CN104772750B - 一种移动升降机器人 - Google Patents
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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
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,在上述每组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。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,在上述每组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。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,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,在上述每组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,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。
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CN104772750A (zh) | 2015-07-15 |
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