CN108000527A - 一种环保型园林绿化用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型园林绿化用机器人，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

一种环保型园林绿化用机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种环保型园林绿化用机器人。

背景技术

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

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型园林绿化用机器人，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。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种环保型园林绿化用机器人，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；

所述机架上还设有除尘装置，所述除尘装置包括箱体，所述箱体上设有进风口、出风口，所述进风口上连接抽风机，所述箱体下端通过连接管连接净化装置，所述净化装置下端连接蓄水盒，所述箱体内上端设有喷淋管，所述喷淋管通过给水管与蓄水盒连接，所述给水管上设有给水阀，所述箱体外侧设有灰尘浓度传感器和控制器，所述抽风机、给水阀、灰尘浓度传感器均分别与控制器连接，所述蓄水盒设置在机架上。

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。

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

图1为本发明的行走机构的状态图一。

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部分结构图一。

图4为本发明的行走机构的部分结构图二。

图5为本发明的行走机构的状态图二。

图6为本发明的行走机构的状态图三。

图7为本发明的行走机构的运动轨迹图。

图8为本发明的机械手装置和除尘装置的安装图。

图9为本发明的机械手装置的结构图。

图10为本发明的机械手装置的结构爆炸图。

图11为本发明的除尘装置的结构图。

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。

为方便描述，图1中左侧为前，右侧为后。

如图1至图6所示，本发明实施例提供一种环保型园林绿化用机器人，包括机架100，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31一端的第一曲柄41、垂直连接于第二转动轴32一端的第二曲柄42，所述第一曲柄41、第二曲柄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100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100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180°。

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。

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。

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100前进，然后在后方处离地腾空向前运动，最前方再次着地。

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17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。

如图8和图11所示，所述机架100上还设有除尘装置7，所述除尘装置7包括箱体71，所述箱体71上设有进风口72、出风口73，所述进风口72上连接抽风机74，所述箱体71下端通过连接管75连接净化装置76，所述净化装置76下端连接蓄水盒77，所述箱体71内上端设有喷淋管78，所述喷淋管78通过给水管79与蓄水盒77连接，所述给水管79上设有给水阀80，所述箱体71外侧设有灰尘浓度传感器81和控制器82，所述抽风机74、给水阀80、灰尘浓度传感器81均分别与控制器82连接，所述蓄水盒77设置在机架100上。通过灰尘浓度传感器监测作业环境的灰尘浓度，当灰尘浓度超过一定值时，灰尘浓度传感器将信号传给控制器，控制器发信号开启抽风机、给水阀，抽风机将空气抽入箱体内，喷淋管喷出水将空气中的灰尘进行沉降，然后空气从出风口出排出，喷出后的水经过过滤、杀菌回流到蓄水盒内，进行重复使用。

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)

1.一种环保型园林绿化用机器人，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；

所述机架上还设有除尘装置，所述除尘装置包括箱体，所述箱体上设有进风口、出风口，所述进风口上连接抽风机，所述箱体下端通过连接管连接净化装置，所述净化装置下端连接蓄水盒，所述箱体内上端设有喷淋管，所述喷淋管通过给水管与蓄水盒连接，所述给水管上设有给水阀，所述箱体外侧设有灰尘浓度传感器和控制器，所述抽风机、给水阀、灰尘浓度传感器均分别与控制器连接，所述蓄水盒设置在机架上。

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。