CN107672689A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人，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机架导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的机架导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述机架导轨上方竖直方向各设有一机架滑轨，所述机架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；作业装置的两个作业头可交替作业，实现多任务作业功能，提高了工作效率，简化了设备。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别是指一种机器人。

背景技术

现有技术的行走装置结构复杂，需要多个电机配合才能前进，需要改进；另外作业装置工作效率低下，难以同时完成两项作业任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机器人，以解决现有技术中行走装置结构复杂以及作业装置工作效率低下的技术问题。

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机架导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的机架导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述机架导轨上方竖直方向各设有一机架滑轨，所述机架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机架滑轨上，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机架滑轨的轨道运动，所述机架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，所述转动杆上位于机架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作业装置，所述作业装置包括与支撑架固定相连的作业电机、驱动轮转轴座、从动轮转轴座、滑槽、上定位板、下定位板，所述滑槽竖直设置，所述滑槽内滑动设置有滑条，所述滑条靠近下端处设有第一滑轨，所述第一滑轨的轨道包括一上凸的弧形轨，所述弧形轨的两端各连接一水平轨，所述第一滑轨上的弧形轨的中部位置设于所述滑条上，所述第一滑轨的轨道与一曲柄的滑轨端滑动嵌合，所述曲柄的另一端连接于所述从动轮转轴座的从动轴上，所述曲柄的转动半径与所述弧形轨的半径相等，所述从动轴上还连接有从动轮，所述驱动轮转轴座上的驱动轴连接有驱动轮和驱动件，所述驱动轮通过张紧带连接于从动轮上，所述作业电机用于驱动所述驱动轮，所述驱动件包括设于同一竖直平面的导正杆和转向杆，所述导正杆和转向杆在中部位置垂直相连并连接于所述驱动轴上，所述滑槽的底部设有所述下定位板，所述上定位板和下定位板在竖直方向上对应设置，所述上定位板和下定位板之间可转动的设有转筒，所述转筒包括筒体、上连接柱和下连接柱，所述上连接柱设于筒体上部并转动连接于上定位板，所述下连接柱设于筒体下部并转动连接于下定位板，所述上连接柱上固设有上导正圆板，所述上导正圆板位于筒体与上定位板之间，所述下连接柱上固定设有下导正圆板，所述下导正圆板位于筒体与下定位板之间，所述转筒轴向中心处设有贯通孔，所述贯通孔内滑动设有导杆，所述贯通孔的侧壁上竖直设有通槽，所述导杆的侧壁上设有与所述通槽相配合滑动的平键，所述导杆的下部侧壁设有环形槽，所述滑条的底部垂直设有连个夹持杆，所述两个夹持杆配合安装于所述环形槽上，所述上导正圆板两侧对称设有第一导正缺口和第二导正缺口，所述下导正圆板两侧对称设有第三导正缺口和第四导正缺口，所述第一导正缺口和所述第三导正缺口在竖直方向上相对应，所述第二导正缺口和第四导正缺口在竖直方向上相对应，所述筒体的侧壁上设有两个相互交叉的第一导槽和第二导槽，所述第一导槽的两端分别延伸至第一导正缺口和第四导正缺口，所述第二导槽的两端分别延伸至第二导正缺口和第三导正缺口，所述转向杆用于间歇的嵌合于第一导槽和第二导槽，所述导正杆的两端部分别在垂直方向设有弧形导向板，所述弧形导向板用于间歇的嵌合于各个导正缺口，所述导杆的上端部垂直方向上设有连接杆，所述连接杆的两端部分别设有作业工具；

所述机架上还设有灌溉喷头，所述灌溉喷头包括设于所述机架上的底座，所述底座中心开设有通孔，所述通孔内贯穿有第一管道，所述第一管道的端部设有旋转接头，所述旋转接头与第二管道连接，所述第二管道下方外侧套接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与灌溉电机的输出轴连接，所述第二管道的顶部设有连接管，所述连接管中部通过铰接支座连接，所述连接管的外端设有喷头，所述铰接支座两端的连接管通过伸缩软管连通。

其中，所述作业装置的初始位置为：所述曲柄的滑轨端位于弧形轨的一侧下端，并由从动轮带动沿弧形轨运动且使弧形轨保持相对静止，所述转向杆的其中一端部位于第一导槽的下端，并由驱动轮带动沿第一导槽运动。

其中，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。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

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；作业装置的两个作业头可交替作业，实现多任务作业功能，提高了工作效率，简化了设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的行走装置的结构图一。

图3为本发明的行走装置的结构图二。

图4为本发明的行走装置的结构图三。

图5为本发明的行走装置的局部结构图一。

图6为本发明的行走装置的爆炸图。

图7为本发明的行走装置的局部结构图二。

图8为本发明的行走装置的局部结构图三。

图9为本发明的作业装置的结构图一。

图10为本发明的作业装置的立体图。

图11为本发明的作业装置的爆炸图。

图12为发明的作业装置的滑槽和滑条的部件图。

图13为本发明的作业装置的驱动轮和驱动件的部件图。

图14为本发明的作业装置的转筒的结构图。

图15为本发明的作业装置的状态图一。

图16为本发明的作业装置的状态图二。

图17为本发明的作业装置的状态图三。

图18为本发明的灌溉喷头的结构图。

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、前端、前部、前进方向，右侧方向为后、后端、后部、后退方向。

如图1至图8所示，本发明实施例提供一种机器人，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机架导轨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机架导轨15，各个机架导轨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，每个所述机架导轨15上方竖直方向各设有一机架滑轨16，所述机架滑轨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设于机架滑轨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沿着机架滑轨16的轨道运动，所述机架导轨15上滑动设有一导向件19，所述导向件19在机架导轨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上位于机架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。

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。

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120°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。

如图9至图17所示，所述机架通过支撑架29连接有作业装置30，所述作业装置30包括与支撑架29固定相连的作业电机(未图示)、驱动轮转轴座32、从动轮转轴座33、滑槽34、上定位板35、下定位板36，所述滑槽34竖直设置，所述滑槽34内滑动设置有滑条37，所述滑条37靠近下端处设有第一滑轨38，所述第一滑轨38的轨道包括一上凸的弧形轨381，所述弧形轨381的两端各连接一水平轨382，所述第一滑轨38上的弧形轨381的中部位置设于所述滑条37上，所述第一滑轨38的轨道与一曲柄39的滑轨端391滑动嵌合，所述曲柄39的另一端连接于所述从动轮转轴座33的从动轴40上，所述曲柄39的转动半径与所述弧形轨391的半径相等，所述从动轴40上还连接有从动轮41，从动轮41、从动轴40、曲柄39为同步转动，所述驱动轮转轴座32上的驱动轴42连接有驱动轮43和驱动件44，所述驱动轮43通过张紧带45连接于从动轮41上，所述作业电机用于驱动所述驱动轮43，因此驱动轮43、从动轮41、驱动件44为同步转动，所述驱动件44包括设于同一竖直平面的导正杆45和转向杆46，所述导正杆45和转向杆46在中部位置垂直相连并连接于所述驱动轴42上，所述滑槽34的底部设有所述下定位板35，所述上定位板35和下定位板36在竖直方向上对应设置，所述上定位板35和下定位板36之间可转动的设有转筒47，所述转筒47包括筒体471、上连接柱472和下连接柱473，所述上连接柱472设于筒体471上部并转动连接于上定位板35，所述下连接柱473设于筒体471下部并转动连接于下定位板36，所述上连接柱35上固设有上导正圆板48，所述上导正圆板48位于筒体471与上定位板35之间，所述下连接柱473上固定设有下导正圆板49，所述下导正圆板49位于筒体471与下定位板36之间，所述转筒47轴向中心处设有贯通孔474，所述贯通孔474内滑动设有导杆50，所述贯通孔474的侧壁上竖直设有通槽475，所述导杆50的侧壁上设有与所述通槽475相配合滑动的平键501，所述导杆50的下部侧壁设有环形槽502，所述滑条37的底部垂直设有连个夹持杆371，所述两个夹持杆371配合安装于所述环形槽502上，所述滑条37在滑槽34上竖直运动，所述夹持杆371可带动环形槽502同步运动，且不影响导杆50的转动，当导杆50转动时，夹持杆371和环形槽502形成滑动配合关系，所述上导正圆板48两侧对称设有第一导正缺口481和第二导正缺口482，即第一导正缺口481和第二导正缺口482在上导正圆板48的其中一直径的两端处，所述下导正圆板49两侧对称设有第三导正缺口491和第四导正缺口492，所述第一导正缺口481和所述第三导正缺口491在竖直方向上相对应，所述第二导正缺口482和第四导正缺口492在竖直方向上相对应，所述筒体471的侧壁上设有两个相互交叉的第一导槽474和第二导槽475，所述第一导槽474的两端分别延伸至第一导正缺口481和第四导正缺口492，所述第二导槽475的两端分别延伸至第二导正缺口482和第三导正缺口491，所述导正杆45的两端部分别在垂直方向设有弧形导向板451，所述弧形导向板451、导正杆45和转向杆46均位于同一平面内，所述导杆50的上端部垂直方向上设有连接杆51，所述连接杆51的两端部分别设有作业工具52。所述连接杆51的设置方向与行走装置的前进方向相垂直。所述驱动轮43的直径为从动轮41的2倍。

如图9所示，所述作业装置的初始位置为：所述曲柄39的滑轨端391位于弧形轨381的一侧下端，并由从动轮41带动沿弧形轨381运动，由于弧形轨381的半径和曲柄39的转动半径相等，因此弧形轨381保持相对静止，所述转向杆46的其中一端部位于第一导槽474的下端，并由驱动轮43带动沿第一导槽474运动。

如图15所示，接着，作业电机启动后，驱动轮43和从动轮41同步转动，转向杆46的其中一端部从第一导槽474的下端向上滑行，直至滑出第一导槽474的上端，此时驱动轮转动了45°，此过程中，转筒47转动了180°，导正杆45的弧形导向板451的一端开始嵌合于第二导正缺口482，从动轮41转动了90°，所述弧形轨381的弧度也为90°，此过程中，因此曲柄39和弧形轨381保持相对静止，因此滑条没有滑动。作业工具随着转筒也转动了180°。

如图16所示，当作业电机带动驱动轮43和从动轮41继续顺时针转动时，驱动轮43带动弧形导向板451嵌合于导正缺口上，使转筒47保持静止，从动轮41带动曲柄39转动，曲柄39沿第一滑轨38运动，带动滑条37向下运动，从而带动作业工具向下运动。

如图17所示，当作业电机带动驱动轮和从动轮继续顺时针转动时，转向杆46的其中另一端部从第二导槽475的下端开始向上滑行，此时作业工具已复位至最高处，弧形轨开始保持相对静止。

如此形成进行一个循环，作业工具的运动轨迹为旋转180°→下降→上升至原位→旋转180°→下降。两个作业工具可以分别是剪枝作业头和松土作业头，当然也可加载其他现有技术的作业头。控制行走装置的行走电机间歇工作，让两个作业头交替作业，使作业装置在一个位置上对两侧的土壤进行作业，提高工作效率。

如图1和图18所示，所述机架上还设有灌溉喷头70，所述灌溉喷头70包括设于所述机架上的底座71，所述底座71中心开设有通孔，所述通孔内贯穿有第一管道72，所述第一管道72的端部设有旋转接头73，所述旋转接头73与第二管道74连接，所述第二管道74下方外侧套接有第一齿轮75，所述第一齿轮75与第二齿轮76啮合，所述第二齿轮76与灌溉电机77的输出轴连接，所述第二管道74的顶部设有连接管78，所述连接管78中部通过铰接支座79连接，所述连接管78的外端设有喷头80，所述铰接支座79两端的连接管通过伸缩软管81连通。通过铰接支座和伸缩软管的配合使用，可以改变喷头的喷射角度，根据需要改变灌溉范围，灌溉范围广，灌溉效率高。

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 (3)

1.一种机器人，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机架导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的机架导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述机架导轨上方竖直方向各设有一机架滑轨，所述机架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机架滑轨上，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机架滑轨的轨道运动，所述机架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，所述转动杆上位于机架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作业装置，所述作业装置包括与支撑架固定相连的作业电机、驱动轮转轴座、从动轮转轴座、滑槽、上定位板、下定位板，所述滑槽竖直设置，所述滑槽内滑动设置有滑条，所述滑条靠近下端处设有第一滑轨，所述第一滑轨的轨道包括一上凸的弧形轨，所述弧形轨的两端各连接一水平轨，所述第一滑轨上的弧形轨的中部位置设于所述滑条上，所述第一滑轨的轨道与一曲柄的滑轨端滑动嵌合，所述曲柄的另一端连接于所述从动轮转轴座的从动轴上，所述曲柄的转动半径与所述弧形轨的半径相等，所述从动轴上还连接有从动轮，所述驱动轮转轴座上的驱动轴连接有驱动轮和驱动件，所述驱动轮通过张紧带连接于从动轮上，所述作业电机用于驱动所述驱动轮，所述驱动件包括设于同一竖直平面的导正杆和转向杆，所述导正杆和转向杆在中部位置垂直相连并连接于所述驱动轴上，所述滑槽的底部设有所述下定位板，所述上定位板和下定位板在竖直方向上对应设置，所述上定位板和下定位板之间可转动的设有转筒，所述转筒包括筒体、上连接柱和下连接柱，所述上连接柱设于筒体上部并转动连接于上定位板，所述下连接柱设于筒体下部并转动连接于下定位板，所述上连接柱上固设有上导正圆板，所述上导正圆板位于筒体与上定位板之间，所述下连接柱上固定设有下导正圆板，所述下导正圆板位于筒体与下定位板之间，所述转筒轴向中心处设有贯通孔，所述贯通孔内滑动设有导杆，所述贯通孔的侧壁上竖直设有通槽，所述导杆的侧壁上设有与所述通槽相配合滑动的平键，所述导杆的下部侧壁设有环形槽，所述滑条的底部垂直设有连个夹持杆，所述两个夹持杆配合安装于所述环形槽上，所述上导正圆板两侧对称设有第一导正缺口和第二导正缺口，所述下导正圆板两侧对称设有第三导正缺口和第四导正缺口，所述第一导正缺口和所述第三导正缺口在竖直方向上相对应，所述第二导正缺口和第四导正缺口在竖直方向上相对应，所述筒体的侧壁上设有两个相互交叉的第一导槽和第二导槽，所述第一导槽的两端分别延伸至第一导正缺口和第四导正缺口，所述第二导槽的两端分别延伸至第二导正缺口和第三导正缺口，所述转向杆用于间歇的嵌合于第一导槽和第二导槽，所述导正杆的两端部分别在垂直方向设有弧形导向板，所述弧形导向板用于间歇的嵌合于各个导正缺口，所述导杆的上端部垂直方向上设有连接杆，所述连接杆的两端部分别设有作业工具；

所述机架上还设有灌溉喷头，所述灌溉喷头包括设于所述机架上的底座，所述底座中心开设有通孔，所述通孔内贯穿有第一管道，所述第一管道的端部设有旋转接头，所述旋转接头与第二管道连接，所述第二管道下方外侧套接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与灌溉电机的输出轴连接，所述第二管道的顶部设有连接管，所述连接管中部通过铰接支座连接，所述连接管的外端设有喷头，所述铰接支座两端的连接管通过伸缩软管连通。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述作业装置的初始位置为：所述曲柄的滑轨端位于弧形轨的一侧下端，并由从动轮带动沿弧形轨运动且使弧形轨保持相对静止，所述转向杆的其中一端部位于第一导槽的下端，并由驱动轮带动沿第一导槽运动。

3.根据权利要求1所述的行走装置，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。