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原文传递自动卸载和装载机器人系统

专利名称：	自动卸载和装载机器人系统
摘要：	系统包括机器人，所述机器人被配置为从诸如货物运载件或建筑物的位置装载和/或卸载。机器人包括基部单元，所述基部单元具有运输系统，以移动基部单元。桅杆从基部单元延伸，并且桅杆具有桅杆输送器。臂端部工具（EoAT）联接到桅杆。EoAT包括EoAT输送器，所述EoAT输送器被配置为将货物物品移动到桅杆输送器和从桅杆输送器移动货物物品。抓取器机构被配置为在缩回位置和延伸位置之间移动，在所述缩回位置中，抓取器机构不妨碍EoAT输送器上的货物物品，在所述延伸位置中，抓取器机构能够抓取货物物品。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	巴斯蒂安解决方案有限责任公司
发明人：	W.A.巴斯蒂安二世;A.M.罗伯茨;C.A.劳伦斯;E.A.奥斯凯;J.M.赫英
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201780081149.9
公开号：	CN110382382A
代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司
代理人：	董均华;谭祐祥
分类号：	B65G67/02(2006.01);B;B65;B65G;B65G67
申请人地址：	美国印第安纳州
主权项：	1.系统，包括：机器人，包括：基部单元，具有运输系统，以移动所述基部单元，桅杆，从所述基部单元延伸，所述桅杆具有桅杆输送器，以及臂端部工具（EoAT），联接到所述桅杆，其中，所述EoAT包括 EoAT输送器，被配置为将货物物品移动到所述桅杆输送器和从所述桅杆输送器移动货物物品，以及抓取器机构，被配置为在缩回位置和延伸位置之间移动，在所述缩回位置中，所述抓取器机构不妨碍所述EoAT输送器上的货物物品，在所述延伸位置中，所述抓取器机构能够抓取货物物品。 2.根据权利要求1所述的系统，其中：当处于缩回位置中时，所述抓取器机构位于所述EoAT输送器处或下方，以有助于货物物品沿着EoAT输送器的无障碍移动；以及当处于延伸位置中时，所述抓取器机构升高到所述EoAT输送器上方，以抓取货物物品。 3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抓取器机构包括：载架；延伸机构，联接到载架，以使所述抓取器机构相对于所述EoAT输送器竖直延伸；以及抓取部段，联接到所述延伸机构，其中，所述抓取部段被配置为抓取货物物品。 4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述EoAT包括：凸轮轨道，所述载架沿着所述凸轮轨道行进，其中，所述凸轮轨道被定形，以引导所述延伸机构，以使所述抓取机构在缩回位置和延伸位置之间移动；以及驱动轨道，联接到所述载架，以在纵向方向上沿着所述凸轮轨道引导所述载架，以使所述抓取器机构在缩回位置和延伸位置之间移动。 5.根据权利要求4所述的系统，其中：所述载架包括凸轮从动件，所述凸轮从动件联接到所述延伸机构；以及随着所述载架在纵向方向上沿着所述凸轮轨道移动，所述凸轮从动件沿着所述凸轮轨道行进。 6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述凸轮轨道包括：缩回部段，其中，所述抓取器机构被定位在缩回位置处；接合部段，其中，所述抓取器机构处于延伸位置处；以及过渡部段，位于所述缩回部段和所述接合部段之间。 7.根据权利要求6所述的系统，其中：所述EoAT具有：面向桅杆的端部，其中，所述EoAT联接到所述桅杆；以及面向货物的端部，位于与所述面向桅杆的端部相对；以及所述凸轮轨道包括延伸部段，所述延伸部段被配置为当位于所述面向货物的端部处时使所述抓取器机构相对于所述EoAT输送器降低。 8.根据权利要求7所述的系统，其中：所述凸轮轨道从所述面向桅杆的端部到所述面向货物的端部是渐缩的；以及所述驱动轨道从所述面向桅杆的端部到所述面向货物的端部是渐缩的。 9.根据权利要求6所述的系统，其中：所述延伸机构包括一个或多个延伸连杆，所述延伸连杆枢转地联接在所述载架和所述抓取器机构之间。 10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个延伸连杆与所述载架和所述抓取器机构以平行四边形连杆式布置定向。 11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述延伸机构包括偏置弹簧，以使所述抓取器机构朝向缩回位置偏置。 12.根据权利要求4所述的系统，其中，所述EoAT包括抓取器驱动器，所述抓取器驱动器被配置为在纵向方向上沿着所述驱动轨道移动所述抓取器机构。 13.根据权利要求12所述的系统，其中：所述抓取器驱动器包括可逆马达；以及抓取器驱动器带，将所述抓取器驱动器操作性地连接到所述载架。 14.根据权利要求12所述的系统，其中：所述驱动轨道限定引导槽；以及所述载架包括位于所述引导槽中的驱动轮。 15.根据权利要求3所述的系统，其中，所述EoAT输送器包括带式输送器。 16.根据权利要求3所述的系统，其中，所述EoAT包括具有喇叭形形状的一个或多个引导轨道。 17.根据权利要求3所述的系统，其中：所述抓取器机构包括至少两个真空杯；以及所述真空杯中的每个具有真空控制阀，所述真空控制阀独立于其它真空杯操作。 18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抓取器机构包括一个或多个真空杯，以抓取货物物品。 19.根据权利要求1所述的系统，其中：所述机器人包括EoAT俯仰-偏航接合件，所述EoAT俯仰-偏航接合件将所述EoAT连接到所述桅杆；以及所述EoAT俯仰-偏航接合件被配置为在俯仰方向和/或偏航方向上移动所述EoAT。 20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括偏航枢转轴；枢转块，限定轴通道，所述偏航枢转轴延伸通过所述轴通道；齿条齿轮，可旋转地联接到所述偏航枢转轴，以围绕所述偏航枢转轴旋转；以及小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的位置处接合所述齿条齿轮。 21.根据权利要求20所述的系统，其中：所述EoAT俯仰-偏航接合件包括连接到所述EoAT的EoAT支架；所述EoAT支架具有至少一对凸缘，所述凸缘限定支架腔室，所述枢转块被设置在所述支架腔室中；以及所述偏航枢转轴在所述凸缘之间延伸。 22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括：俯仰驱动轴，以固定方式被紧固到所述枢转块；俯仰驱动滑轮，被紧固到所述俯仰驱动轴，以当旋转时在俯仰方向上移动所述EoAT；以及偏航驱动齿轮，以固定方式联接到所述小齿轮，其中，所述偏航驱动齿轮可旋转地联接到所述俯仰驱动轴，以当围绕所述俯仰驱动轴旋转时在偏航方向上移动所述EoAT。 23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括：第二小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的第二位置处接合所述齿条齿轮，其中，所述第二小齿轮被定位成与所述小齿轮相对，以及，所述偏航枢转轴位于其之间中；第一滑轮，连接到所述小齿轮，以旋转所述小齿轮；第二滑轮，连接到所述第二小齿轮，以旋转所述第二小齿轮；其中，所述齿条齿轮以固定方式被紧固到一对凸缘中的一个；其中，所述枢转块限定齿条腔室，所述齿条齿轮被设置在所述齿条腔室中，第一小齿轮腔室，所述小齿轮被设置在所述第一小齿轮腔室中，第二小齿轮腔室，所述第二小齿轮被设置在所述第二小齿轮腔室中，第一齿轮接合通道，在所述齿条腔室和所述第一小齿轮腔室之间延伸，以及第二齿轮接合通道，在所述齿条腔室和所述第二小齿轮腔室之间延伸；其中，所述小齿轮和所述第二小齿轮被配置为当在相同方向上旋转时在俯仰方向上移动所述EoAT；以及其中，所述小齿轮和所述第二小齿轮被配置为当在相对方向上旋转时在偏转方向上移动所述EoAT。 24.根据权利要求20所述的系统，其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括：第二小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的第二位置处接合所述齿条齿轮，其中，所述第二小齿轮被定位成与所述小齿轮相对，以及，所述偏航枢转轴位于其之间中。 25.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机器人包括桅杆致动器系统，所述桅杆致动器系统被配置为在偏航方向、俯仰方向和/或纵向方向上移动所述桅杆。 26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述桅杆致动器系统包括：桅杆偏航控制子系统，联接到所述基部单元，以在偏航方向上控制所述桅杆的移动；以及桅杆俯仰控制子系统，联接到所述桅杆偏航控制子系统，以在俯仰方向和纵向方向上控制所述桅杆的移动。 27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述桅杆偏航控制子系统包括：桅杆基部，可旋转地联接到所述基部单元，其中，所述桅杆俯仰控制子系统由所述桅杆基部支撑；以及桅杆偏航驱动马达，被紧固到所述基部单元，其中，所述桅杆偏航驱动器联接到所述桅杆基部，以使所述桅杆基部在偏航方向上相对于所述基部单元旋转。 28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述桅杆偏航控制子系统包括：桅杆偏航驱动齿轮箱，被安装到基部单元；以及其中，所述桅杆偏航驱动齿轮箱将所述桅杆偏航驱动马达操作性地联接到所述桅杆基部。 29.根据权利要求27所述的系统，其中，所述桅杆俯仰控制子系统包括：桅杆延伸臂，枢转地联接在所述桅杆基部和所述桅杆之间，其中，所述桅杆延伸臂被配置为枢转，以导致所述桅杆和所述EoAT在纵向方向上水平地移动；以及桅杆俯仰臂，枢转地联接在所述桅杆基部和所述桅杆之间，其中，所述桅杆俯仰臂被配置为移动，以在俯仰方向上控制所述桅杆的移动。 30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述桅杆俯仰控制子系统包括：延伸驱动器，被安装到所述桅杆基部；延伸曲柄，联接到所述延伸驱动器；延伸链接件，将所述延伸曲柄连接到所述桅杆延伸臂；其中，所述延伸驱动器被配置为旋转所述延伸曲柄，以枢转所述桅杆延伸臂；俯仰驱动器，被安装到所述桅杆基部；俯仰曲柄，联接到所述俯仰驱动器；其中，所述桅杆俯仰臂枢转地联接到所述俯仰曲柄；以及其中，所述俯仰驱动器被配置为旋转所述俯仰曲柄，以移动所述桅杆俯仰臂。 31.根据权利要求25所述的系统，还包括：平衡系统，联接到所述桅杆，以平衡所述桅杆的重量。 32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述平衡系统包括联接到所述桅杆的空气弹簧。 33.根据权利要求25所述的系统，还包括：基部单元输送器，操作性地连接所述基部单元和所述桅杆，以在所述桅杆和主输送器系统之间运输货物物品，其中，所述基部单元输送器具有可延伸的长度；桅杆连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述桅杆，其中，所述桅杆连接接合件被配置为允许所述基部单元输送器和所述桅杆之间的多向移动；以及基部连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述基部单元，其中，所述基部连接接合件被配置为在偏转方向和俯仰方向上允许所述基部单元输送器的移动。 34.根据权利要求1所述的系统，还包括：基部单元输送器，操作性地连接所述基部单元和所述桅杆，其中，所述基部单元输送器被配置为以叠缩的方式延伸；桅杆连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述桅杆，其中，所述桅杆连接接合件被配置为允许所述基部单元输送器和所述桅杆之间的多向移动；以及基部连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述基部单元，其中，所述基部连接接合件被配置为在偏转方向和俯仰方向上允许所述基部单元输送器的移动。 35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述基部单元输送器包括：桅杆部段，经由所述桅杆连接接合件连接到所述桅杆；过渡部段，经由所述基部单元连接接合件连接到所述基部单元，其中，所述桅杆部段和所述过渡部段嵌套在一起；以及叠缩接合件，将所述桅杆部段连接到所述过渡部段，以允许所述桅杆部段相对于所述过渡部段以叠缩的方式移动。 36.根据权利要求35所述的系统，其中：所述桅杆部段包括桅杆部段输送器，以及桅杆部段输送器马达，被配置为为所述桅杆部段输送器提供动力；所述过渡部段包括过渡部段输送器，以及过渡部段输送器马达，被配置为为所述过渡部段输送器提供动力；以及其中，所述桅杆部段输送器马达和所述过渡部段输送器马达被配置为独立于彼此地操作。 37.根据权利要求34所述的系统，其中，所述桅杆连接接合件包括球形接合件，以有助于所述桅杆和所述基部单元输送器之间在俯仰方向和偏航方向两者上的相对移动。 38.根据权利要求34所述的系统，其中，所述基部连接接合件包括：转盘接合件，可旋转地联接到所述基部单元；输送器轴支架，限定轴开口；以及输送器轴，被可旋转地接收在所述轴开口中。 39.根据权利要求1所述的系统，其中，所述运输系统包括一个或多个自供能的轮，所述轮被配置为相对于所述基部单元旋转至少九十度（90°）。 40.根据权利要求1所述的系统，还包括：主输送器系统；以及可延伸输送器，联接在所述机器人和所述主输送器之间。 41.系统，包括：臂端部工具（EoAT），包括 EoAT输送器，被配置为移动货物物品，抓取器机构，被配置为在缩回位置和延伸位置之间移动，其中，所述抓取器机构包括一个或多个真空杯，以抓取货物物品，其中，当处于缩回位置中时，所述抓取器机构位于所述EoAT输送器处或下方，以有助于货物物品沿着所述EoAT输送器的无障碍移动，以及其中，当处于延伸位置中时，所述抓取器机构升高到所述EoAT输送器上方，以抓取货物物品。 42.根据权利要求41所述的系统，其中，所述抓取器机构包括：载架；延伸机构，联接到所述载架，以使所述抓取器机构相对于所述EoAT输送器竖直延伸；以及抓取部段，联接到所述延伸机构，其中，所述抓取部段被配置为抓取货物物品。 43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述EoAT包括：凸轮轨道，所述载架沿着所述凸轮轨道行进，其中，所述凸轮轨道被定形，以引导所述延伸机构，以使所述抓取机构在缩回位置和延伸位置之间移动；以及驱动轨道，联接到所述载架，以在纵向方向上沿着所述凸轮轨道引导所述载架，以使所述抓取器机构在缩回位置和延伸位置之间移动。 44.根据权利要求43所述的系统，其中：所述载架包括凸轮从动件，所述凸轮从动件联接到所述延伸机构；以及随着所述载架在纵向方向上沿着所述凸轮轨道移动，所述凸轮从动件沿着凸轮轨道行进。 45.根据权利要求44所述的系统，其中，所述凸轮轨道包括：缩回部段，其中，所述抓取器机构被定位在缩回位置处；接合部段，其中，所述抓取器机构处于延伸位置处；以及过渡部段，位于所述缩回部段和所述接合部段之间。 46.根据权利要求41所述的系统，还包括： EoAT俯仰-偏航接合件，连接到所述EoAT；以及所述EoAT俯仰-偏航接合件被配置为在俯仰方向和/或偏航方向上移动所述EoAT。 47.根据权利要求19所述的系统，其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括偏航枢转轴；枢转块，限定轴通道，所述偏航枢转轴延伸通过所述轴通道；齿条齿轮，可旋转地联接到所述偏航枢转轴，以围绕所述偏航枢转轴旋转；以及小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的位置处接合所述齿条齿轮。 48.根据权利要求41所述的系统，还包括：机器人，包括基部单元，具有运输系统，以移动所述基部单元，桅杆，从所述基部单元延伸，所述桅杆具有桅杆输送器；以及所述EoAT，联接到所述桅杆。 49.根据权利要求41所述的系统，其中：所述EoAT包括具有前端部的引导轨道，所述引导轨道比所述EoAT延伸得更长；以及所述前端部是弹簧偏置的。 50.根据权利要求41所述的系统，其中，所述EoAT具有视觉传感器，以感测货物物品。 51.系统，包括：臂端部工具（EoAT），具有EoAT输送器；桅杆，具有桅杆输送器； EoAT俯仰-偏航接合件，将所述EoAT连接到所述桅杆；其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件被配置为在俯仰方向和/或偏航方向上移动所述EoAT，以保持所述EoAT输送器和所述桅杆输送器对准；其中，所述EoAT俯仰-偏航接合件包括偏航枢转轴，齿条齿轮，可旋转地联接到所述偏航枢转轴，以围绕所述偏航枢转轴旋转，第一小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的位置处接合所述齿条齿轮，以及第二小齿轮，在横向于所述齿条齿轮的第二位置处接合所述齿条齿轮。 52.根据权利要求51所述的系统，其中：所述桅杆输送器包括桅杆输送带；以及所述EoAT俯仰-偏航接合件包括：枢转壳体；桅杆输送器滑轮，可旋转地联接到所述枢转壳体，以及其中，所述桅杆输送带接合所述桅杆输送器滑轮。 53.系统，包括：基部单元，具有运输系统，以移动所述基部单元；桅杆，具有联接到所述基部单元的桅杆输送器；桅杆致动器系统，被配置为在偏航方向、俯仰方向和/或纵向方向上相对于所述基部单元移动所述桅杆，其中，所述桅杆致动器系统包括桅杆偏航控制子系统，联接到所述基部单元，以控制所述桅杆在偏航方向上的移动，以及桅杆俯仰控制子系统，联接到所述桅杆偏航控制子系统，以控制所述桅杆在俯仰方向和纵向方向上的移动。 54.根据权利要求53所述的系统，其中，所述桅杆偏航控制子系统包括：桅杆基部，可旋转地联接到所述基部单元，所述桅杆俯仰控制子系统由所述桅杆基部支撑；桅杆偏航驱动马达，被紧固到所述基部单元，其中，所述桅杆偏航驱动器联接到所述桅杆基部，以在偏航方向上相对于所述基部单元旋转所述桅杆基部。 55.根据权利要求54所述的系统，其中，所述桅杆俯仰控制子系统包括：桅杆延伸臂，枢转地联接在所述桅杆基部和所述桅杆之间，其中，所述桅杆延伸臂被配置为枢转，以导致所述桅杆和所述EoAT在纵向方向上水平移动；以及桅杆俯仰臂，枢转地联接在所述桅杆基部和所述桅杆之间，其中，所述桅杆俯仰臂被配置为移动，以在俯仰方向上控制所述桅杆的移动。 56.根据权利要求53所述的系统，还包括：基部单元输送器，操作性地连接所述基部单元和所述桅杆，以运输货物物品，其中，所述基部单元输送器具有可延伸的长度；桅杆连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述桅杆，其中，所述桅杆连接接合件被配置为允许所述基部单元输送器和所述桅杆之间的多向移动；以及基部连接接合件，将所述基部单元输送器连接到所述基部单元，其中，所述基部连接接合件被配置为在偏转方向和俯仰方向上允许所述基部单元输送器移动。 57.方法，包括：将臂端部工具（EoAT）定位在货物物品附近，其中，所述EoAT具有EoAT输送器，其中，所述EoAT包括具有一个或多个真空杯的抓取器机构；利用所述抓取器机构的所述真空杯紧固货物物品；通过沿着所述EoAT移动所述抓取器机构而利用所述抓取器机构将货物物品拉动到所述EoAT输送器上；将所述抓取器机构缩回在所述EoAT输送器处或下方到缩回位置；以及当所述抓取器机构处于缩回位置中时，利用所述EoAT输送器在所述抓取器机构上方移动货物物品。 58.根据权利要求57所述的方法，还包括：其中，所述定位包括利用联接到所述EoAT的桅杆而移动所述EoAT；其中，所述桅杆包括桅杆输送器；以及将货物物品从所述EoAT输送器转移到所述桅杆输送器。 59.根据权利要求57所述的方法，还包括：在所述紧固之前，将所述抓取器机构从缩回位置移动到延伸位置；以及其中，当处于延伸位置中时，所述抓取器机构升高到所述EoAT输送器上方，以抓取货物物品。 60.根据权利要求57所述的方法，其中，所述拉动包括拉动货物物品，而第二货物物品堆叠在所述货物物品上。 61.方法，包括：定位臂端部工具（EoAT），其中，所述EoAT具有EoAT输送器，其中，抓取器机构包括一个或多个真空杯；当所述抓取器机构处于缩回位置中时，利用所述EoAT输送器在所述抓取器机构上方移动货物物品；在所述移动货物物品之后，将所述抓取器机构从缩回位置延伸到延伸位置，其中，所述抓取器机构升高到所述EoAT输送器上方，以接触货物物品；以及通过沿着所述EoAT移动所述抓取器机构而利用所述抓取器机构将货物物品推送下所述EoAT输送器。 62.根据权利要求61所述的方法，还包括：其中，所述定位包括利用联接到所述EoAT的桅杆而移动所述EoAT；其中，所述桅杆包括桅杆输送器；以及将货物物品从所述桅杆输送器转移到所述EoAT输送器。 63.根据权利要求61所述的方法，其中，所述推送包括推送货物物品，而第二货物物品堆叠在所述货物物品上。
所属类别：	发明专利