本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人自走式底盤。

背景技術(shù)：

目前，我國袋裝物資的倉庫搬運(yùn)和裝卸方式主要是靠肩扛和小車?yán)?，裝卸工人不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，而且是在粉塵的環(huán)境下工作，易危害身心健康。國內(nèi)外廣泛用于袋裝物資裝卸的搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)備均固定于流水線上，或布置于移動(dòng)導(dǎo)軌上，無法進(jìn)入火車車廂或靈活地移動(dòng)以對(duì)火車車廂內(nèi)密集堆垛的袋裝物資進(jìn)行快捷抓取和裝卸。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的搬運(yùn)機(jī)器人都不太適用于火車車廂內(nèi)密集堆放的袋裝物資的裝卸，無法靈活進(jìn)入火車車廂對(duì)堆積式袋裝物資進(jìn)行無損快捷抓取。

因此，迫切需要一種能滿足火車車廂內(nèi)堆積式袋裝物資快速而無損裝卸和堆垛的搬運(yùn)機(jī)器人自走式底盤。

搬運(yùn)機(jī)器人工作時(shí)，如果底盤不固定，由于機(jī)器人機(jī)械臂伸長抓取物體時(shí)產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可能會(huì)造成機(jī)器人移動(dòng)甚至翻車，這在機(jī)器人工作中是不允許的，故必須配備一套將機(jī)器人固支在地面的機(jī)構(gòu)，以保證機(jī)器人工作時(shí)的安全性。液壓系統(tǒng)因其便捷、結(jié)構(gòu)簡單、單位作用力大(相比電動(dòng))的優(yōu)點(diǎn)，被作為本發(fā)明中機(jī)器人自走式底盤的舉升系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種解決搬運(yùn)機(jī)器人在火車車廂內(nèi)靈活移動(dòng)及機(jī)器人工作時(shí)的穩(wěn)定性問題，提高裝卸效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機(jī)械化和自動(dòng)化的機(jī)器人自走式底盤。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種機(jī)器人自走式底盤，其包括：底盤1、連接機(jī)構(gòu)15、前軸轉(zhuǎn)向系、后軸驅(qū)動(dòng)系和液壓舉升系統(tǒng)；其中，

連接機(jī)構(gòu)15布置在底盤1上，搬運(yùn)機(jī)器人通過連接機(jī)構(gòu)15與底盤1連接；

前軸轉(zhuǎn)向系布置于底盤1前部，包括轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4、前軸3、轉(zhuǎn)向系軸承5、前軸傘齒6和轉(zhuǎn)向輪系2；

其中，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4固定在底盤1上，前軸3通過花鍵連接在轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4的輸出端，前軸3的兩外端各布置兩個(gè)轉(zhuǎn)向系軸承5，前軸3每端的兩個(gè)轉(zhuǎn)向系軸承5之間裝有與底盤1垂直布置的前軸傘齒6；

兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪系2分別設(shè)置在底盤1前部下端面兩端，與兩個(gè)前軸傘齒6相對(duì)應(yīng)設(shè)置；

轉(zhuǎn)向輪系2包括轉(zhuǎn)向系螺母21、轉(zhuǎn)向系螺桿22、轉(zhuǎn)向系上頂板23、轉(zhuǎn)向輪24、轉(zhuǎn)向軸25、轉(zhuǎn)向系吊耳26和轉(zhuǎn)向系傘齒27；

其中，轉(zhuǎn)向系上頂板23固定在底盤1下端面，轉(zhuǎn)向系上頂板23和底盤1開有上下貫通的通孔，轉(zhuǎn)向軸承的外緣與轉(zhuǎn)向系上頂板23的所述通孔間隙配合固接，轉(zhuǎn)向系螺桿22的下端與轉(zhuǎn)向系吊耳26固接，轉(zhuǎn)向系螺桿22的上端穿過轉(zhuǎn)向系上頂板23和底盤1的通孔，并與轉(zhuǎn)向系上頂板23通孔內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸承的內(nèi)緣間隙配合固接；所述轉(zhuǎn)向系吊耳26為“U”形吊耳，轉(zhuǎn)向系螺母21從轉(zhuǎn)向系螺桿22的上端旋入，并將轉(zhuǎn)向系螺桿22在垂直方向鎖定，轉(zhuǎn)向系螺桿22上端設(shè)置有與底盤1平行布置的轉(zhuǎn)向系傘齒27，轉(zhuǎn)向輪24通過轉(zhuǎn)向軸25安裝在轉(zhuǎn)向系吊耳26上；

前軸傘齒6與轉(zhuǎn)向系傘齒27嚙合；

后軸驅(qū)動(dòng)系布置于底盤1后部，后軸驅(qū)動(dòng)系包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11、后軸12、驅(qū)動(dòng)系軸承13、后軸鏈輪9和驅(qū)動(dòng)輪系8；

其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11固定在底盤1上，后軸12通過花鍵固接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11的輸出端，后軸12兩外端各布置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系軸承13，后軸12的每端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系軸承13之間裝有后軸鏈輪9；

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪系8分別設(shè)置在底盤1后部下端面的兩端，與兩個(gè)后軸鏈輪9相對(duì)應(yīng)設(shè)置；

驅(qū)動(dòng)輪系8包括驅(qū)動(dòng)系上頂板85、驅(qū)動(dòng)系耳板84、驅(qū)動(dòng)系鏈輪83、驅(qū)動(dòng)軸82及驅(qū)動(dòng)輪81；

驅(qū)動(dòng)系上頂板85固接在底盤1下端面，左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系耳板84垂直固接在驅(qū)動(dòng)系上頂板85上，驅(qū)動(dòng)輪81通過驅(qū)動(dòng)軸82轉(zhuǎn)動(dòng)連接在左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系耳板84上，驅(qū)動(dòng)軸82的一側(cè)布置有驅(qū)動(dòng)系鏈輪83，驅(qū)動(dòng)系鏈輪83與后軸鏈輪9之間通過鏈條連接；

所述液壓舉升系統(tǒng)包括液壓缸14、液壓油源系統(tǒng)、同步閥和液壓管路，四個(gè)液壓缸14分別安裝在底盤1的四角，液壓油源系統(tǒng)、同步閥和液壓管路均布置在底盤1上方，液壓缸14、液壓油源系統(tǒng)和同步閥之間通過液壓管路連通。

轉(zhuǎn)向系軸承5下設(shè)置轉(zhuǎn)向系墊塊7，轉(zhuǎn)向系墊塊7安裝在底盤1上。

驅(qū)動(dòng)系軸承13下設(shè)置驅(qū)動(dòng)系墊塊10，驅(qū)動(dòng)系墊塊10固接在底盤1上。

轉(zhuǎn)向軸25兩端安裝有外卡。

驅(qū)動(dòng)輪81和轉(zhuǎn)向輪24為直徑為80mm的聚氨酯叉車輪。

本發(fā)明的有益效果在于：

本底盤選用直徑為80mm的聚氨酯叉車輪，并將前、后軸置于底盤上方以降低離地高度，超低地隙增強(qiáng)了機(jī)器人底盤的穩(wěn)定性，防止機(jī)器人在移動(dòng)或工作過程中翻車。

機(jī)器人底盤四角上裝有四個(gè)液壓缸，機(jī)器人工作時(shí)，液壓舉升系統(tǒng)將車輪支離地面，以保證機(jī)器人工作的安全穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)器人自走式底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明機(jī)器人自走式底盤的轉(zhuǎn)向輪系示意圖；

圖3為本發(fā)明器人自走式底盤的驅(qū)動(dòng)輪系示意圖。

附圖標(biāo)記：

1底盤 2轉(zhuǎn)向輪系 3前軸

4轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組 5轉(zhuǎn)向系軸承 6前軸傘齒

7轉(zhuǎn)向系墊塊 8驅(qū)動(dòng)輪系 9后軸鏈輪

10驅(qū)動(dòng)系墊塊 11驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組 12后軸

13驅(qū)動(dòng)系軸承 14液壓缸 15連接機(jī)構(gòu)

21轉(zhuǎn)向系螺母 22轉(zhuǎn)向系螺桿 23轉(zhuǎn)向系上頂板

24轉(zhuǎn)向輪 25轉(zhuǎn)向軸 26轉(zhuǎn)向系吊耳

27轉(zhuǎn)向系傘齒 81驅(qū)動(dòng)輪 82驅(qū)動(dòng)軸

83驅(qū)動(dòng)系鏈輪 84驅(qū)動(dòng)系耳板 85驅(qū)動(dòng)系上頂板

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

機(jī)器人自走式底盤，與機(jī)器人配合使用。本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)器人自走式底盤與用于裝卸和堆垛袋裝物資的火車車廂內(nèi)搬運(yùn)機(jī)器人配合使用。

如圖1所示，機(jī)器人自走式底盤，包括：底盤1、連接機(jī)構(gòu)15、前軸轉(zhuǎn)向系、后軸驅(qū)動(dòng)系和液壓舉升系統(tǒng)。

連接機(jī)構(gòu)15布置在底盤1上，搬運(yùn)機(jī)器人通過連接機(jī)構(gòu)15與底盤1連接。

前軸轉(zhuǎn)向系布置于底盤1前部，前軸轉(zhuǎn)向系包括轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4、前軸3、轉(zhuǎn)向系軸承5、前軸傘齒6、轉(zhuǎn)向系墊塊7和轉(zhuǎn)向輪系2。

其中，轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4固定在底盤1上，前軸3通過花鍵連接在轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4的輸出端。前軸3的兩外端各布置兩個(gè)轉(zhuǎn)向系軸承5，轉(zhuǎn)向系軸承5下設(shè)置轉(zhuǎn)向系墊塊7，轉(zhuǎn)向系墊塊7安裝在底盤1上。前軸3每端的兩個(gè)轉(zhuǎn)向系軸承5之間裝有與底盤1垂直布置的前軸傘齒6。

兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪系2分別設(shè)置在底盤1前部下端面兩端，與兩個(gè)前軸傘齒6相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

如圖2所示，轉(zhuǎn)向輪系2包括轉(zhuǎn)向系螺母21、轉(zhuǎn)向系螺桿22、轉(zhuǎn)向系上頂板23、轉(zhuǎn)向輪24、轉(zhuǎn)向軸25、轉(zhuǎn)向系吊耳26和轉(zhuǎn)向系傘齒27。

其中，轉(zhuǎn)向系上頂板23固定在底盤1下端面，轉(zhuǎn)向系上頂板23和底盤1開有上下貫通的通孔。轉(zhuǎn)向軸承(圖中未示出)的外緣與轉(zhuǎn)向系上頂板23的所述通孔間隙配合固接，轉(zhuǎn)向系螺桿22的下端與轉(zhuǎn)向系吊耳26固接，轉(zhuǎn)向系螺桿22的上端穿過轉(zhuǎn)向系上頂板23和底盤1的通孔，并與轉(zhuǎn)向系上頂板23通孔內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸承的內(nèi)緣間隙配合固接。所述轉(zhuǎn)向系吊耳26為“U”形吊耳。轉(zhuǎn)向系螺母21從轉(zhuǎn)向系螺桿22的上端旋入，并將轉(zhuǎn)向系螺桿22在垂直方向鎖定。轉(zhuǎn)向系螺桿22上端設(shè)置有與底盤1平行布置的轉(zhuǎn)向系傘齒27。轉(zhuǎn)向輪24通過轉(zhuǎn)向軸25安裝在轉(zhuǎn)向系吊耳26上，且轉(zhuǎn)向軸25兩端安裝有外卡，防止轉(zhuǎn)向軸25的軸向移動(dòng)。

前軸傘齒6與轉(zhuǎn)向系傘齒27嚙合。

如圖1所示，后軸驅(qū)動(dòng)系布置于底盤1后部，后軸驅(qū)動(dòng)系包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11、后軸12、驅(qū)動(dòng)系軸承13、驅(qū)動(dòng)系墊塊10、后軸鏈輪9和驅(qū)動(dòng)輪系8。

其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11固定在底盤1上，后軸12通過花鍵固接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11的輸出端。后軸12兩外端各布置兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系軸承13，驅(qū)動(dòng)系軸承13下設(shè)置驅(qū)動(dòng)系墊塊10，驅(qū)動(dòng)系墊塊10固接在底盤1上。后軸12的每端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系軸承13之間裝有后軸鏈輪9。

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪系8分別設(shè)置在底盤1后部下端面的兩端，與兩個(gè)后軸鏈輪9相對(duì)應(yīng)設(shè)置。

如圖3所示，驅(qū)動(dòng)輪系8包括驅(qū)動(dòng)系上頂板85、驅(qū)動(dòng)系耳板84、驅(qū)動(dòng)系鏈輪83、驅(qū)動(dòng)軸82及驅(qū)動(dòng)輪81。

驅(qū)動(dòng)系上頂板85固接在底盤1下端面，左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系耳板84垂直固接在驅(qū)動(dòng)系上頂板85上。驅(qū)動(dòng)輪81通過驅(qū)動(dòng)軸82轉(zhuǎn)動(dòng)連接在左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系耳板84上。驅(qū)動(dòng)軸82的一側(cè)布置有驅(qū)動(dòng)系鏈輪83，驅(qū)動(dòng)系鏈輪83與后軸鏈輪9之間通過鏈條連接。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)輪81和轉(zhuǎn)向輪24為直徑為80mm的聚氨酯叉車輪。

液壓舉升系統(tǒng)包括液壓缸14、液壓油源系統(tǒng)、同步閥和液壓管路，四個(gè)液壓缸14分別安裝在底盤1的四角，液壓油源系統(tǒng)、同步閥和液壓管路均布置在底盤1上方，液壓缸14、液壓油源系統(tǒng)和同步閥之間通過液壓管路連通。高壓液壓油從液壓油源系統(tǒng)出口通過液壓管路到達(dá)同步閥，再由同步閥到達(dá)四個(gè)液壓缸14的進(jìn)油口，并從四個(gè)液壓缸14的回油口經(jīng)同步閥返回油箱。

本發(fā)明的機(jī)器人自走式底盤，采用前軸轉(zhuǎn)向，后軸驅(qū)動(dòng)，且前軸3和后軸12置于底盤1的上方以減小離地間隙；機(jī)器人工作時(shí)，底盤1四周的四個(gè)液壓缸14的活塞桿垂直向下伸出將底盤1支離地面，很好地解決了搬運(yùn)機(jī)器人在火車車廂內(nèi)靈活移動(dòng)及機(jī)器人工作時(shí)的穩(wěn)定性問題，提高了裝卸的效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)資裝卸的機(jī)械化和自動(dòng)化。

本發(fā)明中，機(jī)器人與底盤1的總重量為3噸，現(xiàn)有技術(shù)中若將驅(qū)動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系置于底盤下方，采用輪邊帶電機(jī)方案(該方案能大大降低離地間隙)，離地間隙至少為300mm，而本申請(qǐng)中底盤1離地間隙僅為110mm，使得裝備有該底盤的機(jī)器人能順利進(jìn)出火車車廂。

工作過程：

機(jī)器人自走式底盤具有前進(jìn)、后退、左、右轉(zhuǎn)彎、液壓缸14升降、轉(zhuǎn)向回正功能。

機(jī)器人開始搬運(yùn)任務(wù)時(shí)，底盤1四周的四個(gè)液壓缸14的活塞桿垂直向下伸出將底盤1支離地面。

當(dāng)搬運(yùn)機(jī)器人在某定點(diǎn)處的搬運(yùn)任務(wù)結(jié)束后，通過控制液壓缸14的活塞桿收回，使轉(zhuǎn)向輪24和驅(qū)動(dòng)輪81著地，開啟機(jī)器人行走功能，并通過前進(jìn)、后退、左/右轉(zhuǎn)彎控制機(jī)器人行走到下一位置。

搬運(yùn)機(jī)器人前進(jìn)/后退時(shí)，控制器發(fā)出前進(jìn)/后退信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)-減速器組11，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，經(jīng)減速器減速后將動(dòng)力傳遞到后軸12，再由后軸12上的后軸鏈輪9將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸82一側(cè)的驅(qū)動(dòng)系鏈輪83以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸82上的驅(qū)動(dòng)輪81旋轉(zhuǎn)。

搬運(yùn)機(jī)器人左/右轉(zhuǎn)彎時(shí)，控制器發(fā)出左/右轉(zhuǎn)信號(hào)給轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)-減速器組4，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，經(jīng)減速器減速后將動(dòng)力傳遞到前軸3，再由前軸3上的前軸傘齒6通過與轉(zhuǎn)向系螺桿22上的轉(zhuǎn)向系傘齒27嚙合，將動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向軸25，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪24正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪的左/右轉(zhuǎn)。

在搬運(yùn)機(jī)器人停止行走后，先通過控制器控制液壓缸14的活塞桿支起，將轉(zhuǎn)向輪24和驅(qū)動(dòng)輪81支離地面，此時(shí)機(jī)器人開始下一工作循環(huán)。如此反復(fù)，以完成整個(gè)火車車廂內(nèi)的袋裝物資搬運(yùn)。