周转箱50分拣移动机器人的功能性。当设置有操作机器人、且置物架20设置有两个时，优选的，两个置物架20上的伸缩部件30和伸缩平台40的伸缩方向设置为分别向两侧伸缩，具体的，以俯视图的图10为例，两个置物架20中左侧置物架20上的伸缩部件30向左侧伸缩、右侧置物架20上的伸缩部件30向右侧伸缩，合理布局、提高空间利用率。
[0051]
本发明所述的订单周转箱50分拣移动机器人的工作原理是：
[0052]
订单周转箱50分拣移动机器人通过移动底座10在分拣仓库的不同分拣处之间移动，收集订单所需货品、待收集齐订单的所有所需货品，再移动至包装工位或出货口。当其移动至某一分拣处时，通过移动底座10或者转动装置11调整分拣角度。接着驱动电机304的输出轴转动，带动第一齿轮305转动，第一齿轮305带动第二齿轮306、第一转筒丝杠和花键轴315转动，第一转筒丝杠转动带动第一套筒沿第一转筒丝杠的轴向移动，花键轴315转动带动第二转动丝杠转动、并带动第二套筒沿第二转动丝杠的轴向移动，使得所述伸缩平台40伸出，以便于将货品放置在订单周转箱50内。待放置完毕后，驱动电机304的输出轴反向转动以实现回缩。第一转筒丝杠、第一套筒、第二转筒丝杠和第二套筒间嵌套的结构产生驱动行程叠加的作用，各零部件沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级增程伸缩结构，便于使用、工作行程长；伸缩平台40为伸缩部件30提供直线导向作用；能够伸缩的增程结构使伸缩部件30的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴315、能够确保伸缩平台40能够承载不同重量的货品，抗弯性能好。
[0053]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种订单周转箱分拣移动机器人，包括：移动底座；置物架，所述置物架设置在所述移动底座上，所述置物架具有多层置物层，每层所述置物层上均设有至少一个伸缩平台、以及用于驱动所述伸缩平台伸出或者回缩的伸缩部件，所述伸缩平台为所述伸缩部件提供直线导向作用，每个所述伸缩平台上至少设有一个订单周转箱；其特征在于，所述伸缩部件包括：壳体，所述壳体设置在所述置物层上；驱动电机，所述驱动电机连接所述壳体，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；第一转筒丝杠，所述第一转筒丝杠能够转动的连接所述壳体，所述第一转筒丝杠位于所述壳体内的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述第一转筒丝杠的另一端的外壁设有第一螺纹段、所述第一转筒丝杠内轴向中空设有花键孔；沿所述第一转筒丝杠的轴向同轴设置的第一套筒、第二转筒丝杠、花键轴和第二套筒；所述第一套筒的筒轴与所述第一螺纹段连接，所述第二转筒丝杠能够转动的设置在所述第一套筒内，所述第二转筒丝杠远离所述第一套筒的一端的外壁设有第二螺纹段，所述第二转筒丝杠内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴的一端能够沿第一转筒丝杠的轴向移动的穿设在所述第一转筒丝杠的花键孔内、所述花键轴的另一端与所述第二转筒丝杠的花键孔相连接，所述第二套筒的筒轴与所述第二螺纹段螺纹连接；所述伸缩平台分别连接所述第一套筒和第二套筒，所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述第一转筒丝杠，带动所述第一转筒丝杠和花键轴转动；所述第一转筒丝杠转动带动所述第一套筒沿所述第一转筒丝杠的轴向移动，所述花键轴转动带动所述第二转动丝杠转动、并带动所述第二套筒沿所述第二转动丝杠的轴向移动，使得所述伸缩平台伸出或者回缩。2.根据权利要求1所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述第一套筒及第一转筒丝杠之间、或/和所述第二套筒及第二转筒丝杠之间通过滚珠丝杠结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接。3.根据权利要求1所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述第一转筒丝杠和第二转筒丝杠之间通过滚珠花键结构的滚动摩擦螺旋传动形式连接；所述花键轴远离所述第一转筒丝杠的一端与所述第二转筒丝杠固定连接。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述第二转筒丝靠近所述第一转筒丝杠的一端开设有容纳所述第一螺纹段的容纳空间；所述第二套筒内开设有容纳所述第二螺纹段的容纳空间；所述第一螺纹段的螺距与所述第二螺纹段的螺距相关。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述伸缩平台包括导向立板，伸缩导条和伸缩导板，所述导向立板设置在所述置物层上，所述伸缩导条能够沿所述导向立板的长度方向移动的与所述导向立板相连接、且所述伸缩导条与所述第一套筒固定连接，所述伸缩导板能够沿所述伸缩导条的长度方向移动的与所述伸缩导条相连接、且所述伸缩导条与所述第一套筒固定连接。6.根据权利要求5所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述导向立板沿自
身长度方向的两侧壁上均对称地设有一排第一导向轴承，所述伸缩导条连接所述导向立板的端面沿自身长度方向开设有第一宽直槽，所述第一宽直槽的两侧内壁上均对称地开设有第一导槽，所述伸缩导条通过所述第一导槽和第一导向轴承能够移动的与所述导向立板相连接；所述伸缩导条相对所述第一宽直槽的两侧壁上均对称地开设有第二导槽，所述伸缩导板连接所述伸缩导条的端面沿自身长度方向开设有第二宽直槽，所述第二宽直槽的两侧内壁上均对称地设有一排第二导向轴承，所述伸缩导板通过所述第二导槽和第二导向轴承能够移动的与所述伸缩导条相连接。7.根据权利要求6所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述伸缩部件仅设置有一个、所述伸缩平台设有两个，两个所述伸缩平台分别设置在所述伸缩部件两侧；或者所述伸缩平台和伸缩部件均仅设置有一个；或者所述伸缩部件和伸缩平台均设有两个。8.根据权利要求7所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：当所述伸缩部件仅设置有一个、所述伸缩平台设有两个时，两个所述伸缩平台的伸缩导板通过一连接导板相连接。9.根据权利要求1所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述置物架能够转动的与所述移动底座相连接。10.根据权利要求1所述的订单周转箱分拣移动机器人，其特征在于：所述移动底座上还设置有操作机器人，所述操作机器人包括库架和机械臂，所述库架上设有不同种类的末端执行器，所述机械臂上设置有快换装置，所述快换装置能够从所述库架上更换不同种类的末端执行器。

技术总结
本发明涉及一种订单周转箱分拣移动机器人，包括移动底座、置物架、伸缩平台和伸缩部件，伸缩部件包括壳体驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、第一转筒丝杠、第一套筒、第二转筒丝杠、花键轴和第二套筒。第一齿轮和第二齿轮啮合将驱动电机的动力传递至第一转筒丝杠，带动第一转筒丝杠和花键轴转动；第一转筒丝杠转动带动第一套筒沿轴向移动，花键轴带动第二转动丝杠转动、带动第二套筒沿轴向移动，使伸缩平台伸缩。嵌套结构产生驱动行程叠加作用，形成二级增程伸缩结构，便于使用、工作行程长；伸缩平台为伸缩部件提供直线导向作用；空间利用率高；中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴、确保伸缩平台承载不同重量的货品，抗弯性能好。能好。能好。


技术研发人员：周浪 章军 刘禹 吕兵
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/7/20