移动机器人的制作方法

1.本发明涉及自动导引运输车技术领域，尤其涉及一种移动机器人。


背景技术：

2.目前，电子行业发展迅速，制作车间生产节奏快，使得车间物流配送正朝向车间智能化信息化趋势发展。
3.然而，在现有的装配车间中，电子器件等物料的配送仍然依靠着人力推动小推车进行配送，并靠人力将物料抬到工位上，物料配送效率较低，也产生了较大的人力浪费。因此，亟需设计一种移动机器人以提高物料配送的效率并节省人力成本。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种移动机器人，旨在提高物料配送的效率并节省人力成本。
5.为实现上述目的，本发明提出一种移动机器人，包括：
6.机器人主体；以及
7.举升机构，设置于所述机器人主体上，所述举升机构包括驱动组件、齿轮组件及举升平台，所述驱动组件的驱动端与所述齿轮组件的输入端连接，所述齿轮组件的输出端与所述举升平台连接；
8.所述举升平台，用于在所述驱动组件的驱动下沿所述机器人主体的高度方向移动以托举其上物料托盘。
9.可选地，所述驱动组件通过固定板固定于底板上，所述底板通过直线轴承设置于导向轴上并固定于所述机器人主体上，所述导向轴的上端固定所述举升平台，所述齿轮组件设于所述底板上并通过浮动接头与所述举升平台连接，所述举升平台上设有多个支撑台柱，至少其中一所述支撑台柱上设有用于与所述物料托盘的定位槽进行对接的定位销；每一所述导向轴靠近所述举升平台的一端上均套设有支座及设于所述支座下侧的连接杆，相邻的两所述导向轴均通过所述连接杆连接。
10.可选地，所述齿轮组件包括齿轮及齿条，所述齿轮与所述驱动组件的输出端连接，所述齿条与所述齿轮啮合并与所述浮动接头连接。
11.可选地，所述连接杆的底部设有接近开关及缓冲块，所述接近开关用于检测所述举升平台相对所述底板的位置，所述缓冲块用于缓冲所述举升平台受到的碰撞冲击力；所述导向轴的下端设有检测板，所述检测板用于检测所述底板相对所述导向轴下端的位置。
12.可选地，所述驱动组件包括举升电机及与所述举升电机连接的减速器，所述减速器与所述齿轮连接。
13.可选地，所述移动机器人还包括行走机构，所述行走机构设于所述机器人主体的底部后侧，所述行走机构包括行走电机、安装板和减速机轮，所述行走电机固定于所述机器人主体内并与所述减速机轮驱动连接，所述减速机轮通过所述安装板安装于所述机器人主
体的底部。
14.可选地，所述行走机构还包括万向轮摆动桥，所述万向轮摆动桥设于所述机器人主体的底部前侧，以用于使所述减速机轮维持稳定的对地压力来平稳地驱动所述机器人主体移动。
15.可选地，所述万向轮摆动桥包括固定支架、拉簧、轴座、万向轮以及带座轴承，所述固定支架固定于所述机器人主体的底部，所述固定支架的中部凹设有安装部，所述带座轴承设于所述安装部并与传动轴连接，所述轴座设于所述带座轴承上并固定于所述机器人主体的底部，且所述轴座的两端分别与所述安装部的侧壁通过拉簧连接。
16.可选地，所述移动机器人还包括控制单元及分别与所述控制单元信号连接的走形传感器、极性传感器、rfid传感器，所述走形传感器、所述极性传感器和所述rfid传感器分别安装于所述机器人主体的底部；
17.所述走形传感器和所述极性传感器，用于导航并输出导航信号至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述导航信号控制所述行走机构工作，以使所述移动机器人按照目标路线行走；
18.所述rfid传感器，用于记录站点位置信息并输出位置信号至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述位置信号控制所述行走机构工作。
19.可选地，所述机器人主体上还设有三色灯带、警示灯、安全触边以及障碍物传感器，所述三色灯带和所述警示灯用于远处警示，所述安全触边用于接触式安全避障，所述障碍物传感器用于非接触式安全避障。
20.在本发明的技术方案中，该移动机器人包括机器人主体及举升机构；举升机构设置于机器人主体上，举升机构包括驱动组件、齿轮组件及举升平台，驱动组件的驱动端与齿轮组件的输入端连接，齿轮组件的输出端与举升平台连接；举升平台，用于在驱动组件的驱动下沿机器人主体的高度方向移动以托举其上物料托盘。
21.可以理解的是，在生产制造过程中，移动机器人可通过举升平台载着一定数量的物料托盘，将其移动至目标工位处，然后控制举升平台将物料托盘举升至合适的高度，以便操作员拾取物料托盘，并在物料托盘取完后，再移动至取料位置，如此循环，从而极大地提高了物料配送的效率，并节省了人力成本。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
23.图1为本发明移动机器人一实施例的结构示意图；
24.图2为本发明移动机器人一实施例的后视图；
25.图3为本发明移动机器人一实施例的仰视图；
26.图4为本发明移动机器人一实施例中举升机构的结构示意图；
27.图5为本发明移动机器人一实施例中举升机构的侧视图；
28.图6为本发明移动机器人一实施例中行走机构的结构示意图；
29.图7为本发明移动机器人一实施例中万向轮摆动桥的结构示意图。
30.附图标号说明：
31.10、机器人主体；20、举升机构；21、驱动组件；22、齿轮组件；23、举升平台；201、固定板；202、底板；203、直线轴承；204、导向轴；205、浮动接头；206、支撑台柱；2061、定位销；207、支座；208、连接杆；221、齿轮；222、齿条；209、接近开关；210、缓冲块；211、检测板；213、举升电机；214、减速器；30、行走机构；31、行走电机；32、安装板；33、减速机轮；34、万向轮摆动桥；341、固定支架；342、拉簧；343、轴座；344、万向轮；345、带座轴承；110、控制单元；101、走形传感器；102、极性传感器；103、rfid传感器；104、三色灯带；105、警示灯；106、安全触边；107、障碍物传感器；108、操作面板；109、急停按钮；40、电池；41、侧充电刷。
32.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
36.本发明提出一种背负式紧凑型移动机器人，特别是自动导引运输车(automated guided vehicle，agv)或有轨制导车辆(rail guided vehicle，rgv)，此处不限。
37.参照图1至图5，在本发明一实施例中，该移动机器人包括机器人主体10及举升机构20；举升机构20设置于机器人主体10上，举升机构20包括驱动组件21、齿轮组件22及举升平台23，驱动组件21的驱动端与齿轮组件22的输入端连接，齿轮组件22的输出端与举升平台23连接；举升平台23，用于在驱动组件21的驱动下沿机器人主体10的高度方向移动以托举其上物料托盘。
38.本实施例中，机器人主体10可采用后轮驱动或前轮驱动结构，此处不限。
39.驱动组件21可采用电机、气缸或油缸等作为驱动部件，齿轮组件22可包括至少一个齿轮221或齿条222等，此处不限。
40.可以理解的是，在生产制造过程中，移动机器人可通过举升平台23载着一定数量的物料托盘，将其移动至目标工位处，然后控制举升平台23将物料托盘举升至合适的高度，以便操作员拾取物料托盘，并在物料托盘取完后，再移动至取料位置，如此循环，从而极大
地提高了物料配送的效率，并节省了人力成本。
41.为提升组装的便利性，并实现举升平台23的升降运动，主要参照图4及图5，在一实施例中，驱动组件21可通过固定板201固定于底板202上，底板202通过直线轴承203套设于导向轴204上并固定于机器人主体10上，导向轴204的上端固定举升平台23，齿轮组件22设于底板202上并通过浮动接头205与举升平台23连接，举升平台23上设有多个支撑台柱206，至少其中一支撑台柱206上设有用于与物料托盘的定位槽进行对接的定位销2061；每一导向轴204靠近举升平台23的一端上均套设有支座207及设于支座207下侧的连接杆208，相邻的两导向轴204均通过连接杆208连接。
42.其中，支座207可为开孔法兰型导向轴支座，此处不限。
43.本实施例中，齿轮组件22可包括齿轮221及齿条222，齿轮221与驱动组件21的输出端连接，齿条222与齿轮221啮合并与浮动接头205连接。
44.本发明采用齿轮221与齿条222机构作为举升平台23的传动机构，结构相对简单，运行可靠，与市场上的升降机构相比，成本较低。
45.本实施例中，驱动组件21可包括举升电机213及与举升电机213连接的减速器214，减速器214与齿轮221连接。
46.本发明移动机器人的举升机构20采用齿轮221、齿条222及四个导向轴204结构实现了举升功能，驱动件可采用具有抱闸功能的举升电机213，以使举升平台23可在任意位置停下，举升电机213可配备减速比为100的减速机，以使得电机扭矩放大100倍，进而使得该举升机构20具有较大的举升力，以便承载较重的货物。
47.如图1及图4所示，本实施例中，举升机构20的举升平台23设计了两个定位销2061，一大一小，配合车间物料配送的托盘使用，可区分正反，并且定位销2061具有一定的锥度，可以弥补移动机器人与物料托盘对接时的误差，同时还可以起到将物料托盘与举升平台23固定的作用。
48.为提升举升平台23运行的稳定性，避免零部件发生碰撞，延长使用寿命，参照图4及图5，在一实施例中，连接杆208的底部可设有接近开关209及缓冲块210，接近开关209用于检测举升平台23相对底板202的位置，缓冲块210用于缓冲举升平台23受到的碰撞冲击力；导向轴204的下端设有检测板211，检测板211用于检测底板202相对导向轴204下端的位置。
49.其中，缓冲块210可采用聚氨酯等软胶材质，此处不限。接近开关209的数量可为两个，两接近开关209可分别设于连接杆208的底部和靠近导向轴204下端的位置。
50.本发明移动机器人的举升机构20设计了两接近开关209作为机构的上下电气限位，同时在下限位的位置安装了缓冲块210作为机械下限位，可以启动缓冲作用，并在导向轴204末端设置检测板211作为上机械限位。
51.请参照图3、图6和图7，在一实施例中，该移动机器人还可包括行走机构30，行走机构30为两组相对设置的驱动单元，两组驱动单元设于机器人主体10的底部后侧，每一驱动单元均包括行走电机31、安装板32和减速机轮33，行走电机31固定于机器人主体10内并与减速机轮33驱动连接，减速机轮33通过安装板32安装于机器人主体10的底部。
52.本发明移动机器人的驱动单元采用减速机与橡胶轮合为一体的结构，这种减速机轮33的体积较小，安装更方便，成本更低。
53.为提升移动机器人行走的平稳性，避免物料托盘和电子器件等物料在配送过程中被颠落，主要参照图3和图7，在一实施例中，行走机构30还可包括万向轮摆动桥34，万向轮摆动桥34设于机器人主体10的底部前侧，以用于使减速机轮33维持稳定的对地压力来平稳地驱动机器人主体10移动。
54.本实施例中，万向轮摆动桥34可包括固定支架341、拉簧342、轴座343、万向轮344以及带座轴承345，固定支架341固定于机器人主体10的底部，固定支架341的中部凹设有安装部，带座轴承345设于安装部并与传动轴连接，轴座343设于带座轴承345上并固定于机器人主体10的底部，且轴座343的两端分别与安装部的侧壁通过拉簧342连接。
55.本发明移动机器人的轮系通过采用两个固定的驱动单元及万向轮摆动桥34结构实现了运行过程四轮同时着地，使得运行过程中驱动轮一直具有稳定的对地压力来驱动移动机器人行走，同时该移动机器人通过两相互独立的驱动单元差速的方式可以实现灵活的前进后退和转弯运动。其中，万向轮摆动桥34加装拉簧342，可以有效吸收该移动机器人在行走过程的噪音、冲击、震动，也使得该移动机器人的车体具有抵抗一定程度偏载的能力。
56.与传统的移动机器人相比，本发明移动机器人的驱动轮系结构简单，尺寸较小、运行灵活。另外，该移动机器人整体尺寸较小，结构简单能适用于轻型电子产品类的物流高效配送。
57.为提升该移动机器人的自动化程度，以进一步地提高物料配送的效率，实现物料的自动化配送，参照图1至图3，在一实施例中，该移动机器人还可包括控制单元110及分别与控制单元110信号连接的走形传感器101、极性传感器102、rfid传感器103，走形传感器101、极性传感器102和rfid传感器103分别安装于机器人主体10的底部；走形传感器101和极性传感器102，用于导航并输出导航信号至控制单元110；控制单元110，用于根据导航信号控制行走机构30工作，以使移动机器人按照目标路线行走；rfid传感器103，用于记录站点位置信息并输出位置信号至控制单元110；控制单元110，用于根据位置信号控制行走机构30工作。
58.本实施例中，控制单元110可采用单片机、dsp及fpga等器件，此处不限。
59.本发明移动机器人的车底配有走形传感器101、极性传感器102和rfid传感器103，其中走形传感器101、极性传感器102用于导航，使得移动机器人能够按照特定路线行走，rfid传感器103用于记录站点位置信息。
60.为提高该移动机器人的使用安全性，参照图1，在一实施例中，机器人主体10上还可设有三色灯带104、警示灯105、安全触边106以及障碍物传感器107，三色灯带104和警示灯105用于远处警示，安全触边106用于接触式安全避障，障碍物传感器107用于非接触式安全避障。
61.进一步地，参照图1，该机器人主体10上还可设置于控制单元110电连接的急停按钮109，以提升安全性。
62.本发明移动机器人的三色灯带104和警示灯105具有远处警示功能，安全触边106为接触式安全避障，障碍物传感器107则作为移动机器人的非接触式安全避障，有效避免了移动机器人存在撞人的风险。
63.更进一步地，参照图1及图2，该移动机器人还可设置电池40及与电池40电连接的侧充电刷41，以构成配电系统，从而实现自动充电，进一步地提升生产效率。其中，电池40可
设置于机器人主体10内部，侧充电刷41可设置在机器人主体10的背面上，以便进行侧充式充电。
64.此外，参照图1，该移动机器人还可设计个性化的操作面板108和导航控制系统，可以实现手动和自动控制。在实际应用时，可将该移动机器人自动运行模式配置为：先潜入到车间的料架下面，再控制举升机构20将物料托盘举起，然后运送到指定工位，再返回至料架下面，如此循环。可以理解，整个过程为移动机器人自动搬运过程，极大地提高了生产效率，并节省了人力成本。
65.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种移动机器人，其特征在于，包括：机器人主体；以及举升机构，设置于所述机器人主体上，所述举升机构包括驱动组件、齿轮组件及举升平台，所述驱动组件的驱动端与所述齿轮组件的输入端连接，所述齿轮组件的输出端与所述举升平台连接；所述举升平台，用于在所述驱动组件的驱动下沿所述机器人主体的高度方向移动以托举其上物料托盘。2.如权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述驱动组件通过固定板固定于底板上，所述底板通过直线轴承设置于导向轴上并固定于所述机器人主体上，所述导向轴的上端固定所述举升平台，所述齿轮组件设于所述底板上并通过浮动接头与所述举升平台连接，所述举升平台上设有多个支撑台柱，至少其中一所述支撑台柱上设有用于与所述物料托盘的定位槽进行对接的定位销；每一所述导向轴靠近所述举升平台的一端上均套设有支座及设于所述支座下侧的连接杆，相邻的两所述导向轴均通过所述连接杆连接。3.如权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述齿轮组件包括齿轮及齿条，所述齿轮与所述驱动组件的输出端连接，所述齿条与所述齿轮啮合并与所述浮动接头连接。4.如权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，所述连接杆的底部设有接近开关及缓冲块，所述接近开关用于检测所述举升平台相对所述底板的位置，所述缓冲块用于缓冲所述举升平台受到的碰撞冲击力；所述导向轴的下端设有检测板，所述检测板用于检测所述底板相对所述导向轴下端的位置。5.如权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，所述驱动组件包括举升电机及与所述举升电机连接的减速器，所述减速器与所述齿轮连接。6.如权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人还包括行走机构，所述行走机构设于所述机器人主体的底部后侧，所述行走机构包括行走电机、安装板和减速机轮，所述行走电机固定于所述机器人主体内并与所述减速机轮驱动连接，所述减速机轮通过所述安装板安装于所述机器人主体的底部。7.如权利要求6所述的移动机器人，其特征在于，所述行走机构还包括万向轮摆动桥，所述万向轮摆动桥设于所述机器人主体的底部前侧，以用于使所述减速机轮维持稳定的对地压力来平稳地驱动所述机器人主体移动。8.如权利要求7所述的移动机器人，其特征在于，所述万向轮摆动桥包括固定支架、拉簧、轴座、万向轮以及带座轴承，所述固定支架固定于所述机器人主体的底部，所述固定支架的中部凹设有安装部，所述带座轴承设于所述安装部并与传动轴连接，所述轴座设于所述带座轴承上并固定于所述机器人主体的底部，且所述轴座的两端分别与所述安装部的侧壁通过拉簧连接。9.如权利要求6所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人还包括控制单元及分别与所述控制单元信号连接的走形传感器、极性传感器、rfid传感器，所述走形传感器、所述极性传感器和所述rfid传感器分别安装于所述机器人主体的底部；所述走形传感器和所述极性传感器，用于导航并输出导航信号至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述导航信号控制所述行走机构工作，以使所述移动机器人按照目标路线行走；
所述rfid传感器，用于记录站点位置信息并输出位置信号至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述位置信号控制所述行走机构工作。10.如权利要求9所述的移动机器人，其特征在于，所述机器人主体上还设有三色灯带、警示灯、安全触边以及障碍物传感器，所述三色灯带和所述警示灯用于远处警示，所述安全触边用于接触式安全避障，所述障碍物传感器用于非接触式安全避障。

技术总结
本发明公开了一种移动机器人，其涉及自动导引运输车技术领域。该移动机器人包括机器人主体及举升机构；举升机构设置于机器人主体上，举升机构包括驱动组件、齿轮组件及举升平台，驱动组件的驱动端与齿轮组件的输入端连接，齿轮组件的输出端与举升平台连接；举升平台，用于在驱动组件的驱动下沿机器人主体的高度方向移动以托举其上物料托盘。本发明提供了一种背负式紧凑型移动机器人，实现了电子元器件物料的智能化配送，大幅提高了生产效率。此外，该移动机器人运行噪音小，具有抗冲击和震动能力，能够抵抗一定程度的偏载，安全可靠，成本相对较低，且体积较小。且体积较小。且体积较小。


技术研发人员：孙成也 金晓孟
受保护的技术使用者：华晓精密工业（苏州）有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/13