物流机器人 |
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申请号 | CN201910754827.4 | 申请日 | 2019-08-15 | 公开(公告)号 | CN110480650B | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
申请人 | 纳恩博(北京)科技有限公司; | 发明人 | 请求不公布姓名; 请求不公布姓名; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种物流 机器人 ,包括:底座、物流容纳箱、 支撑 组件和导航避障组件,物流容纳箱设在底座的上方并与底座间隔开设置,支撑组件设在底座与物流容纳箱之间以在底座与物流容纳箱之前限定出中空腔,导航避障组件设在中空腔内,且导航避障组件位于支撑组件在底座的上表面的正投影图形的外轮廓的外侧。通过在底座和物流容纳箱之间设置支撑组件,使底座和物流容纳箱之间形成中空腔,将导航避障组件设置在中空腔内,使得导航避障组件能够发挥最大的扫描范围以及最好的扫描效果,并且通过设置支撑组件能够将底座和物流容纳箱之间通过可拆卸结构连接起来,使得在 箱体 或者底座需要拆卸时,便于后期对箱体或者底座的更换,减小使用成本。 | ||||||
权利要求 | 1.一种物流机器人,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 物流机器人技术领域背景技术[0002] 物流机器人在行驶过程中需要通过激光雷达来判断路面情况,从而提前避障,相关技术中的物流机器人激光雷达一般设在物流机器人的顶部或底盘处。雷达设在物流机器 人的顶部时距离路面较远不能有效的进行预警,机器人容易撞到障碍物上,激光雷达设在 机器人的底盘处时覆盖面积较小,同样也不能进行有效的避障,而将激光雷达设在物流机 器人的中部时,物流机器人会对激光雷达的扫描区域造成遮挡,严重缩小了激光雷达的扫 描区域,进而会影响物流机器人的避障效率和能力。 发明内容[0004] 根据本发明实施例的物流机器人,包括:底座、物流容纳箱、支撑组件和导航避障组件,所述物流容纳箱设在所述底座的上方并与所述底座间隔开设置,所述支撑组件设在 所述底座与所述物流容纳箱之间以在所述底座与所述物流容纳箱之前限定出中空腔,所述 导航避障组件设在所述中空腔内,且所述导航避障组件位于所述支撑组件在所述底座的上 表面的正投影图形的外轮廓的外侧。 [0005] 根据本发明实施例的物流机器人,通过在底座和物流容纳箱之间设置支撑组件,使底座和物流容纳箱之间形成中空腔,将导航避障组件设置在中空腔处,使得导航避障组 件能够发挥最大的扫描范围以及最好的扫描效果,并且通过设置支撑组件能够将底座和物 流容纳箱之间通过可拆卸结构连接起来,使得在箱体或者底座需要拆卸时,便于后期对箱 体或者底座的更换,减小使用成本。 [0006] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述支撑组件包括多个支撑柱,所述支撑柱连接在所述底座的上表面与所述物流容纳箱的下表面之间并沿竖直方向延伸,且多个支 撑柱沿所述底座的上表面的周向间隔开设置。 [0007] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述支撑柱为四个,四个所述支撑柱沿所述底座的上表面的周向等间隔设置。 [0008] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述导航避障组件位于所述底座宽度方向的中部,所述支撑柱中的一个邻近所述导航避障组件设置。 [0009] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述支撑柱包括:支撑杆和连接片,所述支撑杆沿竖直方向延伸,所述支撑杆的上端形成有第一螺纹孔,所述物流容纳箱对应所述第 一螺纹孔的位置形成有第一固定孔,所述物流容纳箱通过配合在所述第一固定孔与所述第 一螺纹孔之间的第一连接件固定在所述支撑杆上,所述连接片设在所述支撑杆的下端并沿 水平方向延伸,所述连接片上形成有第二固定孔,所述底座对应所述第二固定孔的位置形 成有第二螺纹孔,所述支撑柱通过配合在所述第二固定孔与所述第二螺纹孔之间的第二连 接件固定在所述底座上。 [0010] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述导航避障组件包括:前激光雷达,所述前激光雷达设在所述底座的顶部且位于所述支撑组件的前方。 [0011] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述导航避障组件还包括:后激光雷达,所述后激光雷达设在所述底座的顶部且位于所述支撑组件的后方。 [0012] 根据本发明一些实施例的物流机器人,还包括:航插连接件,所述航插连接件设在所述底座与所述物流容纳箱之间,且所述航插连接件位于所述支撑组件在所述底座的上表 面的正投影图形的外轮廓的内侧。 [0013] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述底座包括:底盘和壳体,所述底盘的底部设有行走轮和与所述行走轮传动连接的驱动电机,所述底盘的顶部设有用于安装所述导 航避障组件的安装座和用于安装所述支撑组件的安装台,所述壳体罩设在所述底盘上,且 所述壳体对应所述安装座和所述安装台的位置形成有避空槽,所述导航避障组件安装在所 述安装座上并伸出所述避空槽,所述支撑组件安装在所述安装台上并伸出所述避空槽。 [0014] 根据本发明一些实施例的物流机器人,所述底座还包括:触碰条,所述触碰条内设有两个导电电极并根据两个所述导电电极的通断判断所述底座是否触碰到障碍物,所述触 碰条设在所述壳体的外侧壁上并沿所述壳体的周向延伸。 [0016] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中: [0017] 图1是根据本发明实施例的物流机器人的底盘的内部结构图; [0018] 图2是根据本发明实施例的物流机器人的底座的结构示意图; [0019] 图3是根据本发明实施例的导航避障组件的扫描范围示意图; [0020] 图4是根据本发明实施例的物流机器人的结构示意图; [0021] 图5是根据本发明实施例的底座的剖视图。 [0022] 附图标记: [0023] 100:物流机器人; [0024] 10:底座;11:壳体;12:触碰条;13:底盘;131:行走轮; [0026] 30:支撑组件;31:支撑柱;32:连接片;33:支撑杆; [0027] 40:导航避障组件;41:前激光雷达;42:后激光雷达; [0028] 50:航插连接件。 具体实施方式[0029] 下面详细描述本发明的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本发明的实施例。 [0030] 下面参考图1‑图5描述根据本发明实施例的物流机器人100。 [0031] 如图1‑图5所示,根据本发明实施例的物流机器人100可以包括:底座10、物流容纳箱20、支撑组件30和导航避障组件40。 [0032] 物流容纳箱20设在底座10的上方并与底座10间隔开设置,导航避障组件40设在底座10与物流容纳箱20之间,以在底座10与物流容纳箱20之前限定出中空腔,导航避障组件 40位于中空腔内,且导航避障组件40位于支撑组件30在底座10的上表面的正投影图形的外 轮廓的外侧,也就是说,在水平面上,导航避障组件40与支撑组件30 间隔开设置,这样可以 防止支撑组件30阻挡导航避障组件40的扫描路径。 [0033] 具体而言,如图1所示,底座10设在物流机器人100的底部,并且底座10在地面上的正投影与物流机器人100整体在地面上的正投影大小相似,进一步的底座10在与地面接触 的地方设置行走轮131,通过设置在底座10内部的驱动电机来驱动行走轮131 的运转,由此 带动底座10以及物流容纳箱20整体移动,此外底座10的底部略高于行走轮131的轴心,既可 以保护轮子也可以保证物流机器人100的行驶稳定性。 [0034] 支撑组件30设在底座10与物流容纳箱20之间,用于连接底座10和物流容纳箱20,并在物流容纳箱20与底座10中间限定出中空腔,除此以外,支撑组件30与物流容纳箱20和 底座10之间可拆卸的连接起来,便于拆卸可以给用户维修物流机器人100带来方便。例如, 当物流容纳箱20或底座10发生损坏时,维修人员可以直接更换损坏的物流容纳箱20或底座 10,不仅可以节省维修时间,还可以节省维修成本。除此之外,当用户需要更换不同功能的 物流容纳箱20时,也可以利用支撑组件30的可拆卸的特性,来更换不同功能的物流容纳箱 20。 [0035] 导航避障组件40设在底座10与物流容纳箱20之间,且导航避障组件40位于支撑组件30在底座10的上表面的正投影图形的外轮廓的外侧,导航避障组件40对路面情况进行分 析处理,再将信息传输给行走轮131,从而起到避障的作用。例如,在物流机器人100正常行 驶中,前方有障碍物,导航避障组件40通过扫描发现后,将信息传输给行走轮131,行走轮 131改变物流机器人100的行进方向躲避障碍物。 [0036] 由此,根据本发明实施例的物流机器人100,通过在底座10和物流容纳箱20之间设置支撑组件30,使底座10和物流容纳箱20之间形成中空腔,将导航避障组件40设置在中空 腔内,使得导航避障组件40能够发挥最大的扫描范围以及最好的扫描效果,并且通过设置 支撑组件30能够将底座10和物流容纳箱20之间可拆卸连接起来,使得在底座或者物流容纳 箱20需要拆卸时,便于后期对底座10或者物流容纳箱20的更换,减小使用成本。 [0037] 如图1和图2所示,支撑组件30包括多个支撑柱31,支撑柱31连接在底座10的上表面与物流容纳箱20的下表面之间并沿竖直方向延伸,且多个支撑柱31沿底座10 的上表面 的周向间隔开设置。 [0038] 支撑柱31的结构简单,占用空间小,通过在底座10的上表面的周向间隔开设置支撑柱31,可以扩大支撑组件30支撑区域的面积,不仅可以起到良好的支撑作用,还能够提高 物流机器人100的整体稳定性,而且支撑柱31对导航避障组件40的阻挡影响较小,有利于扩 大导航避障组件40的扫描区域。 [0039] 如图1和图2所示,根据本发明的一个实施例,支撑柱31为四个,四个支撑柱31 沿底座10的上表面的周向等间隔设置。导航避障组件40位于底座10宽度方向的中部,支撑柱 31中的一个邻近导航避障组40件设置。 [0040] 四个支撑柱31组成正方形,支撑柱31组成的正方形的对角线与底座11上表面所形成的正方形的对角线成45°夹角。其中一个支撑柱31可以位于底座10上表面宽度方向的中 部,且邻近底座10的前侧,导航避障组件40可以邻近该支撑柱31设置。其中一个支撑柱31可 以位于底座10上表面宽度方向的中部,且邻近底座10的后侧,导航避障组件40可以邻近该 支撑柱31设置。由此可以降低支撑组31对导航避障组件40的阻挡作用,进而提升导航避障 组件40的扫描效果。 [0041] 根据本发明的一个具体实施例,如图1和图2所示,从导航避障组件40所在的点朝向任意两个支撑柱31所在的点引出两条射线形成的夹角为α,α≤180°,也就是说,导航避障 组件40的扫描范围大于180° [0042] 进一步地,如图3所示,从导航避障组件40所在的点朝向任意两个支撑柱31所在的点引出两条射线形成的夹角为α,α≤90°,也就是说,导航避障组件40的扫描范围大于270°, 具体的导航避障组件40可以扫描以导航避障组件40为圆心的270°的扇形,进一步扩大了导 航避障组件40的扫描区域。 [0043] 通过设置扫描范围大的导航避障组件40能够提高物流机器人100的扫描效率,从而提高物流机器人100的避障能力,进一步提高物流机器人100的运输速度。 [0044] 如图1所示,支撑柱31包括:支撑杆33和连接片32,支撑杆33沿竖直方向延伸,支撑杆33的上端形成有第一螺纹孔,物流容纳箱20对应第一螺纹孔的位置形成有第一固定孔, 物流容纳箱20通过配合在第一固定孔与第一螺纹孔之间的第一连接件固定在支撑杆33上, 不仅可以起到支撑作用,而且可以将底座10和物流容纳箱20连接起来,并在物流容纳箱20 与底座10中间限定有中空腔。 [0045] 连接片32设在支撑杆33的下端并沿水平方向延伸,连接片32上形成有第二固定孔,底座10对应第二固定孔的位置形成有第二螺纹孔,支撑杆33通过配合在第二固定孔与 第二螺纹孔之间的第二连接件固定在底座10上,通过第二连接件能够把支撑杆33与底座10 可拆卸的连接起来,连接片32与底座10的贴合效果较好,可以增加支撑柱31与底座10的接 触面积,进而可以提升支撑柱31与底座10连接的稳定性。 [0046] 由于支撑杆33与物流容纳箱20以及底座10之间是可拆卸连接,所以可以给用户维修物流机器人100带来方便。例如,当物流容纳箱20或底座10发生损坏时,维修人员可以直 接更换损坏的物流容纳箱20或底座10,不仅可以节省维修时间,还可以节省维修成本。除此 之外,当用户需要更换不同功能的物流容纳箱20时,也可以利用支撑组件30的可拆卸的特 性,来更换不同功能的物流容纳箱20。 [0047] 根据本发明的一个具体实施例,如图1、图2和图3所示,导航避障组件40包括:前激光雷达41,前激光雷达41设在底座10的顶部且位于支撑组件30的前方,前激光雷达41的扫 描角度可以达到270°,通过设置前激光雷达41能够在物流机器人100前进过程中,对物流机 器人100前方和左右两侧大部分的区域进行扫描,保证物流机器人 100能够准确快速的避 过障碍。 [0048] 根据本发明的一个具体实施例,如图1、图2和图3所示,导航避障组件40还包括:后激光雷达42,后激光雷达42设在底座10的顶部且位于支撑组件30的后方,后激光雷达42的 扫描角度可以达到270°,通过设置后激光雷达42能够在物流机器人100后退过程中,对物流 机器人100后方和左右两侧大部分的区域进行扫描,保证物流机器人 100能够准确快速的 避过障碍。 [0049] 其中,前激光雷达41和后激光雷达42均设置设在底座10左右方向的中部。 [0050] 激光雷达产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接 收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时 间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,就可以准确地计算出每 一个地面光斑的坐标。 [0052] 根据本发明的一个具体实施例,如图1、图2和图3所示,物流机器人100还包括:航插连接件50,航插连接件50设在底座10与物流容纳箱20之间,且航插连接件50 位于支撑组 件30在底座10的上表面的正投影图形的外轮廓的内侧。 [0053] 在多个支撑柱31中,至少一个支撑柱31的宽度大于其余支撑柱31的宽度,航插连接件50可以固定在宽度最大的支撑柱31上。 [0054] 如图4所示,航插连接件50设在底座10上且至少部分伸出底座10的外表面,航插连接件50伸出底座10的部分形成有与电源接口、扫描接口和与导航接口,电源接口与底座上 的电源相连,扫描接口与导航避障组件40相连,导航接口与底座的行走轮131 组件相连。物 流容纳箱20上设有数据处理终端21,数据处理终端21上设有与电源接口可拆卸插接的电源 接头、与扫描接口可拆卸插接的扫描接头和与导航接口可拆卸插接的导航接头。数据处理 终端21根据导航避障组件40的扫描信号控制行走轮131,进而控制物流机器人100移动。 [0055] 通过设置航插连接件50,可以为物流容纳箱20与底座10之间的信号连接提供方便,提升了物流容纳箱20的更换效率。 [0056] 如图5所示,底座10包括:底盘13和壳体11,底盘13的底部设有行走轮131和与行走轮131传动连接的驱动电机,行走轮131包括:两个前轮和两个后轮,驱动电机可以传动连接 前轮也可以传动连接后轮,底盘13上还设有用于驱动前轮或后轮转向的转向电机,转向电 机驱动行走轮131摆动实现物流机器人100的转向。 [0057] 底盘13的顶部设有用于安装导航避障组件40的安装座和用于安装支撑组件30的安装台,壳体11罩设在底盘13上,且壳体11对应安装座和安装台的位置形成有避空槽,导航 避障组件40安装在安装座上并伸出避空槽,支撑组件30安装在安装台上并伸出避空槽。通 过设置避空槽,可以为支撑组件30支撑物流容纳箱20提供方便,而且可以防止壳体11遮挡 导航避障组件40的扫描路径,再者,可以提升底座10外表面结构的整体性。 [0058] 根据本发明的一个实施例,底座10还包括:触碰条12,触碰条12内设有两个导电电极并根据两个导电电极的通断判断底座10是否触碰到障碍物,触碰条12设在壳体11 的外 侧壁上并沿壳体11的周向延伸。 [0059] 具体的,触碰条12还包括柔性壳体,柔性壳体适于连接在物流机器人100的外表面上,例如可以是物流机器人100的前侧、后侧或左右两侧,柔性壳体也可以在水平方向上围 绕物流机器人100设置,物流机器人100的任何一侧受到碰撞,触碰条12都能进行反馈。 [0061] 导电电极均设在挤压腔内,且导电电极沿柔性壳体的长度方向间隔开设置,感应电极用于感应柔性壳体对应导电电极的位置处承受的外力作用,当挤压腔发生径向收缩 后,挤压腔的内周壁对导电电极发生挤压作用,导电电极根据挤压腔内周壁的挤压作用判 断物流机器人100是否触碰到障碍物,并向物流机器人100的运动控制机构反馈信息以调整 物流机器人100的移动方向。 [0062] 通过在挤压腔内设置导电电极,可以把柔性壳体分成沿长度方向排列的多个分段,每个分段与一个导电电极对应,柔性壳体发生挤压时,挤压位置处的分段发生变形,与 挤压位置分段对应的导电电极感应到柔性壳体的挤压变形,向物流机器人100反馈挤压信 号,物流机器人100可以朝向相反的方向运动以规避障碍物。 [0063] 根据本发明的机器人的触碰条12,通过设置导电电极,可以准确地感应触碰条 12的变形位置,进而根据触碰条12的变形位置调整物流机器人100的移动方向,为物流机器人 100规避障碍提供了方便,而且结构简单,容易实现。 [0064] 根据本发明的一些实施例,导电电极包括两个可分离设置的电极片,柔性壳体上设有与两个电极片一一对应连接的接电端,接电端穿过柔性壳体与电极片相连。 [0065] 两个电极片分别为:第一电极片和第二电极片,第一电极片和第二电极片沿柔性壳体的变形方向间隔开设置,当柔性壳体受到外力挤压时,挤压腔的内周壁逐渐靠近,第一 电极片和第二电极片之间的距离也逐渐减小,直至第一电极片和第二电极片止抵接触。第 一电极片和第二电极片接触后电路接通,根据第一电极片和第二电极片上的电流或电压获 得第一电极片和第二电极片的接通位置,进而可以获得柔性壳体发生挤压的位置。当柔性 壳体承受的外力消失后第一电极片和第二电极片分离,第一电极片和第二电极片之间的电 流消失。 [0067] 根据本发明的一些实施例,当两个电极片分离时,两个电极片沿柔性壳体的厚度方向间隔开设置,触碰条12与物流机器人100相连时,将触碰条12与厚度方向垂直的面连接 在物流机器人100上,可以提升触碰条12与物流机器人100的连接稳定性,物流机器人100移 动过程中发生碰撞,柔性壳体一般会产生沿柔性壳体厚度方向的变形。因此,电极片沿柔性 壳体的厚度方向间隔设置,可以保证物流机器人100发生碰撞时两个电极片能够相互接触 并反馈信号,防止物流机器人100碰撞后,电极片无法接触影响感应准确性。 [0068] 在一些具体实施例中,电极片沿柔性壳体的长度方向延伸,同一个导电电极中的两个电极片平行设置且长度相同,也就是说,在柔性壳体不受外界作用力时,同一个导电电 极中的两个电极片平行且相对设置。 [0070] 挤压腔垂直于柔性壳体长度方向的截面图形具有一对相互平行的直边,直边的端部同个弧形边相连,例如,挤压腔的截面形状可以是长圆形或腰型孔。 [0071] 也就是说,挤压腔的内周壁包括两个沿柔性壳体的长度方向延伸的平面壁,两个平面壁相对且平行设置,平面壁之间通过曲面壁相连,两个电极片一一对应地设在挤压腔 对应直边的两个内周壁上,也就是两个电极片一一对应地设在两个平面壁上。 [0072] 上述结构的挤压腔,在柔性壳体发生变形后,两个平面壁逐渐靠近两个电极片接触,且两个曲面壁容易发生变形,由此可以为柔性壳体变形触动导电电极提供方便,进而可 以提升导电电极的精度。 [0073] 根据本发明的一些实施例,柔性壳体包括:外套管和多个内套管,外套管连接在物流机器人100上形成为触碰条12的外部结构,外套管内限定有安装腔,内套管设在安装腔 内,挤压腔限定在内套管内,导电电极一一对应地安装在多个内套管内,换言之,内套管的 数量与导电电极的数量相同,一个内套管内设有一个导电电极。 [0074] 通过设置外套管和内套管,外套管不仅可以提升触碰条12外观结构的整体性,而且可以为触碰条12装配在物流机器人100上提供方便,还能提升触碰条12的装配稳定性;内 套管可以为导电电极的装配提供方便,而且可以防止相邻导电电极之间发生相互干扰,提 升了触碰条12的感应精度。 [0075] 在本实施例中,内套管的外周壁止抵接触外套管的内周壁,外套管受到挤压变形后,可以快速的将变形传递至内套管上,进而带动电极片接触产生反馈信号,防止内套管与 外套管之间存在间隙影响柔性壳体变形传递的效率。 [0076] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。 [0077] 在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中,第一特征在第二特 征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直 接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之 上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平 高度高于第二特征。 [0078] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 |