CN109514588A - 升降机构、显示屏升降机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种升降机构、显示屏升降机构及机器人，包括驱动臂，包括第一臂和第二臂，其固定连接并且形成预设角度夹角；从动臂，包括第一端和第二端；第一连接件，设置于第一臂与第二臂连接处，第一连接件与驱动臂铰接，第一连接件具有移动部，其与从动臂滑动接触，移动部可沿着从动臂的延伸方向滑动；支撑架，具有直线导轨、第一限位部和第二限位部，直线导轨设置滑动件；安装部，用于安装负载；以及驱动部；其中，滑动件移动至触碰第一限位部或者触碰第二限位部时，驱动部均停止驱动滑动件移动，并且滑动件保持在停止位置。本发明提供的升降机构使机器人可根据用户的交互需要，自动抬升和转动交互屏使交互屏更靠近用户，提升用户交互体验。

Description

升降机构、显示屏升降机构及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种升降机构、显示屏升降机构及机器人。

背景技术

移动机器人在多个领域已经得到了广泛应用。在一些场景中，例如室内办公场景，需要移动机器人具有人机互动功能，这种机器人通常具有用于人机交互的显示屏。然而，为了使机器人能够稳定的移动并执行指令，机器人的高度往往较低。在这种情况下，机器人用于交互的显示屏会与用户之间存在一定距离，导致用户与机器人交互困难，用户体验不佳。

发明内容

本发明有鉴于上述的现有状况而完成的，其目的在于提供一种升降机构，使机器人可根据用户的交互需要，自动抬升和转动交互屏使交互屏更靠近用户，提升用户交互体验。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：

本发明提供一种升降机构，包括：

驱动臂，所述驱动臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂固定连接并且形成预设角度夹角；

从动臂，所述从动臂包括第一端和第二端；

第一连接件，所述第一连接件设置于所述第一臂与所述第二臂的连接处，所述第一连接件与所述驱动臂铰接，所述第一连接件具有移动部，所述移动部与所述从动臂滑动接触，所述移动部可沿着所述从动臂的延伸方向滑动；

支撑架，所述支撑架具有直线导轨、第一限位部和第二限位部，所述直线导轨上设置滑动件；

安装部，所述安装部用于安装负载组件；以及

驱动部，所述驱动部用于驱动所述滑动件沿着所述直线导轨移动；其中，

所述第一臂的远离所述第一连接件的一端铰接于所述滑动件，所述第二臂的远离所述第一连接件的一端铰接于所述安装部，所述第一端铰接于所述支撑架，所述第二端铰接于所述安装部，所述滑动件移动至触碰所述第一限位部或者触碰所述第二限位部时，所述驱动部均停止驱动所述滑动件移动，并且所述滑动件保持在停止位置。

本发明所涉及的升降机构，能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态。

另外，所述支撑架包括第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱对称且平行设置，所述第一支撑柱上设置第一所述直线导轨，所述第二支撑柱上设置第二所述直线导轨，所述第一直线导轨和所述第二直线导轨对称且平行设置，所述第一直线导轨上设置第一所述滑动件，所述第二直线导轨上设置第二所述滑动件，所述第一滑动件与所述第二滑动件之间设置第二连接件，所述驱动臂包括第一驱动臂和第二驱动臂，所述第一驱动臂和所述第二驱动臂对称设置，所述第一驱动臂与所述第一滑动件铰接，所述第二驱动臂与所述第二滑动件铰接，所述从动臂包括第一从动臂和第二从动臂，所述第一从动臂与所述第二从动臂对称设置。在这种情况下，第一驱动臂和第二驱动臂可实现稳定地同步移动。

另外，所述驱动部包括丝杠、丝杠螺母固定件和电机，所述丝杠螺母固定件设置于所述第二连接件上，所述丝杠贯穿所述丝杠螺母固定件，所述丝杠的一端与所述电机连接，所述丝杠与所述直线导轨平行设置。由此，第一驱动臂和第二驱动臂的运动仅需通过同一个电机进行驱动，降低了成本，并且使得第一驱动臂和第二驱动臂的运动保持同步。

另外，所述支撑架包括第一横梁，所述第一横梁分别垂直连接两个所述支撑柱，所述第一横梁包括第一转动部，所述丝杠的所述一端贯穿所述第一转动部，所述一端与所述电机连接。在这种情况下，使电机固定更加牢靠，并且丝杠可以自由转动。

另外，所述支撑架包括第二横梁，所述第二横梁分别垂直连接两个所述支撑柱，所述第二横梁与所述第一横梁平行，所述第二横梁包括第二转动部，所述丝杠的远离所述电机的一端***所述第二转动部中。由此，第一横梁、第二横梁、第一支撑柱、第二支撑柱构成框架结构，提升了机构在工作状态下的稳定性。

另外，所述第一滑动件包括第一铰接部，所述第二滑动件包括第二铰接部，所述第一铰接部和所述第二铰接部分别设置于所述第二连接件的两端，并且与所述第二连接件连接，所述第一驱动臂铰接于所述第一铰接部，所述第二驱动臂铰接于所述第二铰接部。在这种情况下，第一滑动件和第二滑动件实现稳固的连接，确保了第一滑动件和第二滑动件可同步运动。

另外，所述第一限位部和所述第二限位部至少有一个设置于所述支撑柱。由此，滑动件沿着直线导轨移动至预设极限位置时，可触碰位于支撑柱上的限位部，实现在停止在预设位置。

另外，所述安装部包括第一安装板和第二安装板，所述第一驱动臂和所述第一从动臂分别铰接于所述第一安装板，所述第二驱动臂和所述第二从动臂分别铰接于所述第二安装板，所述第一安装板与所述第二安装板朝向相同且对称设置。由此，通过使用两个安装板，可减小安装板整体所占空间大小，既节省材料又降低了升降机构的整体重量。

本发明还提供一种显示屏升降机构，所述显示屏升降机构包括如上所述的升降机构，还包括显示屏，所述显示屏安装于所述安装部。在这种情况下，显示屏能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态。

本发明还提供一种机器人，所述机器人包括如上所述的升降机构。在这种情况下，机器人的升降机构能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态，进而可以更靠近用户，提升交互体验。

根据本发明所提供的升降机构、显示屏升降机构及机器人，升降机构能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态，进而可以更靠近用户，提升交互体验。

附图说明

图1示出了本发明的实施方式所涉及的升降机构的立体结构示意图；

图2示出了本发明的实施方式所涉及的升降机构处于极限位置的立体结构示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本发明的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

如图1所示，本实施方式所涉及的升降机构1包括驱动臂10、从动臂20、第一连接件30、支撑架40、安装部50以及驱动部60。升降机构1可以用于提升指定物体，例如显示屏、托盘等等。

在本实施方式中，驱动臂10包括第一臂111和第二臂112。第一臂111和第二臂112固定连接并且形成预设角度夹角。在一些示例中，预设夹角可以是120°、160°等任意夹角。具体而言，第二臂大体朝向升降机构1抬升的方向延伸。第一臂111和第二臂112可以呈近似长方体状。在一些示例中，第一臂111和第二臂112可以均为实心结构。在一些示例中，第一臂111和第二臂112均为中心镂空的长方形块体。在这种情况下，在确保结构强度的同时可以节省材料。进一步地，第一臂111和第二臂112可以为一体成型。可以理解的是，第一臂111和第二臂112也可以通过连接固定。

进一步地，从动臂20包括第一端23和第二端24。在本实施方式中，从动臂20呈杆状。可以理解的是，在一些示例中，从动臂20也可以呈柱状。

进一步地，第一连接件30设置于第一臂111与第二臂112的连接处。第一连接件30与驱动臂10铰接。在这种情况下，第一连接件30可相对驱动臂10进行转动。在一些示例中，第一连接件30可以大体呈椭圆形，或者第一连接件30的两端具有圆角。第一连接件30具有移动部31。移动部31与从动臂20滑动接触。移动部31可沿着从动臂20的延伸方向滑动。具体而言，第一连接件30可以大体呈块体。移动部31可以具有槽道，移动部31可沿着第一连接件30的宽度方向延伸设置。移动部31的横截面可以呈圆形。移动部31用于收容从动臂20的一段长度。在本实施方式中，槽道的横截面大体呈半圆型，换而言之，槽道的侧面具有开口。在本实施方式中，第一臂111与第二臂112的连接处形成凹部，凹部可以具有平坦的底面。第一连接件30沉于凹部的底面上。在这种情况下，第一连接件30在凹部内具有转动的空间，并且可以减少连接件30与驱动臂10整体占据的空间。

进一步地，支撑架40具有直线导轨41、第一限位部42和第二限位部43。直线导轨41上设置滑动件47。具体而言，直线导轨41可以是笔直的滑道，滑动件47套装于直线导轨41上。第一限位部42和第二限位部43可以是行程开关。

进一步地，安装部50用于安装负载组件。具体而言，安装部50可以安装指定物体，例如显示屏、托盘等等需要抬升的物体。

进一步地，驱动部60用于驱动滑动件47沿着直线导轨41移动。在一些示例中，驱动部60可以采用电机驱动。

进一步地，第一臂111的远离第一连接件30的一端铰接于滑动件47。第二臂112的远离第一连接件30的一端铰接于安装部50。从动臂20的第一端23铰接于支撑架40。第二端24铰接于安装部50。滑动件47移动至触碰第一限位部42或者触碰第二限位部43时，驱动部60均停止驱动滑动件47移动，并且滑动件47保持在停止位置。

在这种情况下，本发明所涉及的升降机构1，能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态。

在一些示例中，驱动臂10、从动臂20、第一连接件30、直线导轨41、滑动件47可以均为一个。换而言之，一个驱动臂10、一个从动臂20、一个第一连接件30、一个直线导轨41和一个滑动件47组成了一套提升组件。可以理解的是，所述提升组件可以为多套并且平行设置。

如图1和2所示，在一些示例中，支撑架40包括第一支撑柱44和第二支撑柱45。第一支撑柱44和第二支撑柱45对称且平行设置。具体而言，第一支撑柱44和第二支撑柱45呈板状或者为柱体。支撑架40还可以包括底板46。第一支撑柱44和第二支撑柱45固定于底板46。第一支撑柱44和第二支撑柱45可以相对于底板46具有一定的夹角设置。夹角可以是70°、80°等较大的锐角。在这种情况下，在底板46平行于地面时，第一支撑柱44和第二支撑柱45可以一定的角度朝向相对于地面的斜上方，即第一支撑柱44和第二支撑柱45的朝向可以更好的面向比升降机构1的高度高的用户。在一些示例中，第一支撑柱44和第二支撑柱45也可以具有镂空结构。由此，可以既保障结构强度，又节省了材料，同时降低了升降机构1的整体重量。第一支撑柱44上设置第一直线导轨411。第二支撑柱45上设置第二直线导轨412。第一直线导轨411和第二直线导轨412对称且平行设置。具体而言，第一直线导轨411与第二直线导轨412可以设置于第一支撑柱44和第二支撑柱45相对的内侧。第一直线导轨411与第二直线导轨412均沿着支撑柱的长度方向设置。第一直线导轨411上设置第一滑动件471。第二直线导轨412上设置第二滑动件472。第一滑动件471与第二滑动件472之间设置第二连接件48。驱动臂10包括第一驱动臂11和第二驱动臂12。第一驱动臂11和第二驱动臂12对称设置。第一驱动臂11与第一滑动件471铰接。第二驱动臂12与第二滑动件472铰接。从动臂20包括第一从动臂21和第二从动臂22。第一从动臂21与第二从动臂22对称设置。在这种情况下，第一驱动臂11和第二驱动臂12可实现稳定地同步移动。具体而言，在本实施方式中，由于所述提升组件为两套且对称设置，并且两套提升机构通过第二连接件48连接，因此可以实现稳定地同步移动。

在一些示例中，第二连接件48可以是板体。第二连接件48可以具有镂空部分。

在一些示例中，驱动部60包括丝杠61、丝杠螺母固定件62和电机63。丝杠螺母固定件62设置于第二连接件48上。丝杠61贯穿丝杠螺母固定件62。可以理解的是，丝杠61可以具有外螺纹，丝杠螺母固定件62可以具有与丝杠61螺纹配合的内螺纹。丝杠61的一端与电机63连接。丝杠61与直线导轨平行设置。具体而言，丝杠61由电机63驱动而转动，丝杠螺母固定件62受丝杠61的转动而沿着丝杠61到的长度方向移动，丝杠螺母固定件62通过第二连接件48同步带动第一滑动件471和第二滑动件472沿着直线导轨移动。由此，第一驱动臂11和第二驱动臂12的运动仅需通过同一个电机63进行驱动，降低了成本，也降低了***功耗，并且使得第一驱动臂11和第二驱动臂12的运动保持同步。

在一些示例中，支撑架40包括第一横梁401。具体而言，第一横梁401可以为矩形板体。并且，第一横梁401可以具有镂空部分。第一横梁401分别垂直连接两个支撑柱。第一横梁401包括第一转动部491。第一转动部491可以包括轴承，轴承套装于丝杠61上，并与丝杠61固定。丝杠61的一端贯穿第一转动部491。所述一端与电机63连接。在这种情况下，使电机63固定更加牢靠，并且丝杠61可以自由转动。

在本实施方式中，支撑件40还包括电机支架403。电机支架403设置于第一横梁401，并且设置于第一横梁401与第二连接件48相背的一面。电机支架403具有收容腔。收容腔位于第一横梁401与电机支架403之间。电机63固定于收容腔外部。收容腔内部设置联轴器404。联轴器404连接丝杠61与电机63。在这种情况下，电机63固定牢靠，并且电机63对丝杠61的驱动更加稳定。

在一些示例中，支撑架40还可以包括第二横梁402。具体而言，第二横梁402可以为矩形板体。并且，第二横梁402可以具有镂空部分。第二横梁402分别垂直连接两个所述支撑柱。第二横梁402可以设置在第一支撑柱44与第二支撑柱45的顶部。第二横梁402与第一横梁401平行。第二横梁402包括第二转动部492。第二转动部492可以嵌入第二横梁402中。丝杠61的远离电机63的一端***第二转动部492中。在一些示例中，丝杠61的一端也可以贯穿第二转动部492。第二转动部492可以包括轴承，轴承套装于丝杠61上，并与丝杠61固定。由此，第一横梁401、第二横梁402、第一支撑柱44、第二支撑柱45构成框架结构，提升了机构在工作状态下的稳定性。

在本实施方式中，丝杠螺母固定件62可以设置在第二连接件48中部。第一转动部491可以设置在第一横梁401中部。第二转动部492可以设置在第二横梁402的中部。具体而言，第一支撑柱44与第二支撑柱45关于丝杠61对称。在这种情况下，第一驱动臂11和第二驱动臂12的同步运动更加稳定。

在本实施方式中，第一横梁401与第二横梁402的板面均大体朝向底板46设置。第一直线导轨411与第二直线导轨412设置于第一横梁401与第二横梁402之间。换而言之，第一直线导轨411、第二直线导轨412、第一横梁401、第二横梁402大体呈矩形框架设置。

在本实施方式中，第一从动臂21与第二从动臂22均铰接于第二横梁402。并且铰接位置均靠近与第二横梁402垂直连接的第一支撑柱44和第二支撑柱45。在这种情况下，可以确保从动臂和驱动臂大体在同一平面内运动，提升***的结构稳定性。

在本实施方式中，第一滑动件471包括第一铰接部4711。第二滑动件472包括第二铰接部4721。第一铰接部4711和第二铰接部4721分别设置于第二连接件48的两端，并且与第二连接件48连接。具体而言，第一铰接部4711和第二铰接部4721可以分别设置在两个直线导轨的相对的内侧，并且紧邻直线导轨设置。第一驱动臂11铰接于第一铰接部4711。第二驱动臂12铰接于第二铰接部4721。在这种情况下，第一滑动件471和第二滑动件472实现稳固的连接，确保了第一滑动件471和第二滑动件472可同步运动。

在一些示例中，第一限位部42和第二限位部43至少有一个设置于支撑柱。具体而言，支撑柱为一个时，第一限位部42和第二限位部43可以均设置于该支撑柱上。在本实施方式中，第一限位部42设置于第一支撑柱44。具体而言，第一限位部42可以设置于第一支撑柱44上靠近第二横梁402的位置。在一些示例中，第一限位部42也可以设置于第一支撑柱44上的其他位置。第二限位部43可以设置于第一横梁401上并且靠近第一支撑柱44的位置。可以理解的是，第二限位部43也可以设置于第一横梁401上并且靠近第二支撑柱45的位置。在本实施方式中，滑动件触碰第一限位部42，升降机构1提升至极限位置，滑动件触碰第二限位部43，升降机构1下降至最低位置，具体而言，在极限位置，从动臂可以大体与直线导轨垂直，在最低位置，从动臂可以大体与直线导轨平行。由此，滑动件沿着直线导轨移动至预设极限位置时，可触碰位于支撑柱上的限位部，实现升降机构1停止在预设位置。

在本实施方式中，安装部50包括第一安装板51和第二安装板52。第一安装板51和第二安装板52均呈矩形，并且具有镂空部分。第一驱动臂11和第一从动臂21分别铰接于第一安装板51。第二驱动臂12和第二从动臂22分别铰接于第二安装板52。并且，驱动臂和从动臂分别铰接于安装板的底面的两端。第一安装板51与第二安装板52朝向相同且对称设置。在本实施方式中，第一安装板51与第二安装板52关于丝杠61对称。由此，通过使用两个安装板，可减小安装板整体所占空间大小，既节省材料又降低了升降机构的整体重量。

在本实施方式中，第一驱动臂11的第二臂、第一从动臂21以及第一安装板51形成三角形结构。第二驱动臂12的第二臂、第二从动臂22以及第二安装板52形成三角形结构。并且第二臂、从动臂与安装板在运动状态下仍保持三角形结构。在这种情况下，即便驱动臂和从动臂相对运动，***的结构稳定性也得到了提升。

在本实施方式中，当滑动件触碰靠近第二横梁402设置的第一限位部42，安装板朝向第二横梁402的斜上方，并与底板46大体呈45°角。当滑动件触碰第二限位部43，安装板到达最靠近两个支撑柱的位置。可以理解的是，根据第一限位部42和第二限位部43的位置，在极限位置处，安装板与底板46的角度也可以是30°、40°等其它任意角度。

本发明还提供一种显示屏升降机构(未图示)。显示屏升降机构包括如上所述的升降机构1，关于升降机构1在此不做赘述。显示屏升降机构还包括显示屏。显示屏安装于安装部。在本实施方式中，显示屏安装于两个安装板。在这种情况下，显示屏能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态。

本发明还提供一种机器人(未图示)。机器人包括如上所述的升降机构1，关于升降机构1在此不做赘述。机器人还可以包括显示屏。显示屏安装于安装部。在这种情况下，机器人的升降机构能够在高度适当抬升的同时实现预设角度转动，并且可以在预设位置保持停止状态，进而可以更靠近用户，提升交互体验。

在一些示例中，机器人还可以包括壳体，滑动件触碰第二限位部时(关闭状态)，显示屏下降至与壳体贴合或者大体与壳体贴合。壳体内可以装载配送物体，例如信件、文档、咖啡等等。在这种情况下，升降机构1在关闭状态时，可以对显示屏起到保护作用，防止不必要的碰撞，并且便于机器人移动。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同更换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种升降机构，其特征在于，包括：

驱动臂，所述驱动臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂固定连接并且形成预设角度夹角；

从动臂，所述从动臂包括第一端和第二端；

第一连接件，所述第一连接件设置于所述第一臂与所述第二臂的连接处，所述第一连接件与所述驱动臂铰接，所述第一连接件具有移动部，所述移动部与所述从动臂滑动接触，所述移动部可沿着所述从动臂的延伸方向滑动；

支撑架，所述支撑架具有直线导轨、第一限位部和第二限位部，所述直线导轨上设置滑动件；

安装部，所述安装部用于安装负载组件；以及

驱动部，所述驱动部用于驱动所述滑动件沿着所述直线导轨移动；其中，

所述第一臂的远离所述第一连接件的一端铰接于所述滑动件，所述第二臂的远离所述第一连接件的一端铰接于所述安装部，所述第一端铰接于所述支撑架，所述第二端铰接于所述安装部，所述滑动件移动至触碰所述第一限位部或者触碰所述第二限位部时，所述驱动部均停止驱动所述滑动件移动，并且所述滑动件保持在停止位置。

2.如权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述支撑架包括第一支撑柱和第二支撑柱，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱对称且平行设置，所述第一支撑柱上设置第一所述直线导轨，所述第二支撑柱上设置第二所述直线导轨，所述第一直线导轨和所述第二直线导轨对称且平行设置，所述第一直线导轨上设置第一所述滑动件，所述第二直线导轨上设置第二所述滑动件，所述第一滑动件与所述第二滑动件之间设置第二连接件，所述驱动臂包括第一驱动臂和第二驱动臂，所述第一驱动臂和所述第二驱动臂对称设置，所述第一驱动臂与所述第一滑动件铰接，所述第二驱动臂与所述第二滑动件铰接，所述从动臂包括第一从动臂和第二从动臂，所述第一从动臂与所述第二从动臂对称设置。

3.如权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述驱动部包括丝杠、丝杠螺母固定件和电机，所述丝杠螺母固定件设置于所述第二连接件上，所述丝杠贯穿所述丝杠螺母固定件，所述丝杠的一端与所述电机连接，所述丝杠与所述直线导轨平行设置。

4.如权利要求3所述的升降机构，其特征在于，所述支撑架包括第一横梁，所述第一横梁分别垂直连接两个所述支撑柱，所述第一横梁包括第一转动部，所述丝杠的所述一端贯穿所述第一转动部，所述一端与所述电机连接。

5.如权利要求4所述的升降机构，其特征在于，所述支撑架包括第二横梁，所述第二横梁分别垂直连接两个所述支撑柱，所述第二横梁与所述第一横梁平行，所述第二横梁包括第二转动部，所述丝杠的远离所述电机的一端***所述第二转动部中。

6.如权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述第一滑动件包括第一铰接部，所述第二滑动件包括第二铰接部，所述第一铰接部和所述第二铰接部分别设置于所述第二连接件的两端，并且与所述第二连接件连接，所述第一驱动臂铰接于所述第一铰接部，所述第二驱动臂铰接于所述第二铰接部。

7.如权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述第一限位部和所述第二限位部至少有一个设置于所述支撑柱。

8.如权利要求2所述的升降机构，其特征在于，所述安装部包括第一安装板和第二安装板，所述第一驱动臂和所述第一从动臂分别铰接于所述第一安装板，所述第二驱动臂和所述第二从动臂分别铰接于所述第二安装板，所述第一安装板与所述第二安装板朝向相同且对称设置。

9.一种显示屏升降机构，其特征在于，所述显示屏升降机构包括如权利要求1-8任一项所述的升降机构，还包括显示屏，所述显示屏安装于所述安装部。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求1-8任一项所述的升降机构。