CN108163076B - 一种送水机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种送水机器人，包括车架机构、控制系统、轮式行走机构和夹持机构；其中控制系统、轮式行走机构和夹持机构安装在车架机构上，轮式行走机构用于通过控制系统控制机器人的行走，夹持机构用于通过控制系统控制夹持水桶。本发明采用的夹持机构可以有效地用于夹持水桶，配合采用的轮式行走机构，可以让机器人在运水时在平地上行走，配合采用的可变轮，爬楼时张开为爪型结构，使得爬楼梯时更加平稳，配合辅助单排轮，可以让机器人爬楼时增大轮子与楼梯接触面积提供稳定车身以及爬楼缓冲的作用。采用升降机构，可以更方便实现将水桶通过夹持机构夹持。

Description

一种送水机器人
技术领域
本发明涉及一种送水机器人，属于机器人技术领域。
背景技术
机器人作为一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对不同任务的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。
随着经济的高速发展，人们生活水平的不断提高，机器人应用的领域越来越广，但是在一些特殊的工作岗位，需要人工不断弯腰进行物体的抓取与搬运，而且在人工搬运物体的时候，依靠人工搬运效率低而且还要重复性的进行一些弯腰动作，使得人工操作起来过于繁琐；目前机器人的应用领域虽然广泛，但是在搬运物体方面有待发展。
发明内容
本发明提供了一种送水机器人，以用于通过该机器人实现运水。
本发明的技术方案是：一种送水机器人，包括车架机构、控制系统、轮式行走机构和夹持机构；其中控制系统、轮式行走机构和夹持机构安装在车架机构上，轮式行走机构用于通过控制系统控制机器人的行走，夹持机构用于通过控制系统控制夹持水桶。
所述车架机构包括上车架、支架杆、车轮支撑杆、固定横梁；其中上车架与通过支架杆与车轮支撑杆连接，固定横梁连接车轮支撑杆。
所述控制系统包括安装板、控制器和电源；其中电源用于供电，安装板上安装控制器、电源，通过控制器控制轮式行走机构中的前轮驱动电机、夹持机构中的伸缩臂驱动电机运动。
所述控制系统还包括摄像头，摄像头用于采集图像信息传至控制器。
所述轮式行走机构包括前轮、前轮驱动电机、前轮驱动电机架、后轮和后轮轴；其中前轮与后轮安装在车架机构中车轮支撑杆上，后轮之间通过后轮轴连接，前轮驱动电机安装在前轮驱动电机架上，前轮为主动轮，控制系统控制前轮驱动电机驱动前轮行走，带动从动轮后轮行走。
所述前轮为可变轮，可变轮包括可变轮控制电机、固定轮毂、活动轮毂和爬楼爪；其中可变轮控制电机安装在固定轮毂上，爬楼爪与活动轮毂连接，控制系统控制可变轮控制电机带动内部小齿轮转动从而控制活动轮毂的转动，从而控制爬楼爪的开合实现爬楼梯。
所述轮式行走机构还包括辅助单排轮，辅助单排轮安装在后轮轴上，用于增大爬楼梯时的接触面积。
所述夹持机构包括伸缩臂驱动电机、水桶夹持爪和伸缩臂；其中安装在车架机构中上车架上的伸缩臂驱动电机通过伸缩臂与水桶夹持爪连接，控制系统控制伸缩臂驱动电机驱动伸缩臂运动。
还包括安装在车架机构上的升降机构，升降机构用于通过控制系统控制机器人的升降。
所述升降机构包括推杆套筒、推杆、推杆电机和推杆电机架；其中车架机构中上车架与推杆套筒一端连接，推杆套筒另一端通过推杆与车架机构中支架杆连接，推杆与推杆套筒同轴心连接，推杆电机安装在推杆电机架上。
本发明的有益效果是：本发明采用的夹持机构可以有效地用于夹持水桶，配合采用的轮式行走机构，可以让机器人在运水时在平地上行走，配合采用的可变轮，爬楼时张开为爪型结构，使得爬楼梯时更加平稳，配合辅助单排轮，可以让机器人爬楼时增大轮子与楼梯接触面积提供稳定车身以及爬楼缓冲的作用。采用升降机构，可以更方便实现将水桶通过夹持机构夹持。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二；
图3为本发明中可变轮结构示意图；
图4为本发明初始工位图；
图5为本发明爬楼图；
图6为本发明装水工位图；
图中各标号：1-上车架、2-摄像头、3-推杆套筒、4-推杆、5-支架杆、6-前轮、7-可变轮驱动电机、8-可变轮驱动电机架、9-后轮、10-辅助单排轮、11-车轮支撑杆、12-伸缩臂驱动电机、13-水桶夹持爪、14水桶、15-伸缩臂、16-后轮轴、17-安装板、18-控制器、19-固定横梁、20-推杆电机、21-推杆电机架、22-电源、23-可变轮控制电机、24-固定轮毂、25-活动轮毂、26-爬楼爪。
具体实施方式
实施例1：如图1-6所示，一种送水机器人，包括车架机构、控制系统、轮式行走机构和夹持机构；其中控制系统、轮式行走机构和夹持机构安装在车架机构上，轮式行走机构用于通过控制系统控制机器人的行走，夹持机构用于通过控制系统控制夹持水桶14。
进一步地，可以设置所述车架机构包括上车架1、支架杆5、车轮支撑杆11、固定横梁19；其中上车架1与通过支架杆5与车轮支撑杆11连接，固定横梁19连接车轮支撑杆11。
进一步地，可以设置所述控制系统包括安装板17、控制器18和电源22；其中电源22用于供电，安装板17上安装控制器18、电源22，通过控制器18控制轮式行走机构中的前轮驱动电机7、夹持机构中的伸缩臂驱动电机12运动。
进一步地，可以设置所述控制系统还包括摄像头2，摄像头2用于采集图像信息传至控制器18。
进一步地，可以设置所述轮式行走机构包括前轮6、前轮驱动电机7、前轮驱动电机架8、后轮9和后轮轴16；其中前轮6与后轮9安装在车架机构中车轮支撑杆11上，后轮9之间通过后轮轴16连接，前轮驱动电机7安装在前轮驱动电机架8上，前轮6为主动轮，控制系统控制前轮驱动电机7驱动前轮6行走，带动从动轮后轮9行走。
进一步地，可以设置所述夹持机构包括伸缩臂驱动电机12、水桶夹持爪13和伸缩臂15；其中安装在车架机构中上车架1上的伸缩臂驱动电机12通过伸缩臂15与水桶夹持爪13连接，控制系统控制伸缩臂驱动电机12驱动伸缩臂15运动。
进一步地，可以设置还包括安装在车架机构上的升降机构，升降机构用于通过控制系统控制机器人的升降。
进一步地，可以设置所述升降机构包括推杆套筒3、推杆4、推杆电机20和推杆电机架21；其中车架机构中上车架1与推杆套筒3一端连接，推杆套筒3另一端通过推杆4与车架机构中支架杆5连接，推杆4与推杆套筒3同轴心连接，推杆电机20安装在推杆电机架21上。
实施例2：如图1-6所示，一种送水机器人，包括车架机构、控制系统、轮式行走机构和夹持机构；其中控制系统、轮式行走机构和夹持机构安装在车架机构上，轮式行走机构用于通过控制系统控制机器人的行走，夹持机构用于通过控制系统控制夹持水桶14。
进一步地，可以设置所述车架机构包括上车架1、支架杆5、车轮支撑杆11、固定横梁19；其中上车架1与通过支架杆5与车轮支撑杆11连接，固定横梁19连接车轮支撑杆11。
进一步地，可以设置所述控制系统包括安装板17、控制器18和电源22；其中电源22用于供电，安装板17上安装控制器18、电源22，通过控制器18控制轮式行走机构中的前轮驱动电机7、夹持机构中的伸缩臂驱动电机12运动。
进一步地，可以设置所述控制系统还包括摄像头2，摄像头2用于采集图像信息传至控制器18。
进一步地，可以设置所述轮式行走机构包括前轮6、前轮驱动电机7、前轮驱动电机架8、后轮9和后轮轴16；其中前轮6与后轮9安装在车架机构中车轮支撑杆11上，后轮9之间通过后轮轴16连接，前轮驱动电机7安装在前轮驱动电机架8上，前轮6为主动轮，控制系统控制前轮驱动电机7驱动前轮6行走，带动从动轮后轮9行走。
进一步地，可以设置所述前轮6为可变轮，可变轮包括可变轮控制电机23、固定轮毂24、活动轮毂25和爬楼爪26；其中可变轮控制电机23安装在固定轮毂24上，爬楼爪26与活动轮毂25连接，控制系统控制可变轮控制电机23带动内部小齿轮转动从而控制活动轮毂25的转动，从而控制爬楼爪26的开合实现爬楼梯。
进一步地，可以设置所述轮式行走机构还包括辅助单排轮10，辅助单排轮10安装在后轮轴16上，用于增大爬楼梯时的接触面积。
进一步地，可以设置所述夹持机构包括伸缩臂驱动电机12、水桶夹持爪13和伸缩臂15；其中安装在车架机构中上车架1上的伸缩臂驱动电机12通过伸缩臂15与水桶夹持爪13连接，控制系统控制伸缩臂驱动电机12驱动伸缩臂15运动。
进一步地，可以设置还包括安装在车架机构上的升降机构，升降机构用于通过控制系统控制机器人的升降。
进一步地，可以设置所述升降机构包括推杆套筒3、推杆4、推杆电机20和推杆电机架21；其中车架机构中上车架1与推杆套筒3一端连接，推杆套筒3另一端通过推杆4与车架机构中支架杆5连接，推杆4与推杆套筒3同轴心连接，推杆电机20安装在推杆电机架21上。
本发明的工作原理是：
送水过程如下：控制系统控制推杆电机20驱动推杆4运动，控制器18控制推杆4处于收缩状态，上车架1位于低工位，将水桶14放到水桶夹持爪13之间，水桶夹持抓13在伸缩臂驱动电机12的驱动下夹紧水桶14；水桶14被夹紧后，推杆4在推杆电机20的驱动下伸出从而使上车架1上升。送水行走过程中，控制器18控制前轮驱动电机7驱动前轮6行走，带动从动轮后轮9行走，到达目标地点，控制器18控制推杆4处于伸展状态，上车架1上升到高工位，伸缩臂15收缩将水桶14放入饮水机中。另外，还可以设置摄像头2，用于识别环境，用于后续送水机器人的其它控制。
送水行走过程中，控制器18控制可变轮驱动电机7驱动可变轮6行走，带动从动轮后轮9行走，若摄像头2将探测的可变轮6触碰到楼梯的图像传至控制器18，控制器18控制可变轮控制电机23将可变轮6张开为爪状实现爬楼功能，爬楼完成后，控制器18控制可变轮控制电机23将可变轮6收缩为轮状实现在平地行走。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种送水机器人，其特征在于：包括车架机构、控制系统、轮式行走机构和夹持机构；其中控制系统、轮式行走机构和夹持机构安装在车架机构上，轮式行走机构用于通过控制系统控制机器人的行走，夹持机构用于通过控制系统控制夹持水桶（14）；
所述车架机构包括上车架（1）、支架杆（5）、车轮支撑杆（11）、固定横梁（19）；其中上车架（1）通过支架杆（5）与车轮支撑杆（11）连接，固定横梁（19）连接车轮支撑杆（11）；
所述控制系统包括安装板（17）、控制器（18）和电源（22）；其中电源（22）用于供电，安装板（17）上安装控制器（18）、电源（22），通过控制器（18）控制轮式行走机构中的前轮驱动电机（7）、夹持机构中的伸缩臂驱动电机（12）运动；
所述控制系统还包括摄像头（2），摄像头（2）用于采集图像信息传至控制器（18）；
所述轮式行走机构包括前轮（6）、前轮驱动电机（7）、前轮驱动电机架（8）、后轮（9）和后轮轴（16）；其中前轮（6）与后轮（9）安装在车架机构中车轮支撑杆（11）上，后轮（9）之间通过后轮轴（16）连接，前轮驱动电机（7）安装在前轮驱动电机架（8）上，前轮（6）为主动轮，控制系统控制前轮驱动电机（7）驱动前轮（6）行走，带动从动轮后轮（9）行走；
所述前轮（6）为可变轮，可变轮包括可变轮控制电机（23）、固定轮毂（24）、活动轮毂（25）和爬楼爪（26）；其中可变轮控制电机（23）安装在固定轮毂（24）上，爬楼爪（26）与活动轮毂（25）连接，控制系统控制可变轮控制电机（23）带动内部小齿轮转动从而控制活动轮毂（25）的转动，从而控制爬楼爪（26）的开合实现爬楼梯；
所述轮式行走机构还包括辅助单排轮（10），辅助单排轮（10）安装在后轮轴（16）上，用于增大爬楼梯时的接触面积；
所述夹持机构包括伸缩臂驱动电机（12）、水桶夹持爪（13）和伸缩臂（15）；其中安装在车架机构中上车架（1）上的伸缩臂驱动电机（12）通过伸缩臂（15）与水桶夹持爪（13）连接，控制系统控制伸缩臂驱动电机（12）驱动伸缩臂（15）运动；
还包括安装在车架机构上的升降机构，升降机构用于通过控制系统控制机器人的升降；
所述升降机构包括推杆套筒（3）、推杆（4）、推杆电机（20）和推杆电机架（21）；其中车架机构中上车架（1）与推杆套筒（3）一端连接，推杆套筒（3）另一端通过推杆（4）与车架机构中支架杆（5）连接，推杆（4）与推杆套筒（3）同轴心连接，推杆电机（20）安装在推杆电机架（21）上；
送水过程如下：控制系统控制推杆电机驱动推杆运动，控制器控制推杆处于收缩状态，上车架位于低工位，将水桶放到水桶夹持爪之间，水桶夹持爪在伸缩臂驱动电机的驱动下夹紧水桶；水桶被夹紧后，推杆在推杆电机的驱动下伸出从而使上车架上升；到达目标地点，控制器控制推杆处于伸展状态，上车架上升到高工位，伸缩臂收缩将水桶放入饮水机中。
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