CN107414863A - 一种节能环保太阳能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能环保太阳能机器人，包括行走装置，所述行走装置包括机架、行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体以及后部架体，所述前部架体和中部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述导轨上方竖直方向各设有一滑轨，所述滑轨的轨道为等边三角形。本发明的行走装置可平稳行走，仅需一个行走电机即可实现六个支撑腿的交替运动，来实现行走功能，结构设计巧妙。本发明由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖直方向上往复运动，可使得喷水装置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部来控制消防水枪的动作效果，提升灭火效果。
Description
一种节能环保太阳能机器人
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种节能环保太阳能机器人。
背景技术
[0002]现有技术的消防设备由于火场环境恶劣，难以搬运，另外喷水装置需要人工操作， 安全性低下。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种节能环保太阳能机器人，以解决现有技术 中消防设备由于火场环境恶劣，难以搬运，另外喷水装置需要人工操作，安全性低下的技术 问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种节能环保太阳能机器人，包括行 走装置，所述行走装置包括机架、行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体 以及后部架体，所述前部架体和中部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和 后部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述转 动杆上设有滑移槽，所述滑动件包括滑轨滑动部、支撑脚转轴以及连接所述导轨上方竖直 方向各设有一滑轨，所述滑轨的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平 行，所述等边三角形的中心处转动设有一转动杆，于滑轨滑动部和支撑脚转轴之间的滑移 部，所述滑轨滑动部设于滑轨上，所述滑移部设置于所述转动杆的滑移槽内以使转动杆带 动滑轨滑动部沿着滑轨的轨道运动，所述导轨上滑动设有一导向件，所述导向件的外端部 设有竖直设置的导向槽，所述导向槽内滑动设置有支撑脚，所述支撑脚的上端转动连接于 所述支撑脚转轴上，所述支撑脚的下端设有着地部，所述转动杆上位于导轨另一侧设有皮 带轮，所述前后方向上对应位置的两个皮带轮和行走电机上的其中一输出轮位于同一平面 上，并通过一皮带张紧联动连接，所述行走电机两端部共设有三输出轮，所述行走电机通过 转动杆带动支撑脚运动使六支撑脚的着地部交替着地以完成行走动作；
[0005] 所述机架上方通过支撑架连接有升降台，所述升降台包括圆形底座和升降板，所 述圆形底座的外圈设有环形滑移轨，所述环形滑移轨上滑动连接一圆环，所述圆环上表面 设有齿圈，所述圆形底座上表面圆形阵列有四个轴安装座，每个所述轴安装座设有安装轴， 每个所述安装轴的一端设有与齿圈的齿圈齿轮，每个所述安装轴的另一端设有第一连杆， 每个所述第一连杆的另一端转动连接一第二连杆，所述第一连杆和第二连杆等长，每个所 述第二连杆通过连接轴连接于同一个升降板上，所述圆形底座中心部设有容置槽用于容置 转动的第一连杆、第二连杆以及上下运动的升降板，其中一齿圈齿轮的外端面设有电机输 入轴用于连接一升降电机用于驱动其中一齿圈齿轮旋转；
[0006] 所述升降板上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储水箱、底部座体、转筒以及中 轴，所述底部座体设于储水箱上，所述储水箱安装于升降板上方，所述底部座体设有通水 孔，所述转筒通过中轴可转动地连接于所述底部座体上，所述转筒为中空结构，所述转筒的 外端面以轴心所在处为圆心均布有四个外圆孔，所述转筒靠近底部座体的内端面以轴心所 在处为圆心均布有四个内圆孔，所述外圆孔和内圆孔均—对应同轴设置，每一外圆孔通 过软管连接与其错位90°的内圆孔;所述底部座体具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆，四 个所述支撑杆之间围构成所述通水孔，四个所述支撑杆的连接处设有中心孔，所述中心孔 用于穿入所述中轴；
[0007] 所述机架前部设有太阳能装置，所述太阳能装置包括设于机架前部的驱动轴，所 述驱动轴上设有安装支架，所述安装支架上方设有第一联接单元，所述第一联接单元通过 第一联接轴转动连接一太阳能安装块，所述太阳能安装块下方还设有滑动轴安装架，所述 滑动轴安装架上设有滑动轴，所述滑动轴上设有滑套，所述安装支架侧边设有举升臂安装 架，所述举升臂安装架上设有举升臂，所述举升臂上端设有第二联接单元，所述第二联接单 元通过两个第二联接轴转动连接于滑套的两侧，所述太阳能安装块上设有太阳能板。
[0008] 六个所述转动杆分别命名为前一、前二、前三、后一、后二、后三转动杆，所述前二 转动杆设于前一转动杆和前三转动杆之间，所述后二转动杆设于后一转动杆和后三转动杆 之间，所述前一、后一转动杆位于同一平面，所述前三、后三转动杆位于同一平面，所述前 一、前二、前三转动杆相互形成的夹角均为120°，所述后一、后二、后三转动杆相互形成的夹 角均为120°，所述前二、后二转动杆具有相同的初始位置，所述前一、后三转动杆具有相同 的初始位置，所述前三、后一转动杆具有相同的初始位置，所述前一转动杆的初始位置沿皮 带轮向前驱动的转动方向继续转动120°后才与所述后一转动杆的初始位置相重合。
[0009] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0010] 本发明的行走装置可平稳行走，仅需一个行走电机即可实现六个支撑腿的交替运 动，来实现行走功能,结构设计巧妙。本发明由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖 直方向上往复运动，可使得喷水装置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部 来控制消防水枪的动作效果，提升灭火效果。
附图说明
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图2为本发明的行走装置的结构图一。
[0013]图3为本发明的行走装置的结构图二。
[0014]图4为本发明的行走装置的结构图三。
[0015]图5为本发明的行走装置的局部结构图一。
[0016]图6为本发明的行走装置的爆炸图。
[0017]图7为本发明的行走装置的局部结构图二。
[0018]图8为本发明的行走装置的局部结构图三。
[0019]图9为本发明的升降台的俯视图。
[0020]图10为本发明的升降台的立体图。
[0021]图11为本发明的洒水装置的剖视图。
[0022]图12为本发明的洒水装置的转筒的俯视图。
[0023]图13为本发明的洒水装置的底座的立体图。
[0024]图14为本发明的太阳能装置的结构图。
具体实施方式
[0025] 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。
[0026] 为方便说明，图1中左侧方向为前、前端、前部、前进方向，右侧方向为后、后端、后 部、后退方向。
[0027] 如图1至图8所示，本发明实施例提供一种节能环保太阳能机器人，包括行走装置 1，所述行走装置1包括机架、行走电机10以及滑动件11，所述机架包括前部架体12、中部架 体13以及后部架体14,所述前部架体12和中部架体13之间设有三个平行设置的导轨15,所 述中部架体13和后部架体14之间设有三个平行设置的导轨15,各个导轨15沿水平方向设 置，所述中部架体13上设有所述行走电机10,每个所述导轨15上方竖直方向各设有一滑轨 16,所述滑轨16的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平行，所述等边三 角形的中心处转动设有一转动杆17,所述转动杆17上设有滑移槽18,所述滑动件11包括滑 轨滑动部111、支撑脚转轴112以及连接于滑轨滑动部111和支撑脚转轴112之间的滑移部 113，所述滑轨滑动部111设于滑轨16上，所述滑移部113设置于所述转动杆17的滑移槽18内 以使转动杆带动滑轨滑动部111沿着滑轨16的轨道运动，所述导轨15上滑动设有一导向件 19, 所述导向件19在导轨15上作水平滑动，所述导向件19的外端部设有竖直设置的导向槽 20, 所述导向槽20内滑动设置有支撑脚21，所述支撑脚21的上端转动连接于所述支撑脚转 轴112上，所述支撑脚21的下端设有着地部22,所述转动杆17上位于导轨另一侧设有皮带轮 23,每个皮带轮的直径相同，所述前后方向上对应位置的两个皮带轮23和行走电机10上的 其中一输出轮位于同一平面上，并通过一皮带24张紧联动连接，所述行走电机10两端部共 设有三输出轮25,所述行走电机10通过转动杆17带动支撑脚21运动使六支撑脚21的着地部 22交替着地以完成行走动作。
[0028] 六个所述转动杆17分别命名为前一转动杆171、前二转动杆172、前三转动杆173、 后一转动杆174、后二转动杆175、后三转动杆176,所述前二转动杆172设于前一转动杆171 和前三转动杆173之间，所述后二转动杆175设于后一转动杆174和后三转动杆176之间，所 述前一转动杆171、后一转动杆174位于同一平面，所述前三转动杆173、后三转动杆176位于 同一平面，所述前一转动杆171、前二转动杆172、前三转动杆173相互形成的夹角均为120°， 所述后一转动杆174、后二转动杆175、后三转动杆176相互形成的夹角均为120°，所述前二 转动杆172、后二转动杆175具有相同的初始位置，所述前一转动杆171、后三转动杆176具有 相同的初始位置，所述前三转动杆173、后一转动杆174具有相同的初始位置，所述前一转动 杆171的初始位置沿皮带轮25向前驱动（即皮带轮驱动行走装置前进的方向）的转动方向继 续转动120°后才与所述后一转动杆174的初始位置相重合。初始位置指的是行走电机10停 止工作时，各个转动杆所处的位置关系。
[0029] 工作时，如图8所示为初始位置，前一着地部221、后三着地部226为离地状态，前二 着地部222、前三着地部223、后一着地部224、后二着地部25为着地状态，当皮带轮转过12〇° 角后，前一着地部221、前三着地部223、后一着地部224、后三着地部226为着地状态，前二着 地部222、后二着地部224为离地状态，在前进过程中，六个着地部中的其中四个始终保持着 地状态，可保证行走装置的平稳行走。
[0030] 如图1、图9、图10所示，所述机架上方通过支撑架80连接有升降台，所述升降台包 括圆形底座81和升降板82,所述圆形底座81的外圈设有环形滑移轨（未图示），所述环形滑 移轨上滑动连接一圆环83,所述圆环83上表面设有齿圈831，所述圆形底座81上表面圆形阵 列有四个轴安装座84,每个所述轴安装座84设有安装轴85,每个所述安装轴85的一端设有 与齒圈83的齿圈齿轮86,每个所述安装轴85的另一端设有第一连杆87,每个所述第一连杆 87的另一端转动连接一第二连杆88，所述第一连杆87和第二连杆88等长，每个所述第二连 杆88通过连接轴89连接于同一个升降板82上，所述圆形底座81中心部设有容置槽811用于 容置转动的第一连杆87、第二连杆88以及上下运动的升降板S2,其中一齿圈齿轮部的外端 面设有电机输入轴709用于连接一升降电机(未图示）用于驱动其中一齿圈齿轮86旋转。输 入电机带动齿圈齿轮转动，接着齿圈齿轮与齿圈相啮合进而带动圆环转动，因此其他3个齿 圈齿轮也同时转动，从而同时带动四个第一连杆和第二连杆运动，由于第一连杆和第二连 杆等长，且所述第一连杆和第二连杆的初始运动角度相同，相互间为间隔90°角的圆周阵列 关系，因此可带动升降板在竖直方向上往复运动。
[0031]如图1、图11至图13所示，所述升降板82上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储 水箱55、底部座体51、转筒52以及中轴53,所述底部座体51设于储水箱55上，所述储水箱55 安装于升降板上，所述底部座体51设有通水孔511，所述转筒52通过中轴53可转动地连接于 所述底部座体51上，所述转筒52为中空结构，所述转筒52的外端面以轴心所在处为圆心均 布有四个外圆孔521，所述转筒52靠近底部座体51的内端面以轴心所在处为圆心均布有四 个内圆孔522,所述外圆孔521和内圆孔522均——对应同轴设置，每一外圆孔521通过软管 54连接与其错位90 °的内圆孔522。
[0032]所述底部座体51具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆512,四个所述支撑杆512之 间围构成所述通水孔511，四个所述支撑杆512的连接处设有中心孔513,所述中心孔513用 于穿入所述中轴53。所述转筒52的上端面和下端面设有中心轴孔523用于穿过所述中轴53。
[0033] 实施时将储水箱中需要喷洒的水通过水栗增压，然后与底部座体相连，水流依次 通过底部座体上的通水孔和软管喷洒出去，由于软管为扭曲状，水流即会以旋转的流向从 软管喷射出，并产生旋转反作用力，而使转筒相对于底部座体产生转动，形成喷洒面积较大 的旋转喷射的水流，提高了作业效率，且不需要额外的电机来驱动，节能环保，减轻了设备 重量。
[0034] 由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖直方向上往复运动，可使得喷水装 置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部来控制消防水枪的动作效果，提升 灭火效果。配合行走装置，可直接进入火场，实现机械化作业，提高安全性。
[0035] 如图1和图14所示，所述机架前部设有太阳能装置7，所述太阳能装置7包括设于机 架前部的驱动轴71，所述驱动轴71上设有安装支架72,所述安装支架72上方设有第一联接 单元73,所述第一联接单元73通过第一联接轴74转动连接一太阳能安装块75,所述太阳能 安装块75下方还设有滑动轴安装架76,所述滑动轴安装架76上设有滑动轴77,所述滑动轴 77上设有滑套78，所述安装支架72侧边设有举升臂安装架79，所述举升臂安装架79上设有 举升臂60,所述举升臂60上端设有第二联接单元61，所述第二联接单元61通过两个第二联 接轴62转动连接于滑套78的两侧，第二联接轴62不穿透滑套78,因此不与滑动轴77相干涉， 所述太阳能安装块75上设有太阳能板63。所述太阳能板63连接蓄电池(未图示），所述蓄电 池给机器人上的各个电机供电，举升臂6〇的举升运动可通过举升电机传动，在此不再赘述。 驱动轴可旋转从而带动太阳能板转动，通过举升臂的升降来调整太阳能板的俯仰角，因此 可实现太阳能板的无死角转动，从而提高太阳能的利用效率，具有环保型。
[0036]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 (2)
1. 一种节能环保太阳能机器人，其特征在于，包括行走装置，所述行走装置包括机架、 行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体以及后部架体，所述前部架体和中 部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的 导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述导轨上方竖直方向各设有一滑轨，所述 滑轨的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平行，所述等边三角形的中 心处转动设有一转动杆，所述转动杆上设有滑移槽，所述滑动件包括滑轨滑动部、支撑脚转 轴以及连接于滑轨滑动部和支撑脚转轴之间的滑移部，所述滑轨滑动部设于滑轨上，所述 滑移部设置于所述转动杆的滑移槽内以使转动杆带动滑轨滑动部沿着滑轨的轨道运动，所 述导轨上滑动设有一导向件，所述导向件的外端部设有竖直设置的导向槽，所述导向槽内 滑动设置有支撑脚，所述支撑脚的上端转动连接于所述支撑脚转轴上，所述支撑脚的下端 设有着地部，所述转动杆上位于导轨另一侧设有皮带轮，所述前后方向上对应位置的两个 皮带轮和行走电机上的其中一输出轮位于同一平面上，并通过一皮带张紧联动连接，所述 行走电机两端部共设有三输出轮，所述行走电机通过转动杆带动支撑脚运动使六支撑脚的 着地部交替着地以完成行走动作； 所述机架上方通过支撑架连接有升降台，所述升降台包括圆形底座和升降板，所述圆 形底座的外圈设有环形滑移轨，所述环形滑移轨上滑动连接一圆环，所述圆环上表面设有 齿圈，所述圆形底座上表面圆形阵列有四个轴安装座，每个所述轴安装座设有安装轴，每个 所述安装轴的一端设有与齿圈的齿圈齿轮，每个所述安装轴的另一端设有第一连杆，每个 所述第一连杆的另一端转动连接一第二连杆，所述第一连杆和第二连杆等长，每个所述第 二连杆通过连接轴连接于同一个升降板上，所述圆形底座中心部设有容置槽用于容置转动 的第一连杆、第二连杆以及上下运动的升降板，其中一齿圈齿轮的外端面设有电机输入轴 用于连接一升降电机用于驱动其中一齿圈齿轮旋转； 所述升降板上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储水箱、底部座体、转筒以及中轴， 所述底部座体设于储水箱上，所述储水箱安装于升降板上方，所述底部座体设有通水孔，所 述转筒通过中轴可转动地连接于所述底部座体上，所述转筒为中空结构，所述转筒的外端 面以轴心所在处为圆心均布有四个外圆孔，所述转筒靠近底部座体的内端面以轴心所在处 为圆心均布有四个内圆孔，所述外圆孔和内圆孔均一一对应同轴设置，每一外圆孔通过软 管连接与其错位90°的内圆孔;所述底部座体具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆，四个所 述支撑杆之间围构成所述通水孔，四个所述支撑杆的连接处设有中心孔，所述中心孔用于 穿入所述中轴； 所述机架前部设有太阳能装置，所述太阳能装置包括设于机架前部的驱动轴，所述驱 动轴上设有安装支架，所述安装支架上方设有第一联接单元，所述第一联接单元通过第一 联接轴转动连接一太阳能安装块，所述太阳能安装块下方还设有滑动轴安装架，所述滑动 轴安装架上设有滑动轴，所述滑动轴上设有滑套，所述安装支架侧边设有举升臂安装架，所 述举升臂安装架上设有举升臂，所述举升臂上端设有第二联接单元，所述第二联接单元通 过两个第二联接轴转动连接于滑套的两侧，所述太阳能安装块上设有太阳能板。
2.根据权利要求1所述的节能环保太阳能机器人，其特征在于，六个所述转动杆分别命 名为前一、前二、前三、后一、后二、后三转动杆，所述前二转动杆设于前一转动杆和前三转 动杆之间，所述后二转动杆设于后一转动杆和后三转动杆之间，所述前一、后一转动杆位于 同一平面，所述前三、后三转动杆位于同一平面，所述前一、前二、前三转动杆相互形成的夹 角均为12〇。，所述后一、后二、后三转动杆相互形成的夹角均为12〇。，所述前二、后二转动杆 具有相同的初始位置，所述前一、后三转动杆具有相同的初始位置，所述前三、后—转动杆 具有相同的初始位置，所述前一转动杆的初始位置沿皮带轮向前驱动的转动方向继錄 12〇。后才与所述后-转动_初始位置猶合。 转动
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