CN103128740A

CN103128740A - 一种救援机器人

Info

Publication number: CN103128740A
Application number: CN2013100464139A
Authority: CN
Inventors: 陈小红; 陈俊铭; 姜晓强; 凌旭峰
Original assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明涉及一种救援机器人，包括底盘、伸缩臂机构及机械夹持器，所述的机械夹持器由抓手机构和转向机构组成，该抓手机构固定于转向机构内的升降杆下端，该转向机构通过升降杆与所述的伸缩臂机构内的导轨连接套相连，伸缩臂机构固定于所述的底盘上。本发明的有益效果为：1、结构简单、操作简便、运行稳健而灵活、工作效率高，2、机械夹持器可前后伸缩，自由升降，可360°旋转并收放于车体之上，且抓取范围为30—130mm不等的四方体及Φ50-100mm的圆柱体的物体；通过转向机构，可以使该夹持器任意角度抓取物体，推力轴承的加入，消除了连接上的间隙，让转向更加顺畅，更加平稳。

Description

一种救援机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，主要是一种用于工业领域上的救援机器人。

背景技术

近年来许多工业型企业在搬运货物的时候都采用人工搬运，这样普遍存在搬运的人工费比较贵，还存在不安全的因素，在搬运过程中效率不高；因此，将机器人技术、搬运行动技术等多学科知识有机融合，研制与开发用于搜寻和搬运的救援机器人是机器人学研究中一个富有挑战性的新领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、操作简便、运行稳健而灵活的救援机器人。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括底盘、伸缩臂机构及机械夹持器，所述的机械夹持器由抓手机构和转向机构组成，该抓手机构固定于转向机构内的升降杆下端，该转向机构通过升降杆与所述的伸缩臂机构内的导轨连接套相连，伸缩臂机构固定于所述的底盘上；所述的伸缩臂机构包括支撑圆盘、支撑杆、连接座、滑动导轨和导轨连接套，该伸缩臂机构通过支撑圆盘固定于底盘上，支撑杆固定于支撑圆盘的中心上，支撑圆盘上固定有连接座，并位于支撑杆的前端；该连接座上连有三角架。

作为优选，所述的滑动导轨固定于两个U型槽内，该两个U型槽其中一个固定于支撑杆的顶端上，另一个固定于三角架的一端上；该滑动导轨内套有一导轨连接套，该导轨连接套上设有齿条，该齿条与电机驱动轴上的齿轮相啮合。

作为优选，所述的抓手机构包括第一夹板、第二夹板、第一电机座、及位于第一电机座上的第一电机，还包括抓手平板、大齿轮、小齿轮和螺杆，所述的第一电机座固定于抓手平板上，所述的第一电机的电机轴与大齿轮固定相连，该大齿轮与小齿轮相啮合，小齿轮固定于所述的螺杆上，该螺杆通过螺钉连接于抓手平板的两侧上。

作为优选，所述的第一夹板和第二夹板为圆拱型，且端面上开设有若干通孔，在该第一夹板和第二夹板的内侧贴有可增大抓去摩擦力的橡胶；所述的第一夹板为固定端，且通过螺钉固定于所述的抓手平板的侧边；第二夹板为活动端，且通过螺纹旋接方式套于所述的螺杆上。

作为优选，所述的抓手平板的前端为抓取端，该抓取端上开设有用于卡住三区目标体的圆弧槽，圆弧槽与第一夹板、第二夹板共同组成一个抓取区。

作为优选，所述的转向机构由升降杆、第一齿轮、第二齿轮、推力轴承和第二电机组成，所述的升降杆为内嵌齿条的升降杆，并与抓手平板的后端相固定，升降杆上开设有键槽，且与键相配合连接。

作为优选，所述的升降杆上的内嵌齿条与第三电机的驱动轴上的第三齿轮相啮合，该第三电机固定于第二电机座上，第二电机座固定于导轨连接套下侧；升降杆被套于升降杆套筒内，升降杆套筒外固定有一第二齿轮，第二齿轮与推力轴承相固定。

作为优选，所述的第二齿轮与第一齿轮相啮合，第一齿轮与第二电机的电机轴相连，该第二电机固定在电机保护套内，该电机保护套固定于导轨连接套上。

本发明的有益效果为：1、结构简单、操作简便、运行稳健而灵活、工作效率高，2、机械夹持器可前后伸缩，自由升降，可360°旋转并收放于车体之上，且抓取范围为30—130MM不等的四方体及Φ50-100mm的圆柱体的物体；通过转向机构，可以使该夹持器任意角度抓取物体，推力轴承的加入，消除了连接上的间隙，让转向更加顺畅，更加平稳。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的B向结构示意图。

图3是本发明的抓手机构俯视结构示意图。

图4是本发明的抓手机构主视结构示意图。

图5是本发明的抓手机构侧视结构示意图。

图6是本发明的转向机构结构示意图。

图7是图6的A向结构示意图。

附图中的标号分别为：1、底盘；2、伸缩臂机构，3、机械夹持器，4、第一电机，5、抓手平板，6、大齿轮，7、小齿轮，8、螺杆，9、通孔，10、橡胶，11、升降杆，12、第一齿轮，13、第二齿轮，14、推力轴承，15、第二电机，16、键，17、第三电机，18、第三齿轮，19、第二电机座，20、导轨连接套，21、支撑圆盘，22、支撑杆，23、连接座，24、滑动导轨，25、升降杆套筒，26、三角架，27、U型槽，28、齿条，29、齿轮，30、电机，31、抓手机构，32、转向机构，33、电机保护套；34、第一夹板，35、第二夹板，36、第一电机座，51、圆弧槽，111、内嵌齿条，112、键槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1、2所示，本发明包括底盘1、伸缩臂机构2及机械夹持器3，所述的机械夹持器3由抓手机构31和转向机构32组成，该抓手机构31固定于转向机构32内的升降杆11下端，该转向机构32通过升降杆11与所述的伸缩臂机构2内的导轨连接套20相连，伸缩臂机构2固定于所述的底盘1上；所述的伸缩臂机构2包括支撑圆盘21、支撑杆22、连接座23、滑动导轨24、导轨连接套20，该伸缩臂机构2通过支撑圆盘21固定于底盘1上，支撑杆22固定于支撑圆盘21的中心上，支撑圆盘21上固定有连接座23，并位于支撑杆22的前端；该连接座23上连有三角架26。遂加上三角架26增加其稳定性，可顶住各个方向的载荷。在三角架安装过程中，将滑动导轨24向上顶起1-3mm，因为在不受力的情况下它是向上的，在受力的情况下滑动导轨24会向下压，受力时滑动导轨24恰巧水平，否则会向下垂，影响操作。所述的滑动导轨24固定于两个U型槽27内，该两个U型槽27其中一个固定于支撑杆22的顶端上，另一个固定于三角架26的一端上；该滑动导轨24内套有一导轨连接套20，该导轨连接套20上设有齿条28，该齿条28与电机30驱动轴上的齿轮29相啮合。

如附图3、4、5所示，所述的抓手机构31包括第一夹板34、第二夹板35、第一电机座36、及位于第一电机座上的第一电机4，还包括抓手平板5、大齿轮6、小齿轮7、螺杆8，所述的第一电机座36固定于抓手平板5上，所述的第一电机4的电机轴与大齿轮6固定相连，该大齿轮6与小齿轮7相啮合，小齿轮7固定于所述的螺杆8上，该螺杆8通过螺钉连接于抓手平板5的两侧上。所述的第一夹板34和第二夹板35为圆拱型，且端面上开设有若干通孔9，在该第一夹板34和第二夹板35的内侧贴有可增大抓去摩擦力的橡胶10；夹板上的通孔设计不但减轻了重量，同时也更加美观，其内壁贴有橡胶10，可增大抓取摩擦力。所述的第一夹板34为固定端，且通过螺钉固定于所述的抓手平板5的侧边；第二夹板35为活动端，且通过螺纹旋接方式套于所述的螺杆8上。所述的抓手平板5的前端为抓取端，该抓取端上开设有用于卡住三区目标体的圆弧槽51，圆弧槽51与第一夹板34、第二夹板35共同组成一个抓取区。其抓取范围为30-130mm，大的抓取范围使得抓取过程更加简易。

如附图6、7所示，所述的转向机构32由升降杆11、第一齿轮12、第二齿轮13、推力轴承14、第二电机15组成，所述的升降杆11为内嵌齿条111的升降杆，并与抓手平板5的后端相固定，升降杆11上开设有键槽112，且与键16相配合连接，这样既能传动，也能滑动。所述的升降杆11上的内嵌齿条111与第三电机17的驱动轴上的第三齿轮18相啮合，该第三电机17固定于第二电机座19上，第二电机座19固定于导轨连接套20下侧；升降杆11被套于升降杆套筒21内，升降杆套筒25外固定有一第二齿轮13，第二齿轮13与推力轴承14相固定；推力轴承14的加入，消除了连接上的间隙，让转向更加顺畅，更加平稳。所述的第二齿轮13与第一齿轮12相啮合，第一齿轮12与第二电机15的电机轴相连，该第二电机15固定在电机保护套33内，该电机保护套33固定于导轨连接套20上。

本发明的工作原理为：

当夹持器抓取物体时，第一电机4驱动大齿轮6，而大齿轮6与小齿轮7相啮合，小齿轮7固定于所述的螺杆8上，所以能驱动螺杆8旋转；螺杆8与第二夹板35通过螺纹旋接方式相连，因此第一电机4的转动，第二夹板35会慢慢夹紧物体或松开物体。

当夹持器要上下升降时，因升降杆11的内嵌齿条111与第三电机17的驱动轴上的第三齿轮18相啮合，当第三电机17驱动第三齿轮18转动，从而带动升降杆11能上、下升降。

当夹持器要360°旋转时，由第一齿轮12带动第二齿轮13旋转，因第二齿轮13与升降杆套筒21相固定，而升降杆11被套于升降杆套筒25内，所以当第二电机15带动第一齿轮12转动时，升降杆11也会跟着旋转。

Claims

1.一种救援机器人，包括底盘（1）、伸缩臂机构（2）及机械夹持器（3），其特征在于：所述的机械夹持器（3）由抓手机构（31）和转向机构（32）组成，该抓手机构（31）固定于转向机构（32）内的升降杆（11）下端，该转向机构（32）通过升降杆（11）与所述的伸缩臂机构（2）内的导轨连接套（20）相连，伸缩臂机构（2）固定于所述的底盘（1）上；所述的伸缩臂机构（2）包括支撑圆盘（21）、支撑杆（22）、连接座（23）、滑动导轨（24）和导轨连接套（20），该伸缩臂机构（2）通过支撑圆盘（21）固定于底盘（1）上，支撑杆（22）固定于支撑圆盘（21）的中心上，支撑圆盘（21）上固定有连接座（23），并位于支撑杆（22）的前端；该连接座（23）上连有三角架（26）。

2.根据权利要求1所述的救援机器人，其特征在于：所述的滑动导轨（24）固定于两个U型槽（27）内，该两个U型槽（27）其中一个固定于支撑杆（22）的顶端上，另一个固定于三角架（26）的一端上；该滑动导轨（24）内套有一导轨连接套（20），该导轨连接套（20）上设有齿条（28），该齿条（28）与电机（30）驱动轴上的齿轮（29）相啮合。

3.根据权利要求1所述的救援机器人，其特征在于：所述的抓手机构（31）包括第一夹板（34）、第二夹板（35）、第一电机座（36）、及位于第一电机座上的第一电机（4），还包括抓手平板（5）、大齿轮（6）、小齿轮（7）和螺杆（8），所述的第一电机座（36）固定于抓手平板（5）上，所述的第一电机（4）的电机轴与大齿轮（6）固定相连，该大齿轮（6）与小齿轮（7）相啮合，小齿轮（7）固定于所述的螺杆（8）上，该螺杆（8）通过螺钉连接于抓手平板（5）的两侧上。

4.根据权利要求3所述的救援机器人，其特征在于：所述的第一夹板（34）和第二夹板（35）为圆拱型，且端面上开设有若干通孔（9），在该第一夹板（34）和第二夹板（35）的内侧贴有可增大抓去摩擦力的橡胶（10）；所述的第一夹板（34）为固定端，且通过螺钉固定于所述的抓手平板（5）的侧边；第二夹板（35）为活动端，且通过螺纹旋接方式套于所述的螺杆（8）上。

5.根据权利要求3或4所述的救援机器人，其特征在于：所述的抓手平板（5）的前端为抓取端，该抓取端上开设有用于卡住三区目标体的圆弧槽（51），圆弧槽（51）与第一夹板（34）、第二夹板（35）共同组成一个抓取区。

6.根据权利要求1所述的救援机器人，其特征在于：所述的转向机构（32）由升降杆（11）、第一齿轮（12）、第二齿轮（13）、推力轴承（14）和第二电机（15）组成，所述的升降杆（11）为内嵌齿条（111）的升降杆，并与抓手平板（5）的后端相固定，升降杆（11）上开设有键槽（112），且与键（16）相配合连接。

7.根据权利要求6所述的救援机器人，其特征在于：所述的升降杆（11）上的内嵌齿条（111）与第三电机（17）的驱动轴上的第三齿轮（18）相啮合，该第三电机（17）固定于第二电机座（19）上，第二电机座（19）固定于导轨连接套（20）下侧；升降杆（11）被套于升降杆套筒（21）内，升降杆套筒（25）外固定有一第二齿轮（13），第二齿轮（13）与推力轴承（14）相固定。

8.根据权利要求7所述的救援机器人，其特征在于：所述的第二齿轮（13）与第一齿轮（12）相啮合，第一齿轮（12）与第二电机（15）的电机轴相连，该第二电机（15）固定在电机保护套（33）内，该电机保护套（33）固定于导轨连接套（20）上。