[發(fā)明專利]3D驅(qū)動單元和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780069496.X
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109923485A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 格雷戈里·紐厄爾;菲利佩·卡西米羅
• 申請（專利權(quán)）人: 格雷戈里·紐厄爾;菲利佩·卡西米羅
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;B66F9/06
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51258
• 代理人: 魏彥;洪玉姬

本申請涉及模塊化驅(qū)動裝置及其在用于接合和移動重物的系統(tǒng)中的用途，解決了在低輪廓負載形式(例如標準托盤和推車)下配合的問題，同時仍提供足夠的提升扭矩和輸送扭矩。公開了一種三維驅(qū)動單元(120)，包括安裝在筒形旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器殼體組件(210)中的一個或多個被驅(qū)動的輪，所述筒形旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器殼體組件本身被支撐但能夠在筒形非旋轉(zhuǎn)底座套管(130)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其間是滑環(huán)組件(150)。該解決方案用于具有通常應(yīng)用的材料的機器人運輸，包括接合和移動托盤、紙卷、電纜卷筒、車輛、推車等。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及用于在任意方向上接合和移動負載的裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

與輪式負載(例如推車或手推車)或非輪式負載(例如滑板或托盤)接合的、以自動方式/機器人方式控制的牽引機是相對較新的產(chǎn)品類別。由于增大周期時間、減少勞動力含量、減少錯誤等的壓力，這種自動化背后的驅(qū)動力在制造、倉儲、物流行業(yè)中隨處可見，它們的普及程度近年來一直在增加。由于近來在電機技術(shù)、導(dǎo)航傳感器技術(shù)的諸多進步以及當然通常在計算機技術(shù)方面的持續(xù)進步，使得自動化率成為可能。

現(xiàn)在存在許多品牌的自動/機器人負載牽引機，包括來自諸如Amazon Robotics(之前的KIVA Systems)、Fetch Robotics Inc.(VirtualConveyor robots)、ClearpathRobotics Inc.(OTTO)、Motion Controls Robotics Inc.(MCRI)、KUKA(移動平臺)、BMW(智能交通機器人)、SSI Schaefer(Weasel，AGV 2Move)、移動工業(yè)機器人ApS(MiR)以及其他公司的產(chǎn)品。不過，這些設(shè)備的共同局限包括：

i)目前的機器人牽引機，使用傳統(tǒng)設(shè)計，機器人牽引機通常太高而無法在托盤或托盤高度推車下方配合，因此需要額外的裝載和卸載設(shè)備將推車或托盤提升到機器人平臺上。然而，本發(fā)明具有極低的輪廓(在90mm高度下)還具有80mm直徑的驅(qū)動輪，因此能夠在標準的100mm間隙EUR托盤內(nèi)在具有10mm的間隙的情況下進行配合。

ii)目前的機器人牽引機通常具有固定的尺寸、形狀和負載處理能力。然而，使用推車和托盤的客戶通常具有變化的尺寸和高度的推車和托盤。即使是“標準”EUR托盤，但100mm間隙的所有托盤有6種不同的“標準”尺寸。然而，本發(fā)明可以使用驅(qū)動單元之間的伸縮和樞轉(zhuǎn)連桿來改變尺寸和形狀，并且或多或少可以用于增加或減小承載能力。

iii)當前的機器人牽引機是底座、驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器、電池組、控制器等的集成設(shè)計，因此對于大多數(shù)新應(yīng)用，需要全新的機器人牽引機設(shè)計。然而，本發(fā)明將驅(qū)動系統(tǒng)分離，該驅(qū)動系統(tǒng)將驅(qū)動、轉(zhuǎn)向以及升降全部提供到一個緊湊的模塊化低成本單元，然后所述緊湊的模塊化低成本單元可以快速且容易地將其配置成任意期望的最終機器形狀或設(shè)計。

iv)當前的機器人牽引機通常具有非常高的單位成本并且在它們具有商業(yè)意義之前需要大量部署。本發(fā)明結(jié)合了緊湊的成本極其低廉的部件，利用機械優(yōu)勢在需要時倍增扭矩并且使用同一電機用于驅(qū)動、轉(zhuǎn)動和提升功能，而通常是單獨的驅(qū)動系統(tǒng)用于每個功能。此外，該結(jié)構(gòu)設(shè)計為由低成本注塑模制的塑料或擠出鋁型材制造，并且單元尺寸很小，反過來材料使用量也很少。最終的結(jié)果是顯著地降低了驅(qū)動單元的成本，這使得它可以極大的靈活的結(jié)合到許多不同構(gòu)造的機器人牽引機中，用于更廣泛的潛在應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的裝置被稱為“三維驅(qū)動”(Three Dimensional Drive,3DD)單元，除了在“XY”平面中(在地面上向前、向后和向任意方向上轉(zhuǎn)動)中進行運動之外，采用相當大的機械優(yōu)勢，它們可以提升以與其將要搬運的負載接合。通過驅(qū)動組件在其自身殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，3DD也產(chǎn)生豎向提升力，因此產(chǎn)生“Z”方向行進。這允許裝備3DD的系統(tǒng)在負載下行進然后將其提升離開地面(或施加足夠的向上力以向被驅(qū)動的輪提供牽引力，以移動負載)，然后接合所述負載并在地面上在任意方向上移動負載。