CN107972759A - 一种园林绿化用行走机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种园林绿化用行走机器人,包括机架,所述机架上沿同一水平面的从前往后方向上依次设有第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴,所述第一转动轴、第二转动轴的一侧连接有第一行走机构,另一侧连接有第二行走机构,所述第三转动轴、第四转动轴的一侧连接有第三行走机构,另一侧连接有第四行走机构,所述第一行走机构包括垂直连接于第一转动轴一端的第一曲柄、垂直连接于第二转动轴一端的第二曲柄,所述第一曲柄、第二曲柄等长且平行,所述第一曲柄和第二曲柄的另一端通过第一连杆相连。本发明的机器人通过单电机的输出就可以实现行走功能,结构设计合理;机械手装置运动多样化,可满足多种作业需求。

Description

一种园林绿化用行走机器人
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域,特别是指一种园林绿化用行走机器人。
背景技术
[0002]现有技术的行走机构结构设计复杂,需要多个电机配合才能驱动机器人前进,成 本高;另外机械手灵活性不够,结构设计不合理,难以适应作业任务。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种园林绿化用行走机器人,以解决现有技术 中行走机构结构设计复杂,需要多个电机配合才能驱动机器人前进,成本高;另外机械手灵 活性不够,结构设计不合理,难以适应作业任务的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种园林绿化用行走机器人,包括机 架,所述机架上沿同一水平面的从前往后方向上依次设有第一转动轴、第二转动轴、第三转 动轴、第四转动轴,所述第一转动轴、第二转动轴的一侧连接有第一行走机构,另一侧连接 有第二行走机构,所述第三转动轴、第四转动轴的一侧连接有第三行走机构,另一侧连接有 第四行走机构,所述第一行走机构包括垂直连接于第一转动轴一端的第一曲柄、垂直连接 于第二转动轴一端的第二曲柄,所述第一曲柄、第二曲柄等长且平行,所述第一曲柄和第二 曲柄的另一端通过第一连杆相连,所述第一连杆的两端还转动连接有前摇杆和后摇杆,所 述前摇杆和后摇杆等长且平行设置,所述前摇杆和后摇杆的另一端通过第二连杆相连,所 述第二连杆位于第一连杆上方,所述前摇杆靠近机架前端,所述第二连杆的中部垂直向下 连接有支撑杆,所述支撑杆下端处连接有着地部,所述第一、第二、第三、第四行走机构的结 构相同,所述第一行走机构上的前摇杆中部通过第一导杆连接于机架前端处,所述第二行 走机构上的前摇杆中部通过第二导杆连接于机架前端处,所述第三行走机构上的后摇杆中 部通过第三导杆连接于机架后端处,所述第四行走机构上的后摇杆中部通过第四导杆连接 于机架后端处,所述机架中部设有行走电机,所述行走电机的输出端通过带轮传动连接于 第二、第三转动轴,所述第二转动轴通过带轮传动连接于第一转动轴,所述第三转动轴通过 带轮传动连接于第四转动轴;
[0005] 所述机架上还设有监控摄像装置,所述监控摄像装置包括外壳、摄像头、固定底 板、摄像头锁紧螺母、第一连动杆、圆弧滑动槽、第一锁紧转轴、第一锁紧旋钮、连接转轴、第 二锁紧转轴、第二锁紧旋钮、第二连动杆、固定螺母、球链接、支撑底盘;所述支撑底盘固定 安装在机架上,所述支撑底盘上通过球链接安装设有第二连动杆,所述第二连动杆与所述 支撑底盘之间设有固定螺母用于锁紧第二连动杆;所述第二连动杆通过连接转轴连接有第 一连动杆,所述第一连动杆远离所述连接转轴的一端固定安装设有外壳,所述外壳内部固 定安装设有摄像头,所述外壳与所述第一连动杆之间固定连接设有固定底板,所述固定底 板与所述第一连动杆之间固定连接设有摄像头锁紧螺母;所述第一连动杆中部设有第一锁 紧转轴,所述第二连动杆中部设有第二锁紧转轴,所述第一锁紧转轴和第二锁紧转轴上连 接有圆弧滑动槽,所述第一锁紧转轴和圆弧滑动槽之间通过第一锁紧旋钮锁紧,所述第二 锁紧转轴和圆弧滑动槽之间用过第二锁紧旋钮锁紧。
[0006] 所述机架前端设有机械手装置,所述机械手装置包括固定于机架上的转轴安装 座,所述转轴安装座上由外至内依次转动套接有第一转轴、第二转轴、第三转轴,所述第一 转轴的前端设有旋转支架,所述旋转支架的两端分别转动连接有第一齿轮和第二齿轮,所 述第一齿轮和第二齿轮平行且相对设置,所述第二转轴的前端固定连接有第三齿轮,所述 第三齿轮与第一齿轮相垂直设置且啮合传动,所述第一齿轮和第三齿轮形状相同,所述第 三转轴的前端固定连接有第四齿轮,所述第四齿轮和第二齿轮相垂直设置且啮合传动,所 述第一齿轮的底部连接有机械手转轴支架,所述机械手转轴支架上转动连接有第四转轴, 所述第四转轴的内侧端设有第五齿轮,外侧端设有机械手,所述第五齿轮与第二齿轮相垂 直设置且啮合传动,所述第二齿轮、第四齿轮、第五齿轮形状相同,所述第一转轴、第二转 轴、第三转轴的后端分别设有一传动齿轮,每一所述传动齿轮啮合一传动齿条,每一所述传 动齿条受一气缸驱动以使所述传动齿条来回直线运动。
[0007] 本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0008] 上述方案中,本发明的机器人通过单电机的输出就可以实现行走功能,结构设计 合理;机械手装置运动多样化,可满足多种作业需求。
附图说明
[0009] 图1为本发明的行走机构的状态图一。
[0010] 图2为本发明的行走机构的立体图。
[0011 ]图3为本发明的行走机构的部分结构图一。
[0012]图4为本发明的行走机构的部分结构图二。
[0013]图5为本发明的行走机构的状态图二。
[0014]图6为本发明的行走机构的状态图三。
[0015]图7为本发明的行走机构的运动轨迹图。
[0016]图8为本发明的机械手装置和监控摄像装置的安装图。
[0017]图9为本发明的机械手装置的结构图。
[0018]图10为本发明的机械手装置的结构爆炸图。
[0019]图11为本发明的监控摄像装置的结构图。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]为方便描述,图1中左侧为前,右侧为后。
[0022]如图1至图6所示,本发明实施例提供一种园林绿化用行走机器人,包括机架1〇〇, 所述机架100上沿同一水平面的从前往后方向上依次设有第一转动轴31、第二转动轴32、第 三转动轴33、第四转动轴34,所述第一转动轴31、第二转动轴32的一侧连接有第一行走机构 35,另一侧连接有第二行走机构36,所述第三转动轴33、第四转动轴34的一侧连接有第三行 走机构37,另一侧连接有第四行走机构38,所述第一行走机构35包括垂直连接于第一转动 轴31—端的第一曲柄41、垂直连接于第二转动轴32—端的第二曲柄42,所述第一曲柄41、苐 二曲柄42等长且平行,所述第一曲柄41和第二曲柄42的另一端通过第一连杆43相连,所述 第一连杆43的两端还转动连接有前摇杆44和后摇杆45,所述前摇杆44和后摇杆45等长且平 行设置,所述前摇杆44和后摇杆45的另一端通过第二连杆46相连,所述第二连杆46位于第 一连杆43上方,所述前摇杆44靠近机架100前端,所述第二连杆46的中部垂直向下连接有支 撑杆47,所述支撑杆47下端处连接有着地部48;所述第一、第二、第三、第四行走机构的结构 相同,所述第一行走机构35上的前摇杆44中部通过第一导杆51连接于机架1〇〇前端处,所述 第二行走机构36上的前摇杆44中部通过第二导杆52连接于机架100前端处,所述第三行走 机构37上的后摇杆45中部通过第三导杆53连接于机架100后端处,所述第四行走机构38上 的后摇杆45中部通过第四导杆54连接于机架100后端处,曲柄和转动轴固定相连,连杆、导 杆两端均为转动连接,所述机架1〇〇中部设有行走电机30,所述行走电机30的输出端通过带 轮传动连接于第二、第三转动轴,所述第二转动轴32通过带轮传动连接于第一转动轴31,所 述第三转动轴33通过带轮传动连接于第四转动轴34,因此第一、二、三、四转动轴同步转动; 四个导杆的长度相同,前摇杆44的长度大于第一导杆51的长度,第一导杆51的长度大于第 一连杆43的长度,第一连杆43的长度大于第一曲柄41的长度。第一导杆长度为前摇杆的一 半。第一行走机构和第三行走机构的初始转动角度相同,第二行走机构和第四行走机构的 初始转动角度相同,第一行走机构和第二行走机构的初始转动角度相差18〇°。
[0023] 第一转动轴和第二转动轴之间的连线、第一曲柄、第二曲柄、第一连杆组成一个平 行四边形机构,第一连杆、第一摇杆、第二摇杆、第二连杆组成另一个平行四边形机构。
[0024]如图1所示,显示为第一行走机构和第四行走机构离地,第二行走机构和第三行走 机构着地;如图5所示,行走电机带动各个转动轴逆时针转动,四个行走机构上的着地部同 时短暂的触地,完成交替动作,实现类似小狗的行走方式,如图6所示,第二行走机构和第三 行走机构离地,第一行走机构和第四行走机构着地。
[0025] 如图7所示,图中虚线为着地部的运动轨迹,标记49为地面,单个着地部48在着地 后由前向后运动,带动机架1〇〇前进,然后在后方处离地腾空向前运动,最前方再次着地。 [0026]如图8至图10所示,所述机架100前端设有机械手装置10,所述机械手装置10包括 固定于机架100上的转轴安装座11,所述转轴安装座11上由外至内依次转动套接有第一转 轴12、第二转轴13、第三转轴14,即第一转轴12、第二转轴13、第三转轴14同轴设置,第三转 轴14转动设置于第二转轴13内,第二转轴13转动设置于第一转轴12内,第一转轴12转动设 置于转轴安装座11内,第三转轴14与第二转轴13之间、第二转轴13与第一转轴12之间、第一 转轴12与转轴安装座11之间可通过轴承(未图示)转动相连,以使第一转轴12、第二转轴13、 第三转轴14的转动互不干涉,第三转轴14的长度大于第二转轴13的长度,第二转轴13的长 度大于第一转轴12的长度,所述第一转轴12的前端设有旋转支架15,所述旋转支架15的两 端分别转动连接有第一齿轮16和第二齿轮17,所述第一齿轮16和第二齿轮17平行且相对设 置,所述第二转轴13的前端固定连接有第三齿轮18,即第二转轴13和第三齿轮18同步转动, 所述第三齿轮18与第一齿轮16相垂直设置且啮合传动,所述第一齿轮16和第三齿轮18形状 相同,所述第三转轴14的前端固定连接有第四齿轮19,即第三转轴14和第四齿轮19同步转 动,所述第四齿轮19和第二齿轮I7相垂直设置且啮合传动,所述第一齿轮16的底部连接有 机械手转轴支架20,机械手转轴支架20和第一齿轮16同步转动,所述机械手转轴支架20上 转动连接有第四转轴21,第四转轴21与第三转轴14同轴设置,所述第四转轴21的内侧端设 有第五齿轮22,外侧端设有机械手23,所述第五齿轮22与第二齿轮17相垂直设置且啮合传 动,所述第二齿轮17、第四齿轮19、第五齿轮22形状相同,所述第一转轴12、第二转轴13、第 三转轴14的后端分别设有一传动齿轮24,每一所述传动齿轮24啮合一传动齿条25,每一所 述传动齿条25受一气缸(未图示)驱动以使所述传动齿条25来回直线运动。运动原理如下: 单独驱动第三转轴转动时,通过第四齿轮、第二齿轮、第五次轮的传动,使第四转轴自转,其 转动方向与第三转轴的转动方向相反;单独驱动第二转轴转动时,通过第三齿轮、第一齿轮 的传动,以及第二齿轮、第五齿轮的啮合,使第四转轴在水平面方向上运动并使第四转轴自 转;单独驱动第一转轴转动时,旋转支架发生旋转,带动第二齿轮运动,通过第二齿轮、第五 齿轮的传动,使第四转轴向斜上方运动,并发生自转;同时驱动第三转轴和第二转轴时,可 使第四转轴在水平面方向上运动,且不发生自转;因此机械手装置运动多样化,可满足多种 作业需求。机械手可以具有剪枝工具、采摘工具等等多种工具,在此不作限制。
[0027] 如图8和图11所示,所述机架100上还设有监控摄像装置7,所述监控摄像装置7包 括外壳71、摄像头72、固定底板73、摄像头锁紧螺母74、第一连动杆75、圆弧滑动槽76、第一 锁紧转轴77、第一锁紧旋钮78、连接转轴"79、第二锁紧转轴81、第二锁紧旋钮82、第二连动杆 83、固定螺母84、球链接85、支撑底盘86;所述支撑底盘86固定安装在100上,所述支撑底盘 86上通过球链接85安装设有第二连动杆83,所述第二连动杆83与所述支撑底盘86之间设有 固定螺母84用于锁紧第二连动杆83;所述第二连动杆83通过连接转轴79连接有第一连动杆 75,所述第一连动杆75远离所述连接转轴79的一端固定安装设有外壳71,所述外壳71内部 固定安装设有摄像头72,所述外壳71与所述第一连动杆75之间固定连接设有固定底板73, 所述固定底底座73与所述第一连动杆75之间固定连接设有摄像头锁紧螺母74;所述第一连 动杆75中部设有第一锁紧转轴77,所述第二连动杆83中部设有第二锁紧转轴81,所述第一 锁紧转轴77和第二锁紧转轴81上连接有圆弧滑动槽76,所述第一锁紧转轴77和圆弧滑动槽 76之间通过第一锁紧旋钮78锁紧,所述第二锁紧转轴81和圆弧滑动槽76之间用过第二锁紧 旋钮82锁紧。监控摄像装置通过摄像头锁紧螺母,第一锁紧旋钮、第二锁紧旋钮来调节摄像 头的位置,便于监控。
[0028] 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. 一种园林绿化用行走机器人,包括机架,其特征在于,所述机架上沿同一水平面的从 前往后方向上依次设有第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴,所述第一转动 轴、第二转动轴的一侧连接有第一行走机构,另一侧连接有第二行走机构,所述第三转动 轴、第四转动轴的一侧连接有第三行走机构,另一侧连接有第四行走机构,所述第一行走机 构包括垂直连接于第一转动轴一端的第一曲柄、垂直连接于第二转动轴一端的第二曲柄, 所述第一曲柄、第二曲柄等长且平行,所述第一曲柄和第二曲柄的另一端通过第一连杆相 连,所述第一连杆的两端还转动连接有前摇杆和后摇杆,所述前摇杆和后摇杆等长且平行 设置,所述前摇杆和后摇杆的另一端通过第二连杆相连,所述第二连杆位于第一连杆上方, 所述前摇杆靠近机架前端,所述第二连杆的中部垂直向下连接有支撑杆,所¥支撑杆下端 处连接有着地部,所述第一、第二、第三、第四行走机构的结构相同,所述第一行走机构上的 前摇杆中部通过第一导杆连接于机架前端处,所述第二行走机构上的前摇杆中部通过第二 导杆连接于机架前端处,所述第三行走机构上的后摇杆中部通过第二导杆连接于机架后端 处,所述第四行走机构上的后摇杆中部通过第四导杆连接于机架后端处,所述机架中部设 有行走电机,所述行走电机的输出端通过带轮传动连接于第二、第三转动轴,所述第二转动 轴通过带轮传动连接于第一转动轴,所述第三转动轴通过带轮传动连接于第四转动轴; 所述机架上还设有监控摄像装置,所述监控摄像装置包括外壳、摄像头、固定底板、摄 像头锁紧螺母、第一连动杆、圆弧滑动槽、第一锁紧转轴、第一锁紧旋钮、连接转轴、第二锁 紧转轴、第二锁紧旋钮、第二连动杆、固定螺母、球链接、支撑底盘;所述支撑底盘固定安装 在机架上,所述支撑底盘上通过球链接安装设有第二连动杆,所述第二连动杆与所述支撑 底盘之间设有固定螺母用于锁紧第二连动杆;所述第二连动杆通过连接转轴连接有第一连 动杆,所述第一连动杆远离所述连接转轴的一端固定安装设有外壳,所述外壳内部固定安 装设有摄像头,所述外壳与所述第一连动杆之间固定连接设有固定底板,所述固定底板与 所述第一连动杆之间固定连接设有摄像头锁紧螺母;所述第一连动杆中部设有第一锁紧转 轴,所述第二连动杆中部设有第二锁紧转轴,所述第一锁紧转轴和第二锁紧转轴上连接有 圆弧滑动槽,所述第一锁紧转轴和圆弧滑动槽之间通过第一锁紧旋钮锁紧,所述第二锁紧 转轴和圆弧滑动槽之间用过第二锁紧旋钮锁紧。
2. 根据权利要求1所述的机架,其特征在于,所述机架前端设有机械手装置,所述机械 手装置包括固定于机架上的转轴安装座,所述转轴安装座上由外至内依次转动套接有第一 转轴、第二转轴、第三转轴,所述第一转轴的前端设有旋转支架,所述旋转支架的两端分别 转动连接有第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮和第二齿轮平行且相对设置,所述第二转 轴的前端固定连接有第三齿轮,所述第三齿轮与第一齿轮相垂直设置且啮合传动,所述第 一齿轮和第三齿轮形状相同,所述第三转轴的前端固定连接有第四齿轮,所述第四齿轮和 第二齿轮相垂直设置且啮合传动,所述第一齿轮的底部连接有机械手转轴支架,所述机械 手转轴支架上转动连接有第四转轴,所述第四转轴的内侧端设有第五齿轮,外侧端设有机 械手,所述第五齿轮与第二齿轮相垂直设置且啮合传动,所述第二齿轮、第四齿轮、第五齿 轮形状相同,所述第一转轴、第二转轴、第三转轴的后端分别设有一传动齿轮,每一所述传 动齿轮啮合一传动齿条,每一所述传动齿条受一气缸驱动以使所述传动齿条来回直线运 动。
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