CN107253201A - 物料射击机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物料射击机器人,包括可移动的底盘,底盘上从下往上依次安装有云台装置、发射装置和拨弹装置,拨弹装置用于将物料拨到发射装置中,发射装置用于将物料投射至目标位置,云台装置带动发射装置水平旋转;底盘的前后部分分别设有悬挂系统,悬挂系统包括连接模块、动力模块、减振器和麦克纳姆轮,底盘上安装有云台电机,云台电机通过联轴器与云台装置相连,云台装置上安装有发射电机,发射电机驱动发射装置上下旋转。本发明的有益效果是:物料射击机器人采用万向轮驱动,可以实现全向移动且速度快;球状物料通过发射管边的摩擦发射轮旋转发射出来,所以控制方便,射击精度较高。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域,具体涉及一种物料射击机器人。
背景技术
近些年来,机器人已经在我们的工作和生活中得到广泛的应用,特别是在一些特殊环境下,机器人能完成人类所不能完成的工作和任务;尽管现今已开发出多种性能相对优越的射击机器人,但现有的物料射击机器人依然存在结构复杂、控制繁琐、效率低下,射击精度不高,操控繁琐等缺点。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题,提供一种简单,射击精度高,可操控性好,可全向移动,效率高的物料射击机器人。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种物料射击机器人,包括可移动的底盘,底盘上从下往上依次安装有云台装置、发射装置和拨弹装置,拨弹装置用于将物料拨到发射装置中,发射装置用于将物料投射至目标位置,云台装置带动发射装置水平旋转。
优选地,所述底盘的前后部分分别设有悬挂系统,悬挂系统包括连接模块、动力模块、减振器和麦克纳姆轮,连接模块包括平行设置的上连接臂和下连接臂,上连接臂的一端和下连接臂的一端与底盘活动连接,上连接臂的另一端和下连接臂的另一端与侧连接件相连,减振器两端分别与底盘和连接模块活动相连,动力模块的轴端穿过侧连接件与麦克纳姆轮相连。
优选地,所述减振器的一端与底盘活动连接,减振器的另一端与侧连接件活动连接;上连接臂包括第一上连接臂和第二上连接臂,下连接臂包括第一下连接臂和第二下连接臂;动力模块包括电机,电机安装在侧连接件上,电机的转轴穿过侧连接件与麦克纳姆轮相连;减振器一端与底盘活动连接,减振器的另一端与侧连接件活动连接。
优选地,所述第一上连接臂与第二上连接臂为平行布置,第一下连接臂与第二下连接臂为平行布置;第一上连接臂、第二上连接臂、第一下连接臂和第二下连接臂可以一起绕着底盘上下运动。
优选地,所述底盘上安装有云台电机,云台电机通过联轴器与云台装置相连,云台装置上安装有发射电机,发射电机驱动发射装置上下旋转。
优选地,所述拨弹装置包括弹仓,弹仓底部为倾斜设置的底板,底板的四周设有挡板,底板的最高处设有漏弹孔,漏弹孔与发射管的物料入口连通,漏弹孔上方安装有分弹器,底板的底部安装有可转动的拨弹轮,拨弹轮转动时将弹仓中的球状物料拨到发射管中。
优选地,所述底板的底部设有导槽,导槽沿着拨弹轮的旋转方向成弧形;导槽的槽深随着拨弹轮的转动方向加深,导槽与漏弹孔相连。
优选地,所述分弹器包括连接臂和轴座,连接臂靠近漏弹孔的一端与轴座相连,连接臂可以在弹仓内上下运动;连接臂的下端与弹簧的一端相连,弹簧的另一端与弹仓的底部相连,轴座上套设有轴承。
优选地,所述拨弹轮边缘至少开设有一个安装孔,安装孔上安装有拨弹轴,拨弹轴上套设有轴承。
本发明的有益效果是:
1、本发明所提供的物料射击机器人,可根据地形坡度的变化调整物料射击机器人的运动状态,物料机器人的悬挂系统的跨度较大,能满足多种复杂环境下的工作要求。
2、云台模块的旋转和射击模块的射击均采用电机驱动,控制精准,简单方便可靠。
3、拨弹装置能够将球状物料快速、准确地拨入发射管中,不会出现卡弹等现象出现,拨弹顺利且高效。
4、整个物料射击机器人结构简单,控制方便,操控性高,实用性强。
附图说明
图1是本发明物料射击机器人结构图;
图2是本发明物料射击机器人主视图;
图3是本发明物料射击机器人右视图;
图4是本发明物料射击机器人的云台装置结构图;
图5是本发明物料射击机器人的发射装置结构图;
图6是本发明物料射击机器人的发射装置俯视图;
图7是本发明物料射击机器人拨弹装置不含挡板的结构图;
图8是本发明物料射击机器人拨弹装置的结构图;
图9是本发明物料射击机器人拨弹装置不带发射管的俯视图;
图10是本发明物料射击机器人图9的剖视图;
图11是本发明物料射击机器人图9不含拨弹轮装置的结构图;
图12是本发明物料射击机器人拨弹装置分弹器的结构图;
图13是本发明物料射击机器人图12的俯视图;
图14是本发明物料射击机器人拨弹装置连接臂的主视图;
图15是本发明物料射击机器人拨弹装置连接臂的俯视图;
附图标记说明:1、底盘;2、悬挂系统;3、云台装置;4、发射装置;5、拨弹装置;101、连接模块;102、动力模块;103、减振器;104、麦克纳姆轮;201、上连接臂;202、下连接臂;203、侧连接件;2301、第一上连接臂;2302、第二上连接臂;2303、第一下连接臂;2304、第二下连接臂;3301、电机;304、云台电机;305、云台支架;312、转动电机;407、发射管;408、射击上板;409、射击下板;410、摩擦发射轮;411、电机联轴器;412、从动转轴;413、测速机;414、加固板;415、相机模块;416、激光器;501、弹仓;502、拨弹电机;503、拨弹轮;504、漏弹孔;505、分弹器;506、连接臂;507、轴座;508、底板;509、挡板;510、导槽;511、凹槽;512、拨弹轴;513、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明:
如图1所示,本发明提供的物料射击机器人,包括可移动的底盘1,底盘1上从下往上依次安装有云台装置3、发射装置4和拨弹装置5,拨弹装置5用于将物料拨到发射装置4中,发射装置4用于将物料投射至目标位置,云台装置3带动发射装置4水平旋转。
如图1和图2所示,底盘1的前后部分分别设有悬挂系统2,悬挂系统2包括连接模块101、动力模块102、减振器103和麦克纳姆轮104,连接模块101包括平行设置的上连接臂201和下连接臂202,上连接臂201的一端和下连接臂202的一端与底盘1活动连接,上连接臂201的另一端和下连接臂202的另一端与侧连接件203相连,减振器103两端分别与底盘1和连接模块101活动相连,动力模块102的轴端穿过侧连接件203与麦克纳姆轮104相连。
侧连接件203与底盘1相对应的面平行,侧连接件203与底盘1和上连接臂201与下连接臂202组成平行四边形结构,侧连接件203中间通孔内安装有轴承,动力模块3的轴端穿过轴承再通过联轴器与麦克纳姆轮5相连。
连接模块102中的上连接臂201与下连接臂202可以绕着底盘1上下运动,在上连接臂201和下连接臂202上下运动的过程中,减振器4中的弹簧在一定范围内压缩和伸长运动,从而达到减振的效果。
减振器103的一端与底盘1活动连接,减振器103的另一端与侧连接件203活动连接;上连接臂201包括第一上连接臂2301和第二上连接臂2302,下连接臂202包括第一下连接臂2303和第二下连接臂2304;动力模块102包括电机3301,电机3301安装在侧连接件203上,电机3301位于第一下连接臂2303与第二下连接臂2304之间,电机3301的转轴穿过侧连接件203与麦克纳姆轮104相连;减振器103一端与底盘1活动连接,减振器103的另一端与侧连接件203活动连接。
第一上连接臂2301的一端和第二上连接臂2302的一端与底盘1的上部活动连接,第一上连接臂2301的另一端与侧连接件203的上部活动连接;第二上连接臂2302的另一端与侧连接件203的下部活动连接;第一下连接臂2303的一端和第二下连接臂2304的一端与底盘1的下部活动连接,第一下连接臂2303的另一端和第二下连接臂2304的另一端与侧连接件203活动连接。
第一上连接臂2301与第二上连接臂2302为平行布置,第一下连接臂2303与第二下连接臂2304为平行布置;第一上连接臂2301、第二上连接臂2302、第一下连接臂2303和第二下连接臂2304可以一起绕着底盘1上下运动。
电机3301周围安装有防护装置,在运动过程中可以避免电机3301的损坏。
底盘1的两端部与上连接臂201和下连接臂202相连的部分向上倾斜,其侧面类似于凹形结构,向上倾斜的两端部增大了悬挂系统前后麦克纳姆轮104的轴距,增加了平行四边形结构摆动的角度以及侧连接件203和麦克纳姆轮104的摆动幅度,可以有效地避免运动过程中产生的冲击,增加了底盘前后的缓冲使运动更加的平稳。
电机3301与麦克纳姆轮104通过联轴器直接连接,避免了传动过程中动力的损耗,使传动更加方便、快捷且更加精准,也更容易操控。
如图3到图5所示,底盘1上安装有云台电机304,云台电机304通过联轴器与云台装置3相连,云台装置3上安装有转动电机312,转动电机312驱动发射装置4上下旋转,云台电机304周围安装有保护装置,保证云台电机304正常运行。
云台电机304位于底盘1的中部,云台电机304的输出端通过联轴器与云台支架305相连,云台电机304驱动云台支架305在水平方向上转动。
云台支架305与发射装置4活动连接,云台支架305一端安装有转动电机312,转动电机312与发射装置4相连,转动电机312驱动发射装置4上下转动。
发射装置4包括发射管407,发射管407上部与射击上板408固定相连,发射管407的下部与射击下板409通过基座固定相连;在靠近发射管407尾部开口部位,两边安装有摩擦发射轮410,摩擦发射轮410固定安装在射击上板408与射击下板409之间,射击上板408上安装有拨弹装置5,射击上板408与射击下板409之间固定安装有电机联轴器411与从动转轴412,电机联轴器411穿过云台转动支架305与转动电机312相连,从动转轴412与云台转动支架305可转动连接,转动电机312驱动发射装置4上下转动。
如图6所示,发射装置4包括发射管407,发射管407与弹仓501连通,发射管406尾部开口处安装有可转动的摩擦发射轮410。
摩擦发射轮409对称安装在发射管407尾部缺口处,摩擦发射轮409中间安装有电机;在工作过程中,电机驱动摩擦发射轮410转动,将发射管407里的球状物料射出,以达到射击特定物体的目的。
在本实施例中,发射管407的周围还安装有测速机413,射击上板408与射击下板409之间靠近测速机413的位置安装有加固板414,加固板414用于保护摩擦发射轮410正常运行;测速机413用于检测球状物料的运动速度,并将检测到的信息反馈给射击机器人控制系统。
为了保证射击的精准性,发射管407的上面安装有相机模块415,相机模块415用于检测物料射击机器人的运动状况;发射管407的下面安装有用于瞄准的激光器416,激光器416的外表面安装有散热铝件。
如图7到图9所示,拨弹装置包括弹仓501,弹仓501底部为倾斜设置的底板508,底板508的四周设有挡板509,底板508的最高处设有漏弹孔504,漏弹孔504与发射管407的物料入口连通,漏弹孔504上方安装有分弹器505,底板508的底部安装有可转动的拨弹轮503,拨弹轮503转动时将弹仓501中的球状物料拨到发射管407中。
如图9到图11所示,底板508为挡板509围成的圆形结构,底板508的圆心与拨弹轮503的圆心重合,球状物料更容易在底板508中滚动;底板508的倾斜角度在10度到15度之间,底板508的最佳倾斜角度为10度;球状物料在弹仓501中的重心集中在远离漏弹孔504的位置,使拨弹轮503的拨弹过程更容易。
底板508的底部设有弧形的导槽510,导槽510沿着拨弹轮503的旋转方向布置;导槽510的槽深随着拨弹轮503的转动方向加深,导槽510与漏弹孔504相连,拨弹过程中,球状物料顺着导槽510滚动,拨弹过程更方便高效。
如图11所示,漏弹孔504的边缘与导槽510相对的位置设有凹槽511,凹槽511内安装有轴承,拨弹轮503在旋转拨弹的过程中,球状物料在凹槽511中安装的轴承作用下,更容易进入漏弹孔504中。
弹仓501的底部安装有拨弹电机502,拨弹电机502的转轴穿过联轴器与拨弹轮503相连,联轴器与拨弹轮503相连,拨弹电机502驱动拨弹轮503旋转。
如图12到图15所示,分弹器505包括连接臂506和轴座507,连接臂506为T型结构,连接臂506靠近漏弹孔504的一端与轴座507相连,连接臂506可以在弹仓501内上下运动,连接臂506的下端与弹簧513相连,弹簧513的另一端与弹仓501的底部相连,轴座507上套设有轴承,轴座507上的轴承与球状物料之间接触为滚动摩擦,防止球状物料、拨弹轮503和漏弹孔504形成死点,避免卡弹的现象出现。
连接臂506中部从上到下开设有通孔,通孔内从下往上穿设有螺钉,螺钉超出连接臂506的部分安装有防松螺母,避免连接臂506在运动过程中出现松动的状况;螺钉的端部与弹簧513相连,弹簧513的另一端与弹仓501底部安装的螺钉螺母组合相连;连接臂506受到球状物料挤压上升的过程中,弹簧513伸长,当球状物料进入漏弹孔时,弹簧513收缩,弹簧513带动连接臂506向下压缩球状物料,使球状物料更容易地进入发射管407。
轴座507与连接臂506相连的端部为内凹结构,连接臂506靠近漏弹孔504的一端与轴座507内凹部分相连。
拨弹轮503边缘至少开设有一个安装孔,安装孔内穿设有拨弹轴512,拨弹轴512靠近拨弹轮503中心的一端安装有防松螺母,拨弹轴512的另一端套设有轴承,拨弹轮503转动过程中拨弹轴512将球状物料拨到漏弹孔504中,然后在重力作用下进入发射管407中处于待击发状态。
底盘1的侧边上安装有检测模块,用于检测物料射击机器人的受损情况。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种物料射击机器人,其特征在于:包括可移动的底盘(1),底盘(1)上从下往上依次安装有云台装置(3)、发射装置(4)和拨弹装置(5),拨弹装置(5)用于将物料拨到发射装置(4)中,发射装置(4)用于将物料投射至目标位置,云台装置(3)带动发射装置(4)水平旋转。
2.根据权利要求1所述的物料射击机器人,其特征在于:所述底盘(1)的前后部分分别设有悬挂系统(2),悬挂系统(2)包括连接模块(101)、动力模块(102)、减振器(103)和麦克纳姆轮(104),连接模块(101)包括平行设置的上连接臂(201)和下连接臂(202),上连接臂(201)的一端和下连接臂(202)的一端与底盘(1)活动连接,上连接臂(201)的另一端和下连接臂(202)的另一端与侧连接件(203)相连,减振器(103)两端分别与底盘(1)和连接模块(101)活动相连,动力模块(102)的轴端穿过侧连接件(203)与麦克纳姆轮(104)相连。
3.根据权利要求2所述的物料机器人,其特征在于:所述减振器(103)的一端与底盘(1)活动连接,减振器(103)的另一端与侧连接件(203)活动连接;上连接臂(201)包括第一上连接臂(2301)和第二上连接臂(2302),下连接臂(202)包括第一下连接臂(2303)和第二下连接臂(2304);动力模块(102)包括电机(3301),电机(3301)安装在侧连接件(203)上,电机(3301)的转轴穿过侧连接件(203)与麦克纳姆轮(104)相连;减振器(103)一端与底盘(1)活动连接,减振器(103)的另一端与侧连接件(203)活动连接。
4.根据权利要求3所述的物料机器人,其特征在于:所述第一上连接臂(2301)与第二上连接臂(2302)为平行布置,第一下连接臂(2303)与第二下连接臂(2304)为平行布置;第一上连接臂(2301)、第二上连接臂(2302)、第一下连接臂(2303)和第二下连接臂(2304)可以一起绕着底盘(1)上下运动。
5.根据权利要求1所述的物料机器人,其特征在于:所述底盘(1)上安装有云台电机,云台电机通过联轴器与云台装置(3)相连,云台装置(3)上安装有发射电机,发射电机驱动发射装置(4)上下旋转。
6.根据权利要求1所述的物料机器人,其特征在于:所述拨弹装置(5)包括弹仓(501),弹仓(501)底部为倾斜设置的底板(508),底板(508)的四周设有挡板(509),底板(508)的最高处设有漏弹孔(504),漏弹孔(504)与发射管(407)的物料入口连通,漏弹孔(504)上方安装有分弹器(505),底板(508)的底部安装有可转动的拨弹轮(503),拨弹轮(503)转动时将弹仓(501)中的球状物料拨到发射管(407)中。
7.根据权利要求6所述的物料射击机器人,其特征在于:所述底板(508)的底部设有弧形的导槽(510),导槽(510)沿着拨弹轮(503)的旋转方向布置;导槽(510)的槽深随着拨弹轮(503)的转动方向加深,导槽(510)与漏弹孔(504)相连。
8.根据权利要求6所述的物料射击机器人,其特征在于:所述分弹器(505)包括连接臂(506)和轴座(507),连接臂(506)靠近漏弹孔(504)的一端与轴座(507)相连,连接臂(506)可以在弹仓(501)内上下运动;连接臂(506)的下端与弹簧(513)的一端相连,弹簧(513)的另一端与弹仓(501)的底部相连,轴座(507)上套设有轴承。
9.根据权利要求6所述的物料射击机器人,其特征在于:所述拨弹轮(503)边缘至少开设有一个安装孔,安装孔上安装有拨弹轴(512),拨弹轴(512)上套设有轴承。
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