CN106218941B - 一种履带式码垛机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种履带式码垛机器人，包括四个履带式驱动单元、两个绕线式捆扎单元、底盘、两个执行单元、两个腕部电机、两个回转支承、两个肩部电机、两个机械手臂、两个肘部电机、贮料箱、八个套筒、两个回转电机、四个液压缸、两个齿轮，其特征在于：四个履带式驱动单元分别通过滑动支撑轴滑动安装在套筒内；两个绕线式捆扎单元对称放置并分别固定安装在底盘靠前一侧。本发明具有以下优点：本发明通过正交布置的两组履带式驱动单元能实现横、纵方向的行走，十分适合田间工作；两组执行单元同时能够收集两侧稻草，省事高效；该机器人集成了捆扎和回收功能，更加集成化。

Description

一种履带式码垛机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种履带式码垛机器人。
背景技术
随着农业现代化的进程，种植业向着大规模转变，耕作更加大型化，集中化。大规模的承包地逐渐增多，传统的人工收割难以满足如此大规模的回收稻草等农作物附加物的工作，因此需要一种能够代替人工光进行回收的机器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种履带式码垛机器人，其通过正交布置的两组履带式驱动单元能实现横、纵方向的行走，十分适合田间工作；两组执行单元同时能够收集两侧稻草，省事高效；该机器人集成了捆扎和回收功能，更加集成化。
本发明所使用的技术方案是：一种履带式码垛机器人，包括四个履带式驱动单元、两个绕线式捆扎单元、底盘、两个执行单元、两个腕部电机、两个回转支承、两个肩部电机、两个机械手臂、两个肘部电机、贮料箱、八个套筒、两个回转电机、四个液压缸、两个齿轮，其特征在于：所述的底盘为矩形平板结构，所述的八个套筒两个一组，分别对称安装在底盘下侧的四条边上；所述的四个履带式驱动单元两两一组，正交布置，其分别通过滑动支撑轴滑动安装在套筒内；所述的两个绕线式捆扎单元对称放置并分别固定安装在底盘靠前一侧；所述的贮料箱为长方形箱体，其水平放置并固定安装在底盘靠后一侧；所述的两个回转支承外侧开有渐开线轮齿，其分别水平放置并对称安装在底盘上侧表面的中间部位；所述的两个机械手臂的基座分别固定安装在两个回转支承上；所述的两个回转电机竖直向下放置并分别固定安装在基座的安装位处；所述的两个齿轮水平放置并固定安装在两个回转电机的电机轴上，同时与两个回转支撑的渐开线轮齿相啮合；所述的两个肩部电机分别水平固定安装在基座的安装耳上，其电机轴分别固定在相对应的第一连杆上；所述的两个肘部电机均水平放置并分别固定安装在第一连杆上，其电机轴分别固定安装在相对应的第二连杆上；所述的腕部电机分别水平固定安装在第二连杆上；所述的两个执行单元分别通过腕部连接块固定安装在腕部电机的电机轴上；所述的四个液压缸竖直向下放置，其缸体固定安装在底盘下侧，伸出端固定安装在履带式驱动单元的轮座的圆孔内；
所述的履带式驱动单元包括两根滑动支撑轴、轮座、履带、两个从动轮、两个驱动轮，所述的轮座为梯形结构，长边一端两侧对称固定安装有两根滑动支承轴，在这一边中部开有一个安装用圆孔；所述的两个从动轮分别转动安装在轮座长边的两个角上；所述的两个驱动轮分别滚动安装在短边的两个角处；所述的履带套在两个驱动轮和两个从动轮外侧；
所述绕线式捆扎单元包括支架、驱动齿轮、驱动电机、回转架、绕线支座、线轮，所述的支架主体为圆环结构，上侧有一个小凸台平面，下方有两个立柱；所述的回转架为圆环结构，外缘加工有渐开线轮齿，所述的回转架转动安装在支架上；所述的驱动电机水平固定安装在支架上部的小凸台上；所述的驱动齿轮固定安装在驱动电机的电机轴上，并与回转架外侧的轮齿相啮合；所述的绕线支座固定安装在回转架靠外一侧，其加工有安装耳；所述的线轮转动安装在绕线支座的安装耳上；
所述的执行单元包括腕部连接块、手部连接块、手部电机、两个抓取电机、两个手爪、距离传感器，所述的手部连接块为截面是鼓形的柱体，其上侧开有方槽，下侧开有U形槽，槽口两边还分别有两个凸台，手部连接块靠前一侧还加工有一个凸台；所述的手部电机竖直放置，固定安装在手部连接块上侧的方槽内，其电机轴通过手部连接块顶部的圆孔；所述的两个抓取电机水平放置，分别固定安装在手部连接块下侧凸台上，其电机轴通过凸台上的圆孔；所述的距离传感器固定安装在手部连接块外侧的凸台上；所述的两个手爪分别固定安装在抓取电机的电机轴上；所述的腕部连接块固定安装在手部电机的电机轴上；
所述的机械手臂包括基座、第一连杆、第二连杆，所述的基座主体为圆盘结构，一侧加工有矩形平台，上部加工有安装耳；所述的第一连杆一端加工有U型槽，一端加工有凸台，将其有凸台一端放置在基座的两个安装耳之间并固定安装在肩部电机的电机轴上；所述的第二连杆结构同第一连杆相同，其有凸台一侧放置在第一连杆的U形槽内，并固定安装在肘部电机的电机轴上。
进一步的，所述的四个履带式驱动单元相对两个为一组，其进行同步运动。
进一步的，所述的两组履带式驱动单元只有一组工作，另一组升起不接触地面。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明通过正交布置的两组履带式驱动单元能实现横、纵方向的行走，十分适合田间工作；两组执行单元同时能够收集两侧稻草，省事高效；该机器人集成了捆扎和回收功能，更加集成化。
附图说明
图1、图2为本发明的整体装配结构示意图。
图3为本发明机械手臂基座与回转支承局部放大图。
图4为本发明履带式驱动单元的装配示意图。
图5为本发明绕线式捆扎单元的装配示意图。
图6为本发明执行单元的装配示意图。
图7为本发明机械手臂的装配时示意图。
附图标号：1-履带式驱动单元；2-绕线式捆扎单元；3-底盘；4-执行单元；5-腕部电机；6-回转支承；7-肩部电机；8-机械手臂；9-肘部电机；10-贮料箱；11-套筒；12-回转电机；13-液压缸；14-齿轮；101-滑动支撑轴；102-轮座；103-履带；104-从动轮；105-驱动轮；201-支架；202-驱动齿轮；203-驱动电机；204-回转架；205-绕线支座；206-线轮；401-腕部连接块；402-手部连接块；403-手部电机；404-抓取电机；405-手爪；406-距离传感器；801-基座；802-第一连杆；803-第二连杆。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1至图7所示，一种履带式码垛机器人，包括四个履带式驱动单元1、两个绕线式捆扎单元2、底盘3、两个执行单元4、两个腕部电机5、两个回转支承6、两个肩部电机7、两个机械手臂8、两个肘部电机9、贮料箱10、八个套筒11、两个回转电机12、四个液压缸13、两个齿轮14，其特征在于：所述的底盘3为矩形平板结构，所述的八个套筒11两个一组，分别对称安装在底盘3下侧的四条边上；所述的四个履带式驱动单元1两两一组，正交布置，其分别通过滑动支撑轴101滑动安装在套筒11内；所述的两个绕线式捆扎单元2对称放置并分别固定安装在底盘3靠前一侧；所述的贮料箱10为长方形箱体，其水平放置并固定安装在底盘3靠后一侧；所述的两个回转支承6外侧开有渐开线轮齿，其分别水平放置并对称安装在底盘3上侧表面的中间部位；所述的两个机械手臂8的基座801分别固定安装在两个回转支承6上；所述的两个回转电机12竖直向下放置并分别固定安装在基座801的安装位处；所述的两个齿轮14水平放置并固定安装在两个回转电机12的电机轴上，同时与两个回转支撑的渐开线轮齿相啮合；所述的两个肩部电机7分别水平固定安装在基座801的安装耳上，其电机轴分别固定在相对应的第一连杆802上；所述的两个肘部电机9均水平放置并分别固定安装在第一连杆802上，其电机轴分别固定安装在相对应的第二连杆803上；所述的腕部电机5分别水平固定安装在第二连杆803上；所述的两个执行单元4分别通过腕部连接块401固定安装在腕部电机5的电机轴上；所述的四个液压缸13竖直向下放置，其缸体固定安装在底盘3下侧，伸出端固定安装在履带式驱动单元1的轮座102的圆孔内；
所述的履带式驱动单元1包括两根滑动支撑轴101、轮座102、履带103、两个从动轮104、两个驱动轮105，所述的轮座102为梯形结构，长边一端两侧对称固定安装有两根滑动支承轴，在这一边中部开有一个安装用圆孔；所述的两个从动轮104分别转动安装在轮座102长边的两个角上；所述的两个驱动轮105分别滚动安装在短边的两个角处；所述的履带103套在两个驱动轮105和两个从动轮104外侧；
所述绕线式捆扎单元2包括支架201、驱动齿轮202、驱动电机203、回转架204、绕线支座205、线轮206，所述的支架201主体为圆环结构，上侧有一个小凸台平面，下方有两个立柱；所述的回转架204为圆环结构，外缘加工有渐开线轮齿，所述的回转架204转动安装在支架201上；所述的驱动电机203水平固定安装在支架201上部的小凸台上；所述的驱动齿轮202固定安装在驱动电机203的电机轴上，并与回转架204外侧的轮齿相啮合；所述的绕线支座205固定安装在回转架204靠外一侧，其加工有安装耳；所述的线轮206转动安装在绕线支座205的安装耳上；
所述的执行单元4包括腕部连接块401、手部连接块402、手部电机403、两个抓取电机404、两个手爪405、距离传感器406，所述的手部连接块402为截面是鼓形的柱体，其上侧开有方槽，下侧开有U形槽，槽口两边还分别有两个凸台，手部连接块402靠前一侧还加工有一个凸台；所述的手部电机403竖直放置，固定安装在手部连接块402上侧的方槽内，其电机轴通过手部连接块402顶部的圆孔；所述的两个抓取电机404水平放置，分别固定安装在手部连接块402下侧凸台上，其电机轴通过凸台上的圆孔；所述的距离传感器406固定安装在手部连接块402外侧的凸台上；所述的两个手爪405分别固定安装在抓取电机404的电机轴上；所述的腕部连接块401固定安装在手部电机403的电机轴上；
所述的机械手臂8包括基座801、第一连杆802、第二连杆803，所述的基座801主体为圆盘结构，一侧加工有矩形平台，上部加工有安装耳；所述的第一连杆802一端加工有U型槽，一端加工有凸台，将其有凸台一端放置在基座801的两个安装耳之间并固定安装在肩部电机7的电机轴上；所述的第二连杆803结构同第一连杆802相同，其有凸台一侧放置在第一连杆802的U形槽内，并固定安装在肘部电机9的电机轴上。
进一步的，所述的四个履带式驱动单元1相对两个为一组，其进行同步运动。
进一步的，所述的两组履带式驱动单元1只有一组工作，另一组升起不接触地面。
本发明工作原理：本机器人左右两侧为对称结构，其工作原理完全相同，故在此只对一侧进行叙述。本机器在工作时左右两侧的履带式驱动单元1工作，带动机器人向前运动；机械手臂8运动带动执行单元4抓取稻草，将抓取的稻草伸入绕线式捆扎单元2的圆环内；驱动电机203旋转带动回转架204转动，将线轮206上的线缠绕在稻草上；机械手臂8带动稻草退出，并码放到贮料箱10内。当完成一垄地的工作后，前后两侧的履带式驱动单元1由液压缸13带动接触地面，稳定后左右两侧的液压缸13收缩带动两侧的履带式驱动单元1上升，履带式驱动单元1运动带动机器人向下一垄运动。

Claims (3)

1.一种履带式码垛机器人，包括四个履带式驱动单元（1）、两个绕线式捆扎单元（2）、底盘（3）、两个执行单元（4）、两个腕部电机（5）、两个回转支承（6）、两个肩部电机（7）、两个机械手臂（8）、两个肘部电机（9）、贮料箱（10）、八个套筒（11）、两个回转电机（12）、四个液压缸（13）、两个齿轮（14），其特征在于：所述的底盘（3）为矩形平板结构，所述的八个套筒（11）两个一组，分别对称安装在底盘（3）下侧的四条边上；所述的四个履带式驱动单元（1）两两一组，正交布置，其分别通过滑动支撑轴（101）滑动安装在套筒（11）内；所述的两个绕线式捆扎单元（2）对称放置并分别固定安装在底盘（3）靠前一侧；所述的贮料箱（10）为长方形箱体，其水平放置并固定安装在底盘（3）靠后一侧；所述的两个回转支承（6）外侧开有渐开线轮齿，其分别水平放置并对称安装在底盘（3）上侧表面的中间部位；所述的两个机械手臂（8）的基座（801）分别固定安装在两个回转支承（6）上；所述的两个回转电机（12）竖直向下放置并分别固定安装在基座（801）的安装位处；所述的两个齿轮（14）水平放置并固定安装在两个回转电机（12）的电机轴上，同时与两个回转支撑的渐开线轮齿相啮合；所述的两个肩部电机（7）分别水平固定安装在基座（801）的安装耳上，其电机轴分别固定在相对应的第一连杆（802）上；所述的两个肘部电机（9）均水平放置并分别固定安装在第一连杆（802）上，其电机轴分别固定安装在相对应的第二连杆（803）上；所述的腕部电机（5）分别水平固定安装在第二连杆（803）上；所述的两个执行单元（4）分别通过腕部连接块（401）固定安装在腕部电机（5）的电机轴上；所述的四个液压缸（13）竖直向下放置，其缸体固定安装在底盘（3）下侧，伸出端固定安装在履带式驱动单元（1）的轮座（102）的圆孔内；
所述的履带式驱动单元包括两根滑动支撑轴（101）、轮座（102）、履带（103）、两个从动轮（104）、两个驱动轮（105），所述的轮座（102）为梯形结构，长边一端两侧对称固定安装有两根滑动支承轴，在这一边中部开有一个安装用圆孔；所述的两个从动轮（104）分别转动安装在轮座（102）长边的两个角上；所述的两个驱动轮（105）分别滚动安装在短边的两个角处；所述的履带（103）套在两个驱动轮（105）和两个从动轮（104）外侧；
所述绕线式捆扎单元（2）包括支架（201）、驱动齿轮（202）、驱动电机（203）、回转架（204）、绕线支座（205）、线轮（206），所述的支架（201）主体为圆环结构，上侧有一个小凸台平面，下方有两个立柱；所述的回转架（204）为圆环结构，外缘加工有渐开线轮齿，所述的回转架（204）转动安装在支架（201）上；所述的驱动电机（203）水平固定安装在支架（201）上部的小凸台上；所述的驱动齿轮（202）固定安装在驱动电机（203）的电机轴上，并与回转架（204）外侧的轮齿相啮合；所述的绕线支座（205）固定安装在回转架（204）靠外一侧，其加工有安装耳；所述的线轮（206）转动安装在绕线支座（205）的安装耳上；
所述的执行单元（4）包括腕部连接块（401）、手部连接块（402）、手部电机（403）、两个抓取电机（404）、两个手爪（405）、距离传感器（406），所述的手部连接块（402）为截面是鼓形的柱体，其上侧开有方槽，下侧开有U形槽，槽口两边还分别有两个凸台，手部连接块（402）靠前一侧还加工有一个凸台；所述的手部电机（403）竖直放置，固定安装在手部连接块（402）上侧的方槽内，其电机轴通过手部连接块（402）顶部的圆孔；所述的两个抓取电机（404）水平放置，分别固定安装在手部连接块（402）下侧凸台上，其电机轴通过凸台上的圆孔；所述的距离传感器（406）固定安装在手部连接块（402）外侧的凸台上；所述的两个手爪（405）分别固定安装在抓取电机（404）的电机轴上；所述的腕部连接块（401）固定安装在手部电机（403）的电机轴上；
所述的机械手臂（8）包括基座（801）、第一连杆（802）、第二连杆（803），所述的基座（801）主体为圆盘结构，一侧加工有矩形平台，上部加工有安装耳；所述的第一连杆（802）一端加工有U型槽，一端加工有凸台，将其有凸台一端放置在基座（801）的两个安装耳之间并固定安装在肩部电机（7）的电机轴上；所述的第二连杆（803）结构同第一连杆（802）相同，其有凸台一侧放置在第一连杆（802）的U形槽内，并固定安装在肘部电机（9）的电机轴上。
2.根据权利要求1所述的一种履带式码垛机器人，其特征在于:四个履带式驱动单元（1）相对两个为一组，其进行同步运动。
3.根据权利要求1所述的一种履带式码垛机器人，其特征在于:两组履带式驱动单元（1）只有一组工作，另一组升起不接触地面。
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