CN107399379A - 一种建筑市政道路用环保多功能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑市政道路用环保多功能机器人，包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组所述行走机构分别设于机架两侧的前后位置处，其特征在于，所述行走机构包括空心轴和实心轴，所述空心轴套设于实心轴外圈，所述空心轴与实心轴之间通过第一轴承连接，所述空心轴外圈通过第二轴承连接于机架的侧壁上，所述空心轴的外圈位于机架外侧处固连第一支撑臂，所述实心轴的两端长出空心轴，所述实心轴的外圈位于机架外侧处设有第二支撑臂，所述第一支撑臂与第二支撑臂分别位于空心轴轴线的两侧。本发明通过四组行走机构，可实现机器人的行走，且能适应复杂地形，各个行走机构可独立调节，相互配合，具有多种行走方式，机架可通过行走机构的调节来升降高度，具有实用性。

Description

一种建筑市政道路用环保多功能机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种建筑市政道路用环保多功能机器人。

背景技术

现有技术的机器人的行走可通过多种方式进行实现，但是在灵活性上均存在不足之处，无法适应复杂地形，容易倾翻；现有的机器人使用范围小，缺少专业的作业工具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑市政道路用环保多功能机器人，以解决现有技术中机器人无法适应复杂地形且缺少专业的作业工具的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种建筑市政道路用环保多功能机器人，包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组所述行走机构分别设于机架两侧的前后位置处，所述行走机构包括空心轴和实心轴，所述空心轴套设于实心轴外圈，所述空心轴与实心轴之间通过第一轴承连接，所述空心轴外圈通过第二轴承连接于机架的侧壁上，所述空心轴的外圈位于机架外侧处固连第一支撑臂，所述实心轴的两端长出空心轴，所述实心轴的外圈位于机架外侧处设有第二支撑臂，所述第一支撑臂与第二支撑臂分别位于空心轴轴线的两侧，所述第一支撑臂的外端部通过转轴连接有第三支撑臂，所述第二支撑部的外端部通过转轴连接有第四支撑臂，所述第三支撑臂的另一端部与所述第四支撑臂的另一端部通过转轴相连，所述空心轴上位于机架内侧处设有第一齿轮，所述机架的侧壁上设有第一电机，所述第一电机通过齿轮啮合传动于第一齿轮，所述实心轴位于机架内侧处的端部设有第二齿轮，所述机架的侧壁上还设有第二电机，所述第二电机通过齿轮啮合传动于第二齿轮；

所述机架的前方设有搬运装置，所述搬运装置包括底板、第五电机、第三轴承、第三齿轮、转动杆、转接轴、第四齿轮、第一放置板、滑轨、第一电动推杆、第一连杆、滑块、安装箱、第二连杆、第二电动推杆、第二放置板和夹持部，所述底板上设有所述第五电机，所述第五电机顶部设有所述转接轴，所述转接轴上端设有所述第三轴承，所述转接轴中部设有所述第三齿轮，所述第三轴承外侧壁上设有所述第一放置板，所述第一放置板底部一侧设有所述转动杆，所述转动杆下端设有所述第四齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮啮合，所述第一放置板顶部设有所述滑轨与第一电动推杆，所述滑轨上配合设有滑块，所述第一电动推杆用以驱动滑块沿滑轨运动，所述滑块一侧上下对称设有所述第一连杆，所述第一连杆另一端设有所述安装箱，所述安装箱内底部铰接有所述第二电动推杆，所述第二电动推杆上端铰接有所述第二连杆，所述第二连杆中部与安装箱一侧壁相铰接，所述第二连杆另一端设有所述第二放置板，所述第二放置板上设有所述夹紧部；

所述机架的后方设有机械手，所述机械手包括安装于机架上的壳体，所述壳体内固定安装有第三电机和第四电机，所述机械手还包括一U型架，所述U型架的两端部向外侧各垂直延伸有套接部，所述壳体一端部两侧转动连接于所述U型架的两个套接部的外侧面上，所述两个套接部内侧面转动连接有转动轴，所述转动轴上设有主动齿轮，所述U型架的中部上转动设有机械臂转轴，所述机械臂转轴的轴线与U型架位于同一平面内，所述机械臂转轴上位于U型架的内侧端设有从动齿轮用以与所述主动齿轮相啮合，所述机械臂转轴上位于U型架的外侧端设有L型机械臂，所述L型机械臂的外端设有焊接头，所述套接部上还设有第一皮带轮，所述第三电机通过皮带传动于第一皮带轮，所述转动轴上还设有第二皮带轮，所述第四电机通过皮带传动于第二皮带轮。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本发明通过四组行走机构，可实现机器人的行走，且能适应复杂地形，各个行走机构可独立调节，相互配合，具有多种行走方式，机架可通过行走机构的调节来升降高度，具有实用性；另外还设有搬运装置，可执行搬运作业，使用范围广；由于设有可灵活转动的机械手用于焊接作业，具有实用性。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的行走机构的立体图。

图3为本发明的行走机构的着地点的示意图。

图4为本发明的行走机构的行走时的变化示意图一。

图5为本发明的行走机构的行走时的变化示意图二。

图6为本发明的行走机构的行走时的变化示意图三。

图7为本发明的行走机构在用于机架高度调整时的变化示意图。

图8为本发明的搬运装置的示意图。

图9为本发明的机械手的结构图。

图10为本发明的机械手的部分结构图一。

图11为本发明的机械手的部分结构图二。

图12为本发明的机械手的部分结构图三。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

为方便说明，图1中左侧方向为前，右侧方向为后。

如图1至图6所示，本发明实施例提供一种建筑市政道路用环保多功能机器人，包括水平设置的机架1，所述机架1上设有四组行走机构2，四组所述行走机构2分别设于机架1两侧的前后位置处，位置分别为机架1的左前侧、右前侧、左后侧、右后侧，类似于汽车四轮安装位置，所述行走机构2包括空心轴21和实心轴22，所述空心轴21套设于实心轴22外圈，所述空心轴21与实心轴22之间通过第一轴承(未图示)连接，第一轴承连接为现有技术，在此不作赘述，通过第一轴承连接可实现空心轴21与实心轴22同轴设置相可相对转动，互不影响，所述空心轴21外圈通过第二轴承(未图示)连接于机架1的侧壁上，所述空心轴21与实心轴22水平设置，所述空心轴21的外圈位于机架1外侧处固连第一支撑臂23，所述实心轴22的两端长出空心轴21，所述实心轴22的外圈位于机架1外侧处设有第二支撑臂24，所述第一支撑臂23与第二支撑臂24分别位于空心轴21轴线的两侧，所述第一支撑臂23的外端部通过转轴3连接有第三支撑臂25，所述第二支撑部24的外端部通过转轴3连接有第四支撑臂26，所述第三支撑臂25的另一端部与所述第四支撑臂26的另一端部通过转轴3相连，所述空心轴21上位于机架1内侧处设有第一齿轮27，所述机架1的侧壁上设有第一电机4，所述第一电机4通过齿轮啮合传动于第一齿轮27，所述实心轴22位于机架1内侧处的端部设有第二齿轮28，所述机架1的侧壁上还设有第二电机5，所述第二电机5通过齿轮啮合传动于第二齿轮28。第一支撑臂23、第二支撑臂24、第三支撑臂25、第四支撑臂26组成了一个四边形的行走机构，第三支撑臂25和第四支撑臂26的连接处为着地点6(如图3所示)，因此可将第三支撑臂25和第四支撑臂26与地面相接触的端部做成圆弧形，使行走机构与地面相接触时更顺畅。所述实心轴22由铝合金制成。

下面介绍一种运动方式，如图4所示，行走机构的初始位置为图中实线位置所示，四个行走机构2通过第一电机4驱动空心轴21转动从而带动第一支撑臂23沿逆时针方向转动至图示位置，第一电机4驱动空心轴21的转动为具有加速度的运动，第二电机5不转动从而第二支撑臂24保持不动，因此着地点6向后侧的斜下方运动，因此给了机架一个向前向上的驱动力，如图5所示，接着第一电机4顺时针转动从而带动第一支撑臂23沿顺时针方向转动至图示位置，第二电机5逆时针转动从而带动第二支撑臂24沿逆时针方向转动至图示位置，着地点6向前侧的斜上方运动，着地点6离地，使机架腾空离地，如图6所示，然后第一电机4逆时针转动从而带动第一支撑臂23沿逆时针方向转动至图示位置，第二电机5顺时针转动从而带动第二支撑臂24沿顺时针方向转动至图示位置，着地点6向前向斜下方运动，着地点与地面接触，完成一个运动周期，这个步骤能使机器人跳跃前进。其他类似行走，跑步的步骤在此不再赘述。

由4个支撑臂组成的四边形的行走机构，只要通过电机控制了第一支撑臂和第二支撑臂的位置，那着地点的位置即是确定的，因此可实现准确的运动。

如图7所示，行走机构2还可以通过将第一电机4顺时针转动，第二电机5逆时针转动，来使着地点6上移，将上移后6的着地点作为运动的起始点，这样就可以实现机架1的离地高度调节了。

如图1和图8所示，所述机架1的前方设有搬运装置7，所述搬运装置7包括底板71、第五电机72、第三轴承73、第三齿轮74、转动杆76、转接轴75、第四齿轮77、第一放置板78、滑轨79、第一电动推杆60、第一连杆61、滑块62、安装箱63、第二连杆64、第二电动推杆65、第二放置板66和夹持部87，所述底板71上设有所述第五电机72，所述第五电机72顶部设有所述转接轴75，所述转接轴75上端设有所述第三轴承73，所述转接轴75中部设有所述第三齿轮74，所述第三轴承73外侧壁上设有所述第一放置板78，所述第一放置板78底部一侧设有所述转动杆76，所述转动杆76下端设有所述第四齿轮77，所述第三齿轮74和第四齿轮77啮合，所述第一放置板78顶部设有所述滑轨79与第一电动推杆60，所述滑轨79上配合设有滑块62，所述第一电动推杆60用以驱动滑块62沿滑轨79运动，所述滑块62一侧上下对称设有所述第一连杆61，所述第一连杆61另一端设有所述安装箱63，所述安装箱63内底部铰接有所述第二电动推杆65，所述第二电动推杆65上端铰接有所述第二连杆64，所述第二连杆64中部与安装箱63一侧壁相铰接，所述第二连杆64另一端设有所述第二放置板66，所述第二放置板66上设有所述夹紧部67。所述搬运装置通过控制第五电机、第一电动推杆、第二电动推杆实现多自由度的运动，操作灵活，可广泛应用于建筑工程中。

如图1、图9至图12所示，所述机架1的后方设有机械手8，所述机械手8包括安装于机架1上的壳体81，所述壳体81内固定安装有第三电机82和第四电机83，所述机械手8还包括一U型架84，所述U型架84的两端部向外侧各垂直延伸有套接部841，所述壳体81一端部两侧转动连接于所述U型架84的两个套接部841的外侧面上，所述两个套接部841内侧面转动连接有转动轴85，所述转动轴85上设有主动齿轮86，所述U型架84的中部上转动设有机械臂转轴87，所述机械臂转轴87的轴线与U型架84位于同一平面内，所述机械臂转轴87上位于U型架84的内侧端设有从动齿轮88用以与所述主动齿轮86相啮合，所述机械臂转轴87上位于U型架84的外侧端设有L型机械臂89，所述L型机械臂89的外端设有焊接头90，所述套接部841上还设有第一皮带轮91，所述第三电机82通过皮带传动于第一皮带轮91，所述转动轴85上还设有第二皮带轮92，所述第四电机83通过皮带传动于第二皮带轮92。第三电机82和第四电机83的输出端位于相异侧，以免干涉。

机械手工作原理如下：第四电机83带动主动轮转动，第三电机82保持不动，主动齿轮86啮合从动齿轮88使从动齿轮88转动，因此机械臂绕机械臂转轴的轴线转动；第三电机82带动U型架84转动，第四电机83保持不动，U型架带动机械臂转轴绕转动轴的轴线转动，同时从动齿轮受迫于固定的主动齿轮啮合的影响而发生转动，从而使机械臂转轴绕其自身轴线发生转动；当第三电机和第四电机同步转动时，即角速度相同时，机械臂转轴仅绕转动轴的轴线发生转动。因此通过第三电机82和第四电机83相配合，可实现机械臂在空间上灵活的运动。

机械手安装于机架上，可实现自由灵活的作业，可减少传统作业中工具繁多的问题，具有环保性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种建筑市政道路用环保多功能机器人，包括机架，所述机架上设有四组行走机构，四组所述行走机构分别设于机架两侧的前后位置处，其特征在于，所述行走机构包括空心轴和实心轴，所述空心轴套设于实心轴外圈，所述空心轴与实心轴之间通过第一轴承连接，所述空心轴外圈通过第二轴承连接于机架的侧壁上，所述空心轴的外圈位于机架外侧处固连第一支撑臂，所述实心轴的两端长出空心轴，所述实心轴的外圈位于机架外侧处设有第二支撑臂，所述第一支撑臂与第二支撑臂分别位于空心轴轴线的两侧，所述第一支撑臂的外端部通过转轴连接有第三支撑臂，所述第二支撑部的外端部通过转轴连接有第四支撑臂，所述第三支撑臂的另一端部与所述第四支撑臂的另一端部通过转轴相连，所述空心轴上位于机架内侧处设有第一齿轮，所述机架的侧壁上设有第一电机，所述第一电机通过齿轮啮合传动于第一齿轮，所述实心轴位于机架内侧处的端部设有第二齿轮，所述机架的侧壁上还设有第二电机，所述第二电机通过齿轮啮合传动于第二齿轮；

所述机架的前方设有搬运装置，所述搬运装置包括底板、第五电机、第三轴承、第三齿轮、转动杆、转接轴、第四齿轮、第一放置板、滑轨、第一电动推杆、第一连杆、滑块、安装箱、第二连杆、第二电动推杆、第二放置板和夹持部，所述底板上设有所述第五电机，所述第五电机顶部设有所述转接轴，所述转接轴上端设有所述第三轴承，所述转接轴中部设有所述第三齿轮，所述第三轴承外侧壁上设有所述第一放置板，所述第一放置板底部一侧设有所述转动杆，所述转动杆下端设有所述第四齿轮，所述第三齿轮和第四齿轮啮合，所述第一放置板顶部设有所述滑轨与第一电动推杆，所述滑轨上配合设有滑块，所述第一电动推杆用以驱动滑块沿滑轨运动，所述滑块一侧上下对称设有所述第一连杆，所述第一连杆另一端设有所述安装箱，所述安装箱内底部铰接有所述第二电动推杆，所述第二电动推杆上端铰接有所述第二连杆，所述第二连杆中部与安装箱一侧壁相铰接，所述第二连杆另一端设有所述第二放置板，所述第二放置板上设有所述夹紧部；

所述机架的后方设有机械手，所述机械手包括安装于机架上的壳体，所述壳体内固定安装有第三电机和第四电机，所述机械手还包括一U型架，所述U型架的两端部向外侧各垂直延伸有套接部，所述壳体一端部两侧转动连接于所述U型架的两个套接部的外侧面上，所述两个套接部内侧面转动连接有转动轴，所述转动轴上设有主动齿轮，所述U型架的中部上转动设有机械臂转轴，所述机械臂转轴的轴线与U型架位于同一平面内，所述机械臂转轴上位于U型架的内侧端设有从动齿轮用以与所述主动齿轮相啮合，所述机械臂转轴上位于U型架的外侧端设有L型机械臂，所述L型机械臂的外端设有焊接头，所述套接部上还设有第一皮带轮，所述第三电机通过皮带传动于第一皮带轮，所述转动轴上还设有第二皮带轮，所述第四电机通过皮带传动于第二皮带轮。