CN203254410U

CN203254410U - 一种移动取物机器人

Info

Publication number: CN203254410U
Application number: CN 201320237072
Authority: CN
Inventors: 赵博通; 方选皓; 江健峰; 王景夏; 辛绍杰
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-05-03

Abstract

本实用新型涉及一种移动取物机器人，包括移动机构、升降机构、摆动机构、伸缩机构以及抓取机构，所述升降机构固定于所述移动机构上方相对所述移动机构垂直运动，所述摆动机构固定于所述升降机构上方相对所述摆动机构在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构的一端固定于所述摆动机构上相对所述摆动机构在水平面上做直线运动，所述伸缩机构的另一端与所述抓取机构固定连接。本实用新型中，所述移动机构控制抓取机构在水平面上自由移动，所述升降机构带动所述抓取机构在竖直方向上升降，使抓取机构靠近待抓取物，再通过所述摆动机构在水平面内120度的摆动，以及伸缩机构的伸缩作用，最终精确定位，最后通过抓取机构抓取待抓取物，从而实现移动取物功能。

Description

一种移动取物机器人

技术领域

本实用新型涉及一种移动取物机器人。

背景技术

在一些大中城市中，由于生活节奏较快，致使一些“空巢老人”无法得到更好的赡养，加之大城市佣工费用高，老人或行动不便者自理问题难以解决；另外，对于公司仓库中一些小型的货物，通常需要将其搬运到自动生产线的某一特定位置高度上，目前大多选择人力搬运方式，然而人工搬运存在很多弊端，首先搬运的工作量较大，若需要配合设备连续运行，则每隔一段时间需要其他人力进行接替，其次随着人力资源的成本逐渐增加，搬运费用也越来越高，增加了生产成本。

目前也有一些工业机器人被用来替代人工，可以提高生产效率、减少人力资源消耗，但现有的工业机器人要么是固定的机器人手臂，适用性差；要么虽能移动但却自由度少、在实际应用中灵活性不高。

因此，如何提供一种实用性强、灵活度较高、能够代替人力的移动取物机器人是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种移动取物机器人，以解决现有技术中移动取物机器人适用性低、灵活性低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种移动取物机器人，包括移动机构、升降机构、摆动机构、伸缩机构以及抓取机构，所述升降机构固定于所述移动机构上方相对所述移动机构垂直运动，所述摆动机构固定于所述升降机构上方相对所述升降机构在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构的一端固定于所述摆动机构上相对所述摆动机构在水平面上做直线运动，所述伸缩机构的另一端与所述抓取机构固定连接。

较佳地，所述移动机构包括底盘、万向轮以及两组旋转机构，所述万向轮固定安装于所述底盘底部前端，所述两组旋转机构相对设置于所述底盘底部的后端。

较佳地，所述旋转机构包括第一电机、减速器、两个第一同步带轮、第一同步带、传动轴以及主动轮，一个第一同步带轮通过所述减速器与所述第一电机的输出端相连，另一个第一同步带轮通过所述传动轴与所述主动轮相连，所述同步带套设于所述两个第一同步带轮外侧。

较佳地，所述升降机构包括中层隔板、若干固定于所述中层隔板与所述底盘之间的套筒、***所述套筒内的伸缩光轴以及第二电机，所述第二电机固定于所述底盘上，所述第二电机的伸缩端固定于所述中层隔板上。

较佳地，所述套筒为三根，所述第二电机固定于所述底盘的中部，三根套筒均布于所述第二电机的周围。

较佳地，所述摆动机构包括轴承座、第三电机、曲柄以及旋转板，轴承座的固定端固定于所述中层隔板上，活动端固定于所述旋转板上，所述第三电机固定于所述中层隔板上，所述第三电机的输出端与所述曲柄的一端固定连接，所述曲柄的另一端***所述旋转板上相对应的行程槽内。

较佳地，所述曲柄为L型，所述曲柄的一端通过紧定螺钉固定于所述第三电机上，所述曲柄的另一端***所述行程槽中的部分套有圆形轴承套。

较佳地，所述行程槽远离所述轴承座的一侧开通，靠近所述轴承座的一侧设有限位开关。

较佳地，所述伸缩机构包括两个第二同步带轮、第二同步带、第四电机以及滑块，所述第四电机固定于所述旋转板上，所述第四电机的输出端与一个第二同步带轮固定连接，所述第二同步带套设于所述两个第二同步带轮外侧，所述滑块固定于所述第二同步带上。

较佳地，所述滑块下方设有与滑块下表面相匹配的导轨。

较佳地，所述抓取机构包括机架、第五电机、齿轮以及两个相对设置的卡爪，所述机架固定于所述滑块上，一个卡爪固定于所述机架上，另一个卡爪与所述齿轮的位置相对应，且其上设有与所述齿轮相匹配的齿条，所述第五电机固定于所述机架上，所述第五电机的输出端与所述齿轮固定连接。

较佳地，所述两个卡爪相对的一侧的表面上分别设有锯齿形结构。

本实用新型提供的移动取物机器人，包括移动机构、升降机构、摆动机构、伸缩机构以及抓取机构，所述升降机构固定于所述移动机构上方相对所述移动机构垂直运动，所述摆动机构固定于所述升降机构上方相对所述升降机构在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构的一端固定于所述摆动机构上相对所述摆动机构在水平面上做直线运动，所述伸缩机构的另一端与所述抓取机构固定连接。本实用新型中，所述移动机构控制抓取机构在水平面上自由移动，所述升降机构带动所述抓取机构在竖直方向上升降，使抓取机构靠近待抓取物，再通过所述摆动机构在水平面内120度的摆动，以及伸缩机构的伸缩作用，最终精确定位，最后通过抓取机构抓取待抓取物，从而实现移动取物功能。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式的移动取物机器人的立体结构示意图（俯视）；

图2为本实用新型一具体实施方式的移动取物机器人的立体结构示意图（仰视）；

图3为本实用新型一具体实施方式的移动取物机器人中摆动机构的结构示意图；

图4为本实用新型一具体实施方式的移动取物机器人中伸缩机构及抓取机构的结构示意图。

图中：100-移动机构、110-底盘、120-万向轮、130-旋转机构、131-第一电机、132-减速器、133-第一同步带轮、134-第一同步带、135-传动轴、136-主动轮、200-升降机构、210-中层隔板、220-套筒、230-伸缩光轴、240-第二电机、250-控制器、300-摆动机构、310-轴承座、320-第三电机、330-曲柄、340-旋转板、341-行程槽、400-伸缩机构、410-第二同步带轮、420-第二同步带、430-第四电机、440-滑块、500-抓取机构、510-机架、520-第五电机、530-齿轮、540-卡爪、541-齿条。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述实用新型的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。

本实用新型提供的移动取物机器人，如图1至图4所示，包括移动机构100、升降机构200、摆动机构300、伸缩机构400以及抓取机构500，所述升降机构200固定于所述移动机构100上方相对所述移动机构100垂直运动，所述摆动机构300固定于所述升降机构200上方相对所述升降机构200在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构400的一端固定于所述摆动机构300上相对所述摆动机构300在水平面上做直线运动，所述伸缩机构400的另一端与所述抓取机构500固定连接。本实用新型通过移动机构100、升降机构200、摆动机构300以及伸缩机构400控制所述抓取机构500前进、后退、转向以及上升、下降等动作，最终抓取待抓取物。

较佳地，请重点参考图2，并结合图1，所述移动机构100包括底盘110、万向轮120以及两组旋转机构130，所述万向轮120固定安装于所述底盘100底部前端，所述两组旋转机构130相对设置于所述底盘110底部的后端。具体地，所述旋转机构130包括第一电机131、减速器132、两个第一同步带轮133、第一同步带134、传动轴135以及主动轮136，一个第一同步带轮133通过所述减速器132与所述第一电机131的输出端相连，另一个第一同步带轮133通过所述传动轴135与所述主动轮136相连，所述同步带134套设于所述两个第一同步带轮133外侧。所述第一电机131通过减速器132减速后，通过所述第一同步带134将动力传递至所述传动轴135，从而带动所述主动轮136旋转。当两组旋转机构130中的第一电机131同时正转，且转速相同时，移动取物机器人前进；同时反转，且转速相同时，移动取物机器人后退；当两组第一电机131转速不同时，则所述移动取物机器人转向。

较佳地，请重点参考图1至图3，所述升降机构200包括中层隔板210、若干固定于所述中层隔板210与所述底盘110之间的套筒220、***所述套筒220内的伸缩光轴230、第二电机240以及控制器250，较佳地，所述套筒220内装有限位的滑动直线轴承（图中未示出），且所述滑动直线轴承的内径与所述伸缩光轴230间隙配合，确保所述伸缩光轴230可在所述套筒220内自由上下移动。所述第二电机240包括固定端和伸缩端，所述第二电机240的固定端固定于所述底盘110上，所述第二电机240的伸缩端固定于所述中层隔板210上。所述控制器250控制所述第二电机240的伸缩，从而实现所述中层隔板210的上升、下降以及暂停，进而带动所述抓取机构500运动。较佳地，所述套筒220为三根，所述第二电机240固定于所述底盘110的中部，三根套筒220均布于所述第二电机240的周围，所述套筒220为所述第二电机240的运动提供导向和支撑。

较佳地，请继续参考图1和图3，所述摆动机构300包括轴承座310、第三电机320、曲柄330以及旋转板340，较佳地，所述轴承座310包括固定端和活动端，所述轴承座310的固定端固定于所述中层隔板210上，所述活动端通过轴端挡圈（图中未示出）固定于所述旋转板340上，所述固定端与所述活动端通过配有角接触轴承的传动轴连接，使得所述活动端受力后可自由旋转，另外，所述传动轴与角接触轴承内径、角接触轴承外径与轴承座310都为过盈配合，并且控制传动轴与轴承座310的同轴度误差，粗糙度等误差，确保其传动轴心线不会偏移，并且转动相对自由。所述第三电机320固定于所述中层隔板210上，所述第三电机320的输出端与所述曲柄330的一端固定连接，所述曲柄330的另一端***所述旋转板340上相对应的行程槽341内，当所述第三电机320带动所述曲柄330旋转，所述圆形轴承套在所述行程槽341内做直线运动，从而实现旋转板340的120度摆动，较佳地，所述曲柄330为L型，所述曲柄330的一端通过紧定螺钉（图中未示出）固定于所述第三电机320上，所述曲柄330的另一端***所述行程槽341中的部分套有圆形轴承套（图中未示出），避免传统的长方形滑块在行程槽341内直线运动时，如果压力角过大，易出现运动死点的问题。

较佳地，请重点参考图1，所述行程槽341远离所述轴承座310的一侧开通，靠近所述轴承座310的一侧设有限位开关（图中未示出）。当所述限位开关接触所述圆形轴承套时，自动停止，避免碰撞引发的机构破坏，甚至烧毁电机。

较佳地，请重点参考图3和图4，所述伸缩机构400包括两个第二同步带轮410、第二同步带420、第四电机430以及滑块440，所述第四电机430固定于所述旋转板340上，所述第四电机430的输出端与一个第二同步带轮410固定连接，所述第二同步带420套设于所述两个第二同步带轮410外侧，所述滑块440固定于所述第二同步带420上。所述第四电机430带动所述第二同步带轮410旋转，从而带动第二同步带420运动，进而带动滑块440移动，较佳地，所述滑块440下方设有与滑块440下表面相匹配的导轨（图中未示出），以减小摩擦阻力，同时起到支撑作用。

较佳地，请重点参考图4，所述抓取机构500包括机架510、第五电机520、齿轮530以及两个相对设置的卡爪540，所述机架510固定于所述滑块440上，一个卡爪540固定于所述机架510上，另一个卡爪540与所述齿轮530的位置相对应，且其上设有与所述齿轮530相匹配的齿条541，所述第五电机520固定于所述机架510上，所述第五电机520的输出端与所述齿轮530固定连接。所述第五电机520带动所述齿轮530旋转，进而带动设有齿条541的卡爪540作直线运动，向另外一个卡爪540远离或靠近，从而实现抓取功能。本实施例采取齿轮齿条机构，传动效率较高；结构所需空间尺寸较小，结构紧凑，符合抓取机构500小巧方便、工作可靠的需要；传动稳定，只要保证齿轮530的精度，就可以最大化提高传动运动准确性，平稳性；减少噪音、震动，提高载荷分布均匀。

较佳地，请继续参考图4，所述两个卡爪540相对的一侧的表面上分别设有锯齿形结构（图中未示出），本实施例中，所述锯齿形结构为可更换式，以适应不同的待抓取物的外表面的形状。

综上所述，本实用新型提供的移动取物机器人，包括移动机构100、升降机构200、摆动机构300、伸缩机构400以及抓取机构500，所述升降机构200固定于所述移动机构100上方相对所述移动机构100垂直运动，所述摆动机构300固定于所述升降机构200上方相对所述摆动机构300在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构400的一端固定于所述摆动机构300上相对所述摆动机构300在水平面上做直线运动，所述伸缩机构400的另一端与所述抓取机构500固定连接。本实用新型中，所述移动机构100控制抓取机构500在水平面上自由移动，所述升降机构200带动所述抓取机构500在竖直方向上升降，使抓取机构500靠近待抓取物，再通过所述摆动机构300在水平面内120度的摆动，以及伸缩机构400的伸缩作用，最终精确定位，最后通过抓取机构500抓取待抓取物，从而实现移动取物功能。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种移动取物机器人，其特征在于，包括移动机构、升降机构、摆动机构、伸缩机构以及抓取机构，所述升降机构固定于所述移动机构上方相对所述移动机构垂直运动，所述摆动机构固定于所述升降机构上方相对所述升降机构在水平面上做旋转运动，所述伸缩机构的一端固定于所述摆动机构上相对所述摆动机构在水平面上做直线运动，所述伸缩机构的另一端与所述抓取机构固定连接。

2.如权利要求1所述的移动取物机器人，其特征在于，所述移动机构包括底盘、万向轮以及两组旋转机构，所述万向轮固定安装于所述底盘底部前端，所述两组旋转机构相对设置于所述底盘底部的后端。

3.如权利要求2所述的移动取物机器人，其特征在于，所述旋转机构包括第一电机、减速器、两个第一同步带轮、第一同步带、传动轴以及主动轮，一个第一同步带轮通过所述减速器与所述第一电机的输出端相连，另一个第一同步带轮通过所述传动轴与所述主动轮相连，所述同步带套设于所述两个第一同步带轮外侧。

4.如权利要求2所述的移动取物机器人，其特征在于，所述升降机构包括中层隔板、若干固定于所述中层隔板与所述底盘之间的套筒、***所述套筒内的伸缩光轴以及第二电机，所述第二电机固定于所述底盘上，所述第二电机的伸缩端固定于所述中层隔板上。

5.如权利要求4所述的移动取物机器人，其特征在于，所述套筒为三根，所述第二电机固定于所述底盘的中部，三根套筒均布于所述第二电机的周围。

6.如权利要求4所述的移动取物机器人，其特征在于，所述摆动机构包括轴承座、第三电机、曲柄以及旋转板，轴承座的固定端固定于所述中层隔板上，活动端固定于所述旋转板上，所述第三电机固定于所述中层隔板上，所述第三电机的输出端与所述曲柄的一端固定连接，所述曲柄的另一端***所述旋转板上相对应的行程槽内。

7.如权利要求6所述的移动取物机器人，其特征在于，所述曲柄为L型，所述曲柄的一端通过紧定螺钉固定于所述第三电机上，所述曲柄的另一端***所述行程槽中的部分套有圆形轴承套。

8.如权利要求6所述的移动取物机器人，其特征在于，所述行程槽远离所述轴承座的一侧开通，靠近所述轴承座的一侧设有限位开关。

9.如权利要求6所述的移动取物机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括两个第二同步带轮、第二同步带、第四电机以及滑块，所述第四电机固定于所述旋转板上，所述第四电机的输出端与一个第二同步带轮固定连接，所述第二同步带套设于所述两个第二同步带轮外侧，所述滑块固定于所述第二同步带上。

10.如权利要求9所述的移动取物机器人，其特征在于，所述滑块下方设有与滑块下表面相匹配的导轨。

11.如权利要求9所述的移动取物机器人，其特征在于，所述抓取机构包括机架、第五电机、齿轮以及两个相对设置的卡爪，所述机架固定于所述滑块上，一个卡爪固定于所述机架上，另一个卡爪与所述齿轮的位置相对应，且其上设有与所述齿轮相匹配的齿条，所述第五电机固定于所述机架上，所述第五电机的输出端与所述齿轮固定连接。

12.如权利要求11所述的移动取物机器人，其特征在于，所述两个卡爪相对的一侧的表面上分别设有锯齿形结构。