CN104772750A - 一种移动升降机器人 - Google Patents

Abstract

一种移动升降机器人，底盘连固定支片，固定支片间设万向轮，步进电机与万向轮连。底盘连滑台机构A。滑块连活动杆A，支耳连活动杆B。活动杆A、B设连接块。中盘设滑槽，连接块插在滑槽通孔内，中盘连支撑柱。中、上盘之间连工型固定架，工型固定架与肩部前后摆动关节连，肩部前后摆动关节与肩部左右摆动关节连。肩部左右摆动关节与肘部关节连。肘部关节与腕部关节相连。腕部关节连机械手。上盘连滑台机构B，滑台机构B上设滑台机构C。滑台机构连圆盘，圆盘设伺服电机，圆形槽连轨道轮，轨道轮连金属支片，金属支片连上盘。伺服电机与上盘连。上盘设支撑架。本发明可实现指定物体的升降问题，并且通过结构上的协调实现制定物体的精确悬挂。

Description

一种移动升降机器人

技术领域 本发明涉及机电设备技术领域，尤其是一种机器人。

背景技术 传统的机器人因为操作简单，稳定可靠，工作效率高等特点被应用于生活的各个领域，但是仍然存在很多问题，例如机体不能升降，只能在较小的空间中进行作业。它的不足之处：当需要将指定物体由低处悬挂到高处指定位置时，由于自身的结构和精度不够而无法实现物体的精确悬挂。

发明内容 本发明的目的是提供一种可实现指定物体的升降问题，并且通过结构上的协调实现制定物体的精确悬挂的移动升降机器人。

本发明主要包括：底盘、固定支片、万向轮、轴承、步进电机、底盘滑台、挡板、T型滑块、金属杆A、金属杆B、金属杆C、滑台机构A、支耳、活动杆A、联接轴、圆柱形连接块、中盘、滑槽、支撑柱、上盘、工型固定架、肩部前后摆动关节、肩部左右摆动关节、U型金属杆A、连接机构A、舵盘A、舵机金属固定壳A、舵机轴A、舵机A、倒U型金属杆B、连接机构B、L型连接板、肘部关节、倒U型金属杆C、连接机构C、连接机构D、腕部关节、机械手、T型滑片、T型固定片、钳爪、连接片、舵架、舵机、滑台机构B、滑台机构C、圆盘、伺服电机、轨道轮、金属支片和支撑架。其中，底盘为正方形，最好该底盘的四角均为倒角。在该底盘的下表面固定连接4组固定支片，4组固定支片呈十字排列，且关于底盘的中心对称。在每个固定支片的中部设有通孔，在每组固定支片之间设有万向轮，该万向轮的中心处设有轴承，每个步进电机通过上述轴承和固定支片中部的通孔，与万向轮相连，且每个步进电机分别固定在靠近底盘中心的固定支片的内侧。在上述底盘的上表面固定连接2组底盘滑台，每组底盘滑台由两个相互平行的底盘滑台组成，每组底盘滑台的一端通过挡板固定连接，另一端通过T型滑块下部的左右两侧相连。该每块挡板和T型滑块 内壁分别设有位置相对应的3个通孔，在上述每个底盘滑台之间分别设有相互平行的三根金属杆，3根金属杆从左至右分别为金属杆A、金属杆B和金属杆C，该金属杆A和金属杆C的外径相同。该金属杆B的外径比上述金属杆A和金属杆C的外径大，金属杆B的外壁上设有螺纹。该金属杆A、金属杆B和金属杆C的一端分别活动连接在挡板的通孔内，金属杆A和金属杆C的另一端分别活动连接在T型滑块的通孔内，该金属杆B的另一端穿过上述T型滑块的通孔，与该置于T型滑块外部的步进电机相连。上述底盘滑台、挡板、T型滑块、金属杆A、金属杆B、金属杆C和步进电机构成滑台机构A。在每个底盘滑台的一端的上部设有支耳，该支耳内的中部设有通孔。在每个滑块的上端的两侧分别设有通孔，滑块上的通孔与上述支耳的通孔位置相对应。在每个滑块的通孔内分别连接活动杆A，在对应的每个支耳的通孔内分别活动连接活动杆B，每组活动杆A和活动杆B分别交叉，两个相邻的交叉处通过联接轴相连。在每个活动杆A和活动杆B的自由端分别设有圆柱形连接块。中盘为正方形，最好中盘的四角均为倒角。在中盘的下表面设有3对滑槽，每个滑槽的两端分别设有通孔，上述每个活动杆A和活动杆B自由端的连接块分别插接在滑槽的通孔内，每组活动杆A和活动杆B的两端在同一平面内。在上述中盘的上表面固定连接5根支撑柱，该支撑柱的上端固定连接上盘，上盘为正方形，最好该上盘的四角均为倒角。在上述中盘和上盘的左右两侧，中盘和上盘之间分别通过螺栓固定连接工型固定架，该工型固定架的另一端与肩部前后摆动关节通过螺栓活动连接，肩部前后摆动关节为方形框体。肩部前后摆动关节与肩部左右摆动关节活动连接。肩部左右摆动关节由U型金属杆A和连接机构A组成，连接机构A包括舵盘A、舵机金属固定壳A、舵机轴A和舵机A，在该U型金属杆A的两个自由端分别设有通孔，每个通孔内分别插接舵盘A，舵机金属固定壳A的底面 上设有一个通孔，且该通孔内插接U型金属杆A的自由端的一个舵盘内。在该舵机金属固定壳A的内部固定连接舵机A，在该舵机金属固定壳侧面上固定连接舵盘A，该舵盘A与连接机构的舵机轴A活动连接。肩部左右摆动关节的U型金属杆A下端与倒U型金属杆B的上端固定连接，倒U型金属杆B与连接机构B相连，在该连接机构B的外壁上固定连接一个L型连接板，上述倒U型金属杆B、连接机构B和L型连接板组成肘部关节。在该L型连接板的下端活动连接倒U型金属杆C，在该倒U型金属杆C与连接机构C相连，该连接机构C与连接机构D固定连接，连接机构D与连接机构C相垂直，倒U型金属杆C、连接机构C和连接机构D组成腕部关节，且连接机构A、连接机构B、连接机构C和连接机构D的结构相同。该腕部关节的下部活动连接机械手。该机械手主盘呈U型，在机械手主盘的上端通过螺栓连接T型滑片，在该T型滑片的两端分别套接T型固定片，在每个T型固定片的上端分别设有钳爪。T型固定片的下端通过螺栓连接弧形连接片的一端，弧形连接片的另一端与舵架连接，舵架中心套接在舵机的输出轴上，该舵机固定在机械手U型主盘中。在上盘的上表面固定连接一个滑台机构B，在滑台机构B的上部设有滑台机构C，滑台机构B与滑台机构C相互垂直，滑台机构B、滑台机构C与上述滑台机构A的结构相同，滑台机构B、滑台机构C构成十字滑台机构。滑台机构C的T型滑块的上端固定连接圆盘，该圆盘的上表面设有与其同心的圆形槽，在圆盘上表面的中心处设有伺服电机，在圆形槽内滑动连接4个轨道轮，每个轨道轮中心的两侧分别固定连接一组金属支片，4组金属支片关于圆盘的中心对称，且每两个相邻组金属支片之间的距离相同，该金属支片的上端固定连接在上盘的下表面。该伺服电机的上端与上盘的下表面固定连接。在上盘的上表面设有一组位置相对应的支撑架，最好该支撑架的截面为凹字形。

本发明在使用时，以水平地面为XOY坐标平面，以与水平地面垂直的方向为Z轴方向，通过底盘下端的步进电机带动四个全向轮，可以快捷的实现机器人在水平面的任意方向移动。在底盘上部的十字滑块机构，通过步进电机对T型滑块的控制，实现机器人在Z轴方向的伸缩，使得机器人能够稳定的达到要求的高度；用于固定主体两侧的两个机械手臂，机械手臂可以在机器人达到预定高度时，托举需要悬挂的物体，将物体放置在上盘的上表面上；上盘由两个十字滑台机构和一个可旋转的圆盘组成，通过伺服电机带动圆盘的旋转，实现圆盘在X、Y轴方向上的微调，并且旋转可以根据悬挂点的位置将物体旋转相应的角度，使物体按照规定的角度悬挂到预定的位置。

本发明与现有技术相比具有如下优点：可实现指定物体的升降问题，并且通过结构上的协调实现制定物体的精确悬挂。

附图说明

图1为该机器人的立体示意简图；

图2为该机器人的侧视示意简图；

图3为该机器人的底面示意简图；

图4为该机器人的底盘的局部示意简图；

图5为该机器人的底盘及升降结构的局部示意简图；

图6为该机器人的上盘及中盘的局部示意简图；

图7为该机器人的上盘旋转圆盘的局部示意简图；

图8为该机器人的上盘俯视图；

图9为该机器人的机械手臂及与主体联接示意简图；

图10为该机器人的机械手视图；

图11为该机器人的机械手臂连接机构示意简图。

其中：1、底盘，2、固定支片，3、万向轮，4、轴承，5、步进电机，6、底盘滑台，7、挡板，8、T型滑块，9、金属杆A，10、金属杆B，11、金属杆C， 12、步进电机，13、滑台机构A，14、支耳，15、活动杆A，16、活动杆B，17、联接轴，18、圆柱形连接块，19、中盘，20、滑槽，21、支撑柱，22、上盘，23、工型固定架，24、肩部前后摆动关节，25、肩部左右摆动关节，26、U型金属杆A，27、连接机构A，28、舵盘A，29、舵机金属固定壳A，30、舵机轴A，31、舵机A，32、倒U型金属杆B，33、连接机构B，34、L型连接板，35、肘部关节，36、倒U型金属杆C，37、连接机构C，38、连接机构D，39、腕部关节，40、机械手，41、T型滑片，42、T型固定片，43、钳爪，44、弧形连接片，45、舵架，46、舵机，47、滑台机构B，48、滑台机构C，49、圆盘，50、伺服电机，51、轨道轮，52、金属支片，53、支撑架。

具体实施方式 图1至图11为本发明的示意简图，底盘1为正方形，该底盘的四角均为倒角。在该底盘的下表面固定连接4组固定支片2，4组固定支片呈十字排列，且关于底盘的中心对称。在每个固定支片的中部设有通孔，在每组固定支片之间设有万向轮3，该万向轮的中心处设有轴承4，每个步进电机5通过上述轴承和固定支片中部的通孔，与万向轮相连，且每个步进电机分别固定在靠近底盘中心的固定支片的内侧。在上述底盘的上表面固定连接2组底盘滑台6，每组底盘滑台由两个相互平行的底盘滑台组成，每组底盘滑台的一端通过挡板7固定连接，另一端通过T型滑块8下部的左右两侧相连。该每块挡板和T型滑块内壁分别设有位置相对应的3个通孔，在上述每个底盘滑台之间分别设有相互平行的三根金属杆，3根金属杆从左至右分别为金属杆A9、金属杆B10和金属杆C11，该金属杆A和金属杆C的外径相同。该金属杆B的外径比上述金属杆A和金属杆C的外径大，金属杆B的外壁上设有螺纹。该金属杆A、金属杆B和金属杆C的一端分别活动连接在挡板的通孔内，金属杆A和金属杆C的另一端分别活动连接在T型滑块的通孔内，该金属杆B的另一端穿过上述T型滑块的通孔，与该置于T型滑块外部的步进电机12相连。上述底盘滑台、挡 板、T型滑块、金属杆A、金属杆B、金属杆C和步进电机构成滑台机构A13。在每个底盘滑台的一端的上部设有支耳14，该支耳内的中部设有通孔。在每个滑块的上端的两侧分别设有通孔，滑块上的通孔与上述支耳的通孔位置相对应。在每个滑块的通孔内分别连接活动杆A15，在对应的每个支耳的通孔内分别活动连接活动杆B16，每组活动杆A和活动杆B分别交叉，两个相邻的交叉处通过联接轴17相连。在每个活动杆A和活动杆B的自由端分别设有圆柱形连接块18。中盘19为正方形，中盘的四角均为倒角。在中盘的下表面设有3对滑槽20，每个滑槽的两端分别设有通孔，上述每个活动杆A和活动杆B自由端的连接块分别插接在滑槽的通孔内，每组活动杆A和活动杆B的两端在同一平面内。在上述中盘的上表面固定连接5根支撑柱21，该支撑柱的上端固定连接上盘22，上盘为正方形，该上盘的四角均为倒角。在上述中盘和上盘的左右两侧，中盘和上盘之间分别通过螺栓固定连接工型固定架23，该工型固定架的另一端与肩部前后摆动关节24通过螺栓活动连接，肩部前后摆动关节为方形框体。肩部前后摆动关节与肩部左右摆动关节25活动连接。肩部左右摆动关节由U型金属杆A26和连接机构A27组成，连接机构A包括舵盘A28、舵机金属固定壳A29、舵机轴A30和舵机A31，在该U型金属杆A的两个自由端分别设有通孔，每个通孔内分别插接舵盘A，舵机金属固定壳A的底面上设有一个通孔，且该通孔内插接U型金属杆A的自由端的一个舵盘内。在该舵机金属固定壳A的内部固定连接舵机A，在该舵机金属固定壳侧面上固定连接舵盘A，该舵盘A与连接机构A的舵机轴A活动连接。肩部左右摆动关节的U型金属杆A下端与倒U型金属杆B32的上端固定连接，倒U型金属杆B与连接机构B33相连，在该连接机构B的外壁上固定连接一个L型连接板34，上述倒U型金属杆B、连接机构B和L型连接板组成肘部关节35。在该L型连接板的下端活动连接倒U型金 属杆C36，在该倒U型金属杆C与连接机构C37相连，该连接机构C与连接机构D38固定连接，连接机构D与连接机构C相垂直，倒U型金属杆C、连接机构C和连接机构D组成腕部关节39，且连接机构A、连接机构B、连接机构C和连接机构D的结构相同。该腕部关节的下部活动连接机械手40。该机械手主盘呈U型，在机械手主盘的上端通过螺栓连接T型滑片41，在该T型滑片的两端分别套接T型固定片42，在每个T型固定片的上端分别设有钳爪43。T型固定片的下端通过螺栓连接弧形连接片44的一端，弧形连接片的另一端与舵架45连接，舵架中心套接在舵机46的输出轴上，该舵机固定在机械手U型主盘中。在上盘的上表面固定连接一个滑台机构B47，在滑台机构B的上部设有滑台机构C48，滑台机构B与滑台机构C相互垂直，滑台机构B、滑台机构C与上述滑台机构A的结构相同，滑台机构B、滑台机构C构成十字滑台机构。滑台机构C的T型滑块的上端固定连接圆盘49，该圆盘的上表面设有与其同心的圆形槽，在圆盘上表面的中心处设有伺服电机50，在圆形槽内滑动连接4个轨道轮51，每个轨道轮中心的两侧分别固定连接一组金属支片52，4组金属支片关于圆盘的中心对称，且每两个相邻组金属支片之间的距离相同，该金属支片的上端固定连接在上盘的下表面。该伺服电机的上端与上盘的下表面固定连接。在上盘的上表面设有一组位置相对应的支撑架53，该支撑架的截面为凹字形。

Claims (5)

1.一种移动升降机器人，主要包括底盘、固定支片、万向轮、轴承、步进电机、底盘滑台、挡板、T型滑块、金属杆A、金属杆B、金属杆C、滑台机构A、支耳、活动杆A、联接轴、圆柱形连接块、中盘、滑槽、支撑柱、上盘、工型固定架、肩部前后摆动关节、肩部左右摆动关节、U型金属杆A、连接机构A、舵盘A、舵机金属固定壳A、舵机轴A、舵机A、倒U型金属杆B、连接机构B、L型连接板、肘部关节、倒U型金属杆C、连接机构C、连接机构D、腕部关节、机械手、T型滑片、T型固定片、钳爪、连接片、舵架、舵机、滑台机构B、滑台机构C、圆盘、伺服电机、轨道轮、金属支片和支撑架，其特征在于：底盘为正方形，在该底盘的下表面固定连接4组固定支片，4组固定支片呈十字排列，且关于底盘的中心对称，在每个固定支片的中部设有通孔，在每组固定支片之间设有万向轮，该万向轮的中心处设有轴承，每个步进电机通过上述轴承和固定支片中部的通孔，与万向轮相连，且每个步进电机分别固定在靠近底盘中心的固定支片的内侧，在上述底盘的上表面固定连接2组底盘滑台，每组底盘滑台由两个相互平行的底盘滑台组成，每组底盘滑台的一端通过挡板固定连接，另一端通过T型滑块下部的左右两侧相连，该每块挡板和T型滑块内壁分别设有位置相对应的3个通孔，在上述每个底盘滑台之间分别设有相互平行的三根金属杆，3根金属杆从左至右分别为金属杆A、金属杆B和金属杆C，该金属杆A和金属杆C的外径相同，该金属杆B的外径比上述金属杆A和金属杆C的外径大，金属杆B的外壁上设有螺纹，该金属杆A、金属杆B和金属杆C的一端分别活动连接在挡板的通孔内，金属杆A和金属杆C的另一端分别活动连接在T型滑块的通孔内，该金属杆B的另一端穿过上述T型滑块的通孔，与该置于T型滑块外部的步进电机相连，上述底盘滑台、挡板、T型滑块、金属杆A、金属杆B、金属杆C和步进电机构成滑台机构A，在每个底盘滑台的一端的上部设有支耳，该支耳内的中部设有通孔，在每个滑块的上端的两侧分别设有通孔，滑块上的通孔与上述支耳的通孔位置相对应，在每个滑块的通孔内分别连接活动杆A，在对应的每个支耳的通孔内分别活动连接活动杆B，每组活动杆A和活动杆B分别交叉，两个相邻的交叉处通过联接轴相连，在每个活动杆A和活动杆B的自由端分别设有圆柱形连接块，中盘为正方形，在中盘的下表面设有3对滑槽，每个滑槽的两端分别设有通孔，上述每个活动杆A和活动杆B自由端的连接块分别插接在滑槽的通孔内，每组活动杆A和活动杆B的两端在同一平面内，在上述中盘的上表面固定连接5根支撑柱，该支撑柱的上端固定连接上盘，上盘为正方形，在上述中盘和上盘的左右两侧，中盘和上盘之间分别通过螺栓固定连接工型固定架，该工型固定架的另一端与肩部前后摆动关节通过螺栓活动连接，肩部前后摆动关节为方形框体，肩部前后摆动关节与肩部左右摆动关节活动连接，肩部左右摆动关节由U型金属杆A和连接机构A组成，连接机构A包括舵盘A、舵机金属固定壳A、舵机轴A和舵机A，在该U型金属杆A的两个自由端分别设有通孔，每个通孔内分别插接舵盘A，舵机金属固定壳A的底面上设有一个通孔，且该通孔内插接U型金属杆A的自由端的一个舵盘内，在该舵机金属固定壳A的内部固定连接舵机A，在该舵机金属固定壳侧面上固定连接舵盘A，该舵盘A与连接机构的舵机轴A活动连接，肩部左右摆动关节的U型金属杆A下端与倒U型金属杆B的上端固定连接，倒U型金属杆B与连接机构B相连，在该连接机构B的外壁上固定连接一个L型连接板，上述倒U型金属杆B、连接机构B和L型连接板组成肘部关节，在该L型连接板的下端活动连接倒U型金属杆C，在该倒U型金属杆C与连接机构C相连，该连接机构C与连接机构D固定连接，连接机构D与连接机构C相垂直，倒U型金属杆C、连接机构C和连接机构D组成腕部关节，且连接机构A、连接机构B、连接机构C和连接机构D的结构相同，该腕部关节的下部活动连接机械手，该机械手主盘呈U型，在机械手主盘的上端通过螺栓连接T型滑片，在该T型滑片的两端分别套接T型固定片，在每个T型固定片的上端分别设有钳爪，T型固定片的下端通过螺栓连接弧形连接片的一端，弧形连接片的另一端与舵架连接，舵架中心套接在舵机的输出轴上，该舵机固定在机械手U型主盘中，在上盘的上表面固定连接一个滑台机构B，在滑台机构B的上部设有滑台机构C，滑台机构B与滑台机构C相互垂直，滑台机构B、滑台机构C与上述滑台机构A的结构相同，滑台机构B、滑台机构C构成十字滑台机构，滑台机构C的T型滑块的上端固定连接圆盘，该圆盘的上表面设有与其同心的圆形槽，在圆盘上表面的中心处设有伺服电机，在圆形槽内滑动连接4个轨道轮，每个轨道轮中心的两侧分别固定连接一组金属支片，4组金属支片关于圆盘的中心对称，且每两个相邻组金属支片之间的距离相同，该金属支片的上端固定连接在上盘的下表面，该伺服电机的上端与上盘的下表面固定连接，在上盘的上表面设有一组位置相对应的支撑架。

2.根据权利要求1所述的一种移动升降机器人，其特征在于：该底盘的四角均为倒角。

3.根据权利要求1或2所述的一种移动升降机器人，其特征在于：中盘的四角均为倒角。

4.根据权利要求3所述的一种移动升降机器人，其特征在于：上盘的四角均为倒角。

5.根据权利要求4所述的一种移动升降机器人，其特征在于：该支撑架的截面为凹字形。