本實用新型涉及自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于較小空間內(nèi)的運送小尺寸貨物的智能三軸機器人。

背景技術(shù)：

工廠自動化中，通常采用自動牽引小車來運送貨物，其裝備有電磁或光學導(dǎo)引裝置，可以沿規(guī)定的導(dǎo)引路線行駛并以背駝或拖拉的方式運輸貨物。但是，現(xiàn)有的牽引小車在使用過程中存在以下缺點：1、只能存取高度與其高度相仿的貨物，對存取位置較高的貨物無能為力；2、定位精度通常在10mm左右，難以實現(xiàn)更加精確的定位；3、移動速度都在每分鐘30-45米左右，運輸效率低；4、功能單一，只能完成單一運輸工作，本身不具有對存取貨物進行管理和識別的功能；5、只能在單獨的調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)工作，不具備與其它無人設(shè)備或系統(tǒng)對接的功能；6、調(diào)度平臺功能單一，只能協(xié)調(diào)簡單的取放和避讓，與上下游系統(tǒng)不能有機對接，從而使其效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種智能三軸機器人，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，占用空間小，存取效率高，可以精確定位，一對一自動運送貨物，移動速度高，存取效率高，并可對貨物進行管理與識別，且與其它設(shè)備實現(xiàn)有機對接。

為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型的智能三軸機器人包括：可自行走的運動模塊，根據(jù)外部指令自動行走，具有用于根據(jù)外部指令移動至貨位以便存取貨位內(nèi)的貨物的貨叉機構(gòu)；設(shè)置在運動模塊上的用于讀寫貨叉機構(gòu)所需存取的貨物的唯一碼的RFID讀寫模塊；設(shè)置在運動模塊上的用于對運動模塊的移動進行引導(dǎo)與定位的導(dǎo)引定位模塊；其中，運動模塊在導(dǎo)引定位模塊的導(dǎo)引下自動行走至指定地點后，貨叉機構(gòu)根據(jù)所述RFID讀寫模塊讀取到的其所需存取的貨 物的唯一碼運動至貨物所在貨位，以便對貨物進行存取操作。

進一步的，還包括：將所述運動模塊、RFID讀寫模塊、導(dǎo)引定位模塊和外部的信息中心連接的通訊模塊，以便將來自于信息中心的指令傳送給所述運動模塊、RFID讀寫模塊和導(dǎo)引定位模塊。

進一步的，還包括：設(shè)置在所述運動模塊上且與其連接的用于為其提供能源的供電模塊；設(shè)置在所述運動模塊上且與供電模塊連接的自動充電模塊。

其中，所述運動模塊包括：可水平行走的平移機構(gòu)；并列安置于平移機構(gòu)兩側(cè)的沿豎直方向伸縮運動的一對折疊支撐機構(gòu)；其中，所述貨叉機構(gòu)與一對折疊支撐機構(gòu)分別連接，且可相對平移機構(gòu)沿三維方向運動以便存取貨物。

其中，所述折疊支撐機構(gòu)包括：固定安裝于平移機構(gòu)的行走機架一側(cè)的框體；具有與框體滑動連接的第一滑塊的第一升降機構(gòu)；與第一升降機構(gòu)的第二滑塊固定連接的固定臂；具有與固定臂滑動連接的第三滑塊的第二升降機構(gòu)；其中，所述貨叉機構(gòu)與所述第二升降機構(gòu)的第四滑塊固定連接。

其中，所述第一升降機構(gòu)包括：第一支撐框；上下平行安裝于第一支撐框上的一對第一齒輪；與一對第一齒輪分別嚙合連接的第一同步帶；安裝于第一支撐框頂部且驅(qū)動一對第一齒輪旋轉(zhuǎn)的第一電機；其中，所述第一滑塊固定安裝于所述第一同步帶的靠近所述框體一側(cè)的部分上，所述第二滑塊固定安裝于所述第一同步帶的靠近所述固定臂一側(cè)的部分上。

其中，所述框體的面對所述第一升降機構(gòu)的部分設(shè)置沿其高度延伸的框體導(dǎo)軌，所述第一滑塊沿框體導(dǎo)軌上下移動；所述第二滑塊與所述固定臂的下端固定連接。

其中，所述第二升降機構(gòu)包括：第二支撐框；上下平行安裝于第二支撐框上的一對第二齒輪；與一對第二齒輪分別嚙合連接的第二同步帶；安裝于第一支撐框頂部且驅(qū)動一對第二齒輪旋轉(zhuǎn)的第二電機；其中，所述第三滑塊固定安裝于所述第二同步帶的靠近所述固定臂一側(cè)的部分上，所述第四滑塊固定安裝于所述同步帶的靠近所述貨叉機構(gòu)一側(cè)的部分上。

其中，所述固定臂上設(shè)置沿其高度方向延伸的固定臂導(dǎo)軌，所述第三滑塊沿固定臂導(dǎo)軌上下移動；所述貨叉機構(gòu)與所述第四滑塊固定連接。

其中，所述貨叉機構(gòu)包括：其兩端分別與所述一對折疊支撐機構(gòu)分別連接的 水平臺；安置于水平臺上且沿水平臺的橫向移動的運送平臺；設(shè)置于運送平臺上且具有沿運送平臺的縱向移動的貨叉架的運送結(jié)構(gòu)；其中，所述貨叉架沿縱向移動以便對準貨位并對貨位上的貨物進行存取操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的智能三軸機器人具有如下優(yōu)點：

1)本實用新型的智能三軸機器人，結(jié)構(gòu)簡單，具有用于存取貨物的貨叉機構(gòu)，且貨叉機構(gòu)通過沿豎直方向伸縮運動的一對折疊支撐機構(gòu)支撐，從而占用空間小，便于存儲，而通過貨物的唯一碼可以對貨物進行一對一的精確、高效的存取操作，實現(xiàn)貨物的精細化管理；

2)本實用新型的智能三軸機器人，運動模塊可以根據(jù)導(dǎo)引定位模塊的導(dǎo)引自動行走至指定地點，然后貨叉機構(gòu)根據(jù)貨物的唯一碼沿三維方向運動至貨物所在貨位處，并對貨物進行存取操作，從而定位精確，可以參與對貨物的管理與識別，智能化程度高，運送效率高；

3)本實用新型的智能三軸機器人，其折疊支撐機構(gòu)采用同步帶傳送，可以實現(xiàn)同步雙倍升降運動，從而運送速度高、效率高，且采用同步帶傳送，傳送平穩(wěn)、準確，使貨物存取更加高效合理；

4)本實用新型的貨叉機構(gòu)，其傳動裝置采用雙齒輪齒條傳動，使得傳動裝置的電機工作時，可以使貨叉架相對底座沿縱向產(chǎn)生雙倍距離的移動，傳動更加平穩(wěn)、可靠，而采用的定位銷又可以對貨物進行精確定位。

下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的智能三軸機器人的透視圖；

圖2為本實用新型的智能三軸機器中的貨叉機構(gòu)處于低位時的結(jié)構(gòu)示意圖(拆除外罩后)；

圖3為本實用新型的智能三軸機器中的貨叉機構(gòu)處于高位時的結(jié)構(gòu)示意圖(拆除外罩后)；

圖4為本實用新型的第一升降機構(gòu)與固定臂和框架連接部分的局部示意圖；

圖5為本實用新型的貨叉機構(gòu)與第二升降機構(gòu)連接部分的局部示意圖；

圖6是本實用新型的貨叉機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，分別為本實用新型的智能三軸機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，本實用新型的智能三軸機器人包括：可自行走的運動模塊，根據(jù)外部指令自動行走，具有用于根據(jù)外部指令移動至貨位以便存取貨位內(nèi)的貨物的貨叉機構(gòu)15；設(shè)置在運動模塊上的用于讀寫貨叉機構(gòu)15所需存取的貨物的唯一碼的RFID讀寫模塊；設(shè)置在運動模塊上的用于對運動模塊的移動進行引導(dǎo)與定位的導(dǎo)引定位模塊；其中，運動模塊在導(dǎo)引定位模塊的導(dǎo)引下自動行走至指定地點后，貨叉機構(gòu)15根據(jù)RFID讀寫模塊讀取到的其所需存取的貨物的唯一碼運動至貨物所在貨位，以便對貨物進行存取操作。優(yōu)選的，導(dǎo)引定位模塊采用激光導(dǎo)引定位裝置，其可以采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)。此外，還包括：將運動模塊、RFID讀寫模塊、導(dǎo)引定位模塊和外部的信息中心連接的通訊模塊，以便將來自于信息中心的指令傳送給運動模塊、RFID讀寫模塊和導(dǎo)引定位模塊，優(yōu)選的，該通訊模塊采用無線通訊方式；以及設(shè)置在運動模塊上且與其連接的用于為其提供能源的供電模塊，該供電模塊采用蓄電池2；設(shè)置在運動模塊上且與供電模塊連接的自動充電模塊。

具體的，本實用新型的智能三軸機器人中，以無線通訊的方式從信息中心獲得有關(guān)待存取操作貨物所在貨位的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過大規(guī)模運算，將貨位解析為立體空間上的三維坐標，運動模塊在激光導(dǎo)引定位裝置的導(dǎo)引下，沿指示路徑精確到達指定地點。運動模塊移動時，是以舵輪驅(qū)動的方式，運動平穩(wěn)快速，水平移動速度至少在每分鐘60米。當運動模塊運動至指定位置時，其貨叉機構(gòu)15對貨位上的貨物進行存取操作。

具體的，如圖2、圖3所示，本實用新型的運動模塊包括：可水平行走的平移機構(gòu)，具有行走機架1和安裝于行走機架下方的多個行走輪；并列安置于平移機構(gòu)的行走機架1兩側(cè)的且可沿豎直方向伸縮運動的一對折疊支撐機構(gòu)；其中，貨叉機構(gòu)15與一對折疊支撐機構(gòu)分別連接，且可相對平移機構(gòu)的行走機架沿三維方向運動以便存取相應(yīng)貨位上的貨物。

其中，本實用新型的折疊支撐機構(gòu)包括：固定安裝于平移機構(gòu)的行走機架1一側(cè)的框體2；具有與框體2滑動連接的第一滑塊5的第一升降機構(gòu)；與第一升 降機構(gòu)的第二滑塊7固定連接的固定臂9；具有與固定臂9滑動連接的第三滑塊10的第二升降機構(gòu)；其中，貨叉機構(gòu)15與第二升降機構(gòu)的第四滑塊13固定連接。

其中，如圖4所示，本實用新型的第一升降機構(gòu)包括：第一支撐框4；上下平行安裝于第一支撐框4上的一對第一齒輪；與一對第一齒輪分別嚙合連接的第一同步帶6；安裝于第一支撐框4頂部且驅(qū)動一對第一齒輪旋轉(zhuǎn)的第一電機8；其中，第一滑塊5固定安裝于第一同步帶6的靠近框體3一側(cè)的部分上，第二滑塊7固定安裝于第一同步帶6的靠近固定臂9一側(cè)的部分上。

其中，框體3的面對第一升降機構(gòu)的部分設(shè)置有沿其高度方向延伸的框體導(dǎo)軌，第一滑塊5沿框體導(dǎo)軌上下移動；第二滑塊7與固定臂9的下端固定連接。

當?shù)谝簧禉C構(gòu)處于初始狀態(tài)時，第一滑塊5位于第一同步帶6一側(cè)的上端，而第二滑塊7位于第一同步帶6另一側(cè)的下端。當?shù)谝浑姍C8工作時、驅(qū)動一對第一齒輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，第一同步帶6在與其嚙合連接的一對第一齒輪的作用下也相應(yīng)運動，運動時，帶動第二滑塊7豎直朝上移動、帶動第一滑塊5豎直朝下移動，即，使第一滑塊5沿著框體3上設(shè)置的框體導(dǎo)軌朝下移動，而由于固定臂9與第二滑動7固定連接，因此，固定臂9在第二滑塊7的帶動下朝上移動，從而使與固定臂9連接的第二升降機構(gòu)也朝上移動，進而使貨叉機構(gòu)15相應(yīng)的朝上移動。

其中，如圖5所示，本實用新型的第二升降機構(gòu)包括：第二支撐框11；上下平行安裝于第二支撐框11上的一對第二齒輪；與一對第二齒輪分別嚙合連接的第二同步帶12；安裝于第一支撐框11頂部且驅(qū)動一對第二齒輪旋轉(zhuǎn)的第二電機14；其中，第三滑塊10固定安裝于第二同步帶12的靠近固定臂9一側(cè)的部分上，第四滑塊13固定安裝于第二同步帶12的靠近貨叉機構(gòu)15一側(cè)的部分上。

其中，固定臂9上設(shè)置沿其高度方向延伸的固定臂導(dǎo)軌，第三滑塊10沿固定臂導(dǎo)軌上下移動；貨叉機構(gòu)15與第四滑塊13通過可拆卸的方式固定連接為一體。

當?shù)诙禉C構(gòu)處于初始狀態(tài)時，第三滑塊10位于第二同步帶12一側(cè)的上端，而第四滑塊13位于第二同步帶12另一側(cè)的下端。當?shù)诙姍C14工作、驅(qū)動一對第二齒輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，第二同步帶12在與其嚙合連接的一對第 二齒輪的作用下也相應(yīng)運動，運動時，帶動第四滑塊13豎直朝上移動、帶動第三滑塊10豎直朝下移動，即，使第三滑塊10沿著固定臂9上設(shè)置的固定臂導(dǎo)軌朝下移動，而由于貨叉機構(gòu)15與第四滑動13固定連接，因此，貨叉機構(gòu)15在第四滑動13的帶動下朝上移動。

其中，如圖5所示，本實用新型的貨叉機構(gòu)15包括：其兩端分別與一對折疊支撐機構(gòu)連接的水平臺1514，即，水平臺1514的兩端分別與一對第二升降機構(gòu)的第二同步帶上的第四滑塊13通過可拆卸的方式固定連接為一體；安置于水平臺1514上且沿水平臺的橫向移動的運送平臺1512；設(shè)置于運送平臺1512上且具有沿運送平臺的縱向移動的貨叉架的運送結(jié)構(gòu)1507；其中，貨叉架沿縱向移動以便對準貨位并對貨位上的貨物進行存取操作。

其中，本實用新型的貨叉機構(gòu)15可以采用如圖6所示的能夠?qū)崿F(xiàn)三維方向運動的貨叉機構(gòu)的結(jié)構(gòu)(圖6所示為拆除運送機構(gòu)的罩子的貨叉機構(gòu)15的示意圖)。

其中，水平臺16在第二升降機構(gòu)的作用下沿豎直方向相對行走機架1向上或向下移動，以便將貨叉架1506運送至貨位所在的高度；而運送平臺1512在橫向驅(qū)動機構(gòu)1500的驅(qū)動下相對行走機架1沿水平臺1514的橫向移動，以便將貨叉架1506運送至上述高度處的貨位所在的橫向位置處；貨叉架1506沿水平面的縱向往復(fù)移動并對準處于上述橫向位置處的貨位，以便貨叉對貨位上的貨物進行存取操作。而貨叉架可用于與其對準的貨位上的貨盒相配合，以便對貨盒或貨盒內(nèi)存放的貨物進行取操作、以及將貨盒或貨盒內(nèi)的貨物運送至所需貨位處，其中，該貨盒可以采用現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)貨盒。

具體的，如圖6所示，本實用新型的運送機構(gòu)1507除了貨叉架之外，還包括：安裝于運送平臺1512上的底座1510；安置在底座1510與貨叉架1506之間且與底座1510與貨叉架1506分別連接的傳動裝置；其中，傳動裝置用于帶動貨叉架1506相對底座1510沿縱向往復(fù)移動。

其中，如圖2所示，傳動裝置包括：電機1503及安裝于電機1510輸出軸上的齒輪1509；安裝于貨叉架1506上的第一齒條1508；安裝于底座1510上的第二齒條1511；其中，第一齒條1508與第二齒條1511上下平行相對且分別與齒輪1509同時嚙合連接。

進一步的，運送機構(gòu)1507還包括：用于引導(dǎo)傳動裝置相對底座1510的運動方向的第一導(dǎo)向裝置和用于引導(dǎo)貨叉架1506相對傳動裝置的運動方向的第二導(dǎo)向裝置。

其中，電機1503外罩設(shè)有與其固定連接的電機架1504，而第一導(dǎo)向裝置包括設(shè)置于底座1510上的第一導(dǎo)軌1513和設(shè)置于電機架1504底部的的第一導(dǎo)軌槽1501；第二導(dǎo)向裝置包括設(shè)置于貨叉架1506底部的第二導(dǎo)軌1505和設(shè)置于電機架1504頂部的用于與第二導(dǎo)軌1505滑動配合的第二導(dǎo)軌槽。其中，第一導(dǎo)軌1513與第一導(dǎo)軌槽1501滑動配合，第二導(dǎo)軌1505與第二導(dǎo)軌槽滑動配合，并且，第一導(dǎo)軌1513和第二導(dǎo)軌1505分別沿上述的縱向延伸，第一齒條1508和第二齒條1511也沿上述的縱向延伸。

下面結(jié)合圖6，描述傳動裝置工作時，貨叉架的移動過程。

當電機啟動時，帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)，使得安裝于輸出軸上的齒輪也隨之旋轉(zhuǎn)；在齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)(如電機正轉(zhuǎn))時，由于齒輪與第二齒條的嚙合作用，使得整個傳動裝置、貨叉架一起相對于底座沿縱向向前運動，在齒輪與第二齒條嚙合作用的同時，齒輪與第一齒條也相互嚙合作用，于是貨叉架相對于底座也向前運動，即整個傳動裝置在第二導(dǎo)軌上向前移動一定行程時，貨叉架相對于底座向前移動雙倍的行程，從而提高了傳動效率，節(jié)省了時間。而當電機順時針旋轉(zhuǎn)(如電機反轉(zhuǎn))時，貨叉架沿上述的相反方向回退。

其中，在貨叉架1506上可以設(shè)置有用于對其上運送的貨物(或貨盒)進行定位的多個定位銷，貨物或貨盒直接安裝在貨叉架1506上；或者，在貨叉架1506上還可以固定安裝一稱重傳感器(圖中未示出)，并在稱重傳感器上放置有用于暫放貨物或貨盒的叉板，而用于對貨叉架運送的貨物或貨盒進行定位的多個定位銷安置在叉板上。優(yōu)選的，本實用新型的貨叉架1506采用中空結(jié)構(gòu)。

本實用新型的貨叉機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小的優(yōu)點，其可以對小尺寸貨物進行一對一的精確運送，其傳動裝置采用雙齒輪齒條傳動，使得傳動裝置的電機工作時，可以使貨叉架相對底座沿縱向產(chǎn)生雙倍距離的移動，且傳動平穩(wěn)，而采用的定位銷又可以對貨物進行精確定位；兩個升降機構(gòu)均采用同步帶傳動，因此傳動更加平穩(wěn)、可靠。

本實用新型的智能三軸機器人，第一升降機構(gòu)和第二升降機構(gòu)可以同時上 升或下降，從而實現(xiàn)同步雙倍運動式升降，可以靈活精確的將貨叉機構(gòu)升降至貨物所在貨位的高度處，而貨叉機構(gòu)以齒輪齒條雙倍行程運動的方式伸出叉取貨物，從而可以快速高效完成貨物的存取操作。此外，本實用新型的智能三軸機器人在不執(zhí)行存取物料的操作任務(wù)或平移機構(gòu)處于行走狀態(tài)時，兩個升降機構(gòu)均處于初始狀態(tài)，從而體積小，占用空間小，便于存放，適合貨位密集存儲，而在行走過程中，可以在狹窄通道中行走，當貨物存取位置較高時，可以使第一、第二升降機構(gòu)同步升起，并可實現(xiàn)三維空間存取操作，適應(yīng)性范圍廣，極大減少用工成本，減輕操作工人的勞動強度。而當本實用新型的智能三軸機器人取到貨物后，可將貨物轉(zhuǎn)移到其它精確無人設(shè)備，實現(xiàn)精準對接。此外，由于本實用新型的機器人具有RFID讀碼功能，因此可以對貨物實現(xiàn)唯一碼管理，在物料管理上實現(xiàn)精細化，機器人本身搭載軟件系統(tǒng)，其調(diào)度系統(tǒng)與整個工廠自動化系統(tǒng)高度對接，使貨物存取更加高效合理，若存取貨物出現(xiàn)超載情況，本實用新型的機器人還可以發(fā)出保護性的報警提示，從而使用更加安全、可靠。

盡管上文對本實用新型作了詳細說明，但本實用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行修改，因此，凡按照本實用新型的原理進行的各種修改都應(yīng)當理解為落入本實用新型的保護范圍。