CN108858125A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人，包括：承载板、四个履带轮组、机械手、太阳能发电装置、蓄电池。太阳能发电装置与蓄电池电连接，蓄电池与机械手电连接；履带轮组包括：第一支撑板、第二支撑板、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、动力驱动部、履带条；第一驱动齿轮、第二驱动齿轮及第三驱动齿轮分别位于三角形的三个边角处，履带条首尾连接并环绕于第一驱动齿轮、第二驱动齿轮及第三驱动齿轮上，动力驱动部与第一驱动齿轮驱动连接。本发明的机器人，使用履带结构代替传统的轮子结构，防止机器人在野外作业中发生打滑现象，使用太阳能代替传统的不可再生能源，实现节能环保。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种机器人。

背景技术

现有技术1(CN108436879A)，其公开一种勘探机器人，更具体的说是一种轮子减震勘探机器人，机器人的轮子自带减震效果，取消了传统减震器的安装，节省了空间，减轻了机器人体的重量。主板的上端设置有滑块，轴承的外圈固定连接有轮圈，轴承的内圈内对称固定连接有两个竖板，上下移动板滑动连接在两个竖板的上端之间，上下移动板的四个角处均固定连接有圆凸，四个圆凸均与竖板的侧面贴合，弹簧I的上端焊接在上下移动板的下端，弹簧I的下端固定连接在轴承的内圈的下端，弹簧I位于两个竖板之间，上下移动板上端的前后两端均固定连接有轮架杆，两个轮架杆的中端均铰接连接有下连杆，两个下连杆的另一端均铰接在主板的左端，上连杆的一端连接在两个轮架杆的上端之间。

现有技术2(CN107303673A)，其涉及机器人领域，特别是能够实现人机协作的机器人。所述机器人包括机械手及示教装置。所述机械手用于执行操作任务，且所述机械手在执行操作任务时具有不同运动姿态。所述示教装置设置在所述机械手上以跟随所述机械手运动。所述示教装置包括显示单元，所述显示单元具有用于显示所述机械手的运转状态信息的显示区域。所述显示单元设置为跟随所述机械手的动作姿态而改变所述机械手的运转状态信息的显示方式所述机器人能够便于人眼清晰、舒适地观察，从而给操作带来了极大便利。

由现有技术1可知，其所公开的勘探机器人是采用轮子作为移动的载体。将上述的勘探机器人用于野外作业时，会遇到这样的一种情况，当所行驶的道路比较泥泞时，轮子容易发生打滑现象，从而给勘探机器人的正常作业带来了困难。

由现有技术2可知，其并没有公开是采用何种能源对机械手进行驱动。在石油等不可再生能源越来越稀少的今天，如何发展新能源，从而代替传统的不可再生能源，也是在机器人设计开发过程中需要重点考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种机器人，使用履带结构代替传统的轮子结构，防止机器人在野外作业中发生打滑现象，使用太阳能代替传统的不可再生能源，实现节能环保。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种机器人，包括：承载板、四个履带轮组、机械手、太阳能发电装置、蓄电池；

所述承载板为方形板状结构，四个履带轮组分别设于所述承载板的四个边角处；

所述机械手、所述太阳能发电装置、所述蓄电池安装于所述承载板上，所述太阳能发电装置与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述机械手电连接；

所述履带轮组包括：第一支撑板、第二支撑板、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、动力驱动部、履带条；

所述第一支撑板及所述第二支撑板均为三角形板状结构，所述第一支撑板的板面与所述第二支撑板的板面相互平行且间隔设置；

所述第一驱动齿轮通过第一转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第二驱动齿轮通过第二转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第三驱动齿轮通过第三转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第一驱动齿轮、所述第二驱动齿轮及所述第三驱动齿轮分别位于三角形的三个边角处，所述履带条首尾连接并环绕于所述第一驱动齿轮、所述第二驱动齿轮及所述第三驱动齿轮上，所述动力驱动部与所述第一驱动齿轮驱动连接。

在其中一个实施例中，所述机械手包括：安装基座、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、机械夹爪、第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部；所述安装基座固定于所述承载板上，所述第一机械臂转动设于所述安装基座上，所述第二机械臂转动设于所述第一机械臂上，所述第三机械臂转动设于所述第二机械臂上，所述机械夹爪安装于所述第三机械壁上，所述第一驱动部与所述第一机械臂驱动连接，所述第二驱动部与所述第二机械臂驱动连接，所述第三驱动部与所述第三机械臂驱动连接。

在其中一个实施例中，所述第一机械臂的转动轴与水平面垂直。

在其中一个实施例中，所述第二机械臂的转动轴与水平面平行。

在其中一个实施例中，所述第三机械臂的转动轴与水平面平行。

在其中一个实施例中，所述第一驱动部为电机驱动结构。

在其中一个实施例中，所述第二驱动部为电机驱动结构。

在其中一个实施例中，所述第三驱动部为电机驱动结构。

在其中一个实施例中，所述动力驱动部为电机驱动结构。

本发明的一种机器人，通过设置承载板、四个履带轮组、机械手、蓄电池、太阳能发电装置，使用履带结构代替传统的轮子结构，防止机器人在野外作业中发生打滑现象，使用太阳能代替传统的不可再生能源，实现节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例的机器人的结构图；

图2为图1所示的机器人的履带轮组的分解图；

图3为图1所示的机器人的机械手的结构图；

图4为图3所示的机械手的机械夹爪的分解图；

图5为图1所示的机器人的太阳能发电装置的结构图；

图6为图5所示的太阳能发电装置的局部结构图；

图7为图5所示的太阳能发电装置的局部分解图；

图8图5所示的太阳能发电装置的中间连接件与太阳能光伏板的配合结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种机器人10，包括：承载板100、四个履带轮组200、机械手300、蓄电池(图未示)、太阳能发电装置600。

承载板100为方形板状结构，四个履带轮组200分别设于承载板100的四个边角处。

机械手300、太阳能发电装置600、蓄电池安装于承载板100上，太阳能发电装置600与蓄电池电连接，蓄电池与机械手300电连接。

如图2所示，履带轮组200包括：第一支撑板210、第二支撑板220、第一驱动齿轮230、第二驱动齿轮240、第三驱动齿轮250、动力驱动部(图未示)、履带条270。

第一支撑板210及第二支撑板220均为三角形板状结构，第一支撑板210的板面与第二支撑板220的板面相互平行且间隔设置。

第一驱动齿轮230通过第一转轴231转动设于第一支撑板210和第二支撑板220之间，第二驱动齿轮240通过第二转轴241转动设于第一支撑板210和第二支撑板220之间，第三驱动齿轮250通过第三转轴251转动设于第一支撑板210和第二支撑板220之间，第一驱动齿轮230、第二驱动齿轮240及第三驱动齿轮250分别位于三角形的三个边角处，履带条270首尾连接并环绕于第一驱动齿轮230、第二驱动齿轮240及第三驱动齿轮250上，动力驱动部与第一驱动齿轮230驱动连接。在本实施例中，动力驱动部为电机驱动结构。

下面，对上述的机器人10的工作原理进行说明：

四个履带轮组200分别设于承载板100的四个边角处，四个履带轮组200分别独立驱动，带动承载板100移动，承载板100进而带动其上的机械手300、太阳能发电装置600以及蓄电池运动；

具体的，动力驱动部驱动第一驱动齿轮230转动，第一驱动齿轮230进而带动履带条270环绕于第一驱动齿轮230、第二驱动齿轮240及第三驱动齿轮250运动，部分履带条270在第二驱动齿轮240及第三驱动齿轮250的作用下压持于地面上，从而实现行走；

太阳能发电装置600与蓄电池电连接，蓄电池与机械手300电连接；

具体的，太阳能发电装置600用于将太阳能转化成电能并存储于蓄电池中，蓄电池用于为机械手300提供电能，使得机械手300可以通过电能实现相应的动作。

如图3所示，下面，对机械手300包括：安装基座310、第一机械臂320、第二机械臂330、第三机械臂340、机械夹爪350、第一驱动部360、第二驱动部370、第三驱动部380。安装基座310固定于承载板100上，第一机械臂320转动设于安装基座100上，第二机械臂330转动设于第一机械臂320上，第三机械臂340转动设于第二机械臂330上，机械夹爪350安装于第三机械壁340上，第一驱动部360与第一机械臂320驱动连接，第二驱动部370与第二机械臂330驱动连接，第三驱动部380与第三机械臂340驱动连接。

具体的，第一机械臂320的转动轴与水平面垂直；第二机械臂330的转动轴与水平面平行；第三机械臂340的转动轴与水平面平行。在本实施例中，第一驱动部360为电机驱动结构；第二驱动部370为电机驱动结构；第三驱动部380为电机驱动结构。

下面，对上述的机械手300的工作原理进行说明：

第一驱动部360驱动第一机械臂320转动，第一机械臂320的转动轴与水平面垂直，使得第一机械臂320可以绕安装基座310转动；

第二驱动部370驱动第二机械臂330转动，第二机械臂330的转动轴与水平面平行，使得第二机械臂330可以绕第一机械臂320转动；

第三驱动部380驱动第三机械臂340转动，第三机械臂340的转动轴与水平面平行，使得第三机械臂340可以绕第二机械臂330转动；

机械夹爪350用于对物体进行夹取。

要特别说明的是，在本发明中，设置了四个履带轮组200，四个履带轮组200分别设于承载板100的四个边角处，四个履带轮组200分别独立驱动，也即是四个履带轮组200相互独立，当其中一个或几个履带轮组200陷入到泥泞中，其它的履带轮组200由于独立活动，便可以带动陷入泥泞中的履带轮组200脱离出来，提高了机器人10的整体越野性能。

还要说明的是，动力驱动部只是与第一驱动齿轮230驱动连接，再由履带条270带动第二驱动齿轮240和第三驱动齿轮250，从而实现整体的运动，极大简化的了结构。而第二驱动齿轮240和第三驱动齿轮250处于三角形的两个边角处，与第一驱动齿轮230配合，使得履带条270形成三角形状，再者，第二驱动齿轮240和第三驱动齿轮250将履带条270紧紧压持于地面，从而使得履带条270可以实现机器人10的整体移动。

如图4所示，进一步的，机械夹爪350包括：支撑架体351、夹爪引导轨352、左侧滑块353、右侧滑块354、左侧夹爪355、右侧夹爪356、左侧驱动气缸357、右侧驱动气缸358。

支撑架体351固定于第三机械壁340上，夹爪引导轨352固定于支撑架体351上，左侧滑块353及右侧滑块354分别滑动设于夹爪引导轨352上，左侧夹爪355固定于左侧滑块353上，右侧夹爪356固定于右侧滑块354上，左侧驱动气缸357与左侧夹爪355驱动连接，右侧驱动气缸358与右侧夹爪356驱动连接。

上述的机械夹爪350的工作原理如下：左侧驱动气缸357驱动左侧夹爪355并在左侧滑块353的配合下沿着夹爪引导轨352往复滑动，右侧驱动气缸358驱动右侧夹爪356并在右侧滑块354的配合下沿着夹爪引导轨352往复滑动，这样，左侧夹爪355和右侧夹爪356便可以相互靠近或远离，从而实现对物体的夹取或松脱。

太阳能发电装置600用于接收太阳光，并所接收到的太阳光转化为电能并存储于蓄电池上。在一天当中，不同的时段，太阳光线照射的角度也会相应的出现变化，为了使得太阳能光伏板能够最大限度的接收到太阳光，需要适时的对太阳能光伏板的角度作出调整。为此，需要作进一步的优化设计，设计出一种能够自动逐日的太阳能发电装置600。

如图5所示，太阳能发电装置600包括：支撑基座610、驱动机构620、摇摆机构630、旋转机构640、中间连接件650、太阳能光伏板660(如图8所示)。

如图5及图6所示，驱动机构620包括：往复驱动部(图未示)、引导滑轨621、引导滑块622；引导滑轨621固定于支撑基座610上，引导滑块622滑动设于引导滑轨621上，往复驱动部与引导滑块622驱动连接，往复驱动部驱动引导滑块622沿水平方向往复滑动于引导滑轨621上。

如图5及图6所示，摇摆机构630包括：摇摆连杆631、摇摆转轴632、摇摆连接块633；摇摆转轴632转动设于支撑基座610上，摇摆转轴632的转轴与水平面平行，摇摆连杆631的一端枢接于引导滑块622上，摇摆连杆631的另一端固接于摇摆转轴632上，摇摆连接块633固定于摇摆转轴632上。

如图6及图7所示，旋转机构640包括：主动旋转轴641、从动旋转轴642、主动齿轮643、从动齿轮644、引导杆645、随动杆646、引导凸轮647；

主动旋转轴641及从动旋转轴642转动设于摇摆连接块633上，主动齿轮643安装于主动旋转轴641的一端，从动齿轮644安装于从动旋转轴642的一端，主动齿轮643与从动齿轮644相互啮合；

引导杆645的一端与主动旋转轴641的另一端固接，随动杆646的一端固定于摇摆转轴632上，引导杆645的另一端与随动杆646的另一端通过弹簧648连接；

引导凸轮647固定于支撑基座610上，引导凸轮647具有凸轮引导面647a，引导杆645上设有球形滑块645a，球形滑块645a抵持于凸轮引导面647a上；

如图8所示，中间连接件650固定于从动旋转轴642的另一端，太阳能光伏板660安装于中间连接件650上。

下面，对上述的太阳能发电装置600的工作原理进行说明：

驱动机构620动作，具体的，往复驱动部驱动引导滑块622沿水平方向往复滑动于引导滑轨621上；

往复滑动中的引导滑块622通过摇摆连杆631带动摇摆转轴632转动，摇摆转轴632进而带动与之连接的摇摆连接块633以及随动杆646同时转动；

转动中的摇摆连接块633带动安装于其上的中间连接件650转动，中间连接件650进而带动太阳能光伏板660转动，由于摇摆转轴632的转轴与水平面平行，于是，也间接的带动了太阳能光伏板660作往复摆动，从而实现了太阳能光伏板660在其中一个自由度上的角度调节；

在摇摆连接块633的转动过程中，引导杆645以及随动杆646也在同步转动，由于引导杆645与随动杆646之间连接有弹簧648，弹簧648可以使得球形滑块645a紧紧抵持于凸轮引导面647a上，于是，凸轮引导面647a通过球形滑块645a带动引导杆645转动，引导杆645进而通过主动旋转轴641带动主动齿轮643转动，主动齿轮643再而通过从动齿轮644带动从动旋转轴642转动，可知，安装于从动旋转轴642一端的中间连接件650也实现了转动，这样，太阳能光伏板660便可以发生旋转，从而实现了太阳能光伏板660在另一个自由度上的角度调节；

太阳能光伏板660在摇摆机构630和旋转机构640的作用下，实现了往复摆动运动和自由旋转运动，即太阳能光伏板660可以在两个自由度上转动以进行角度调节，这样，太阳能光伏板660可以根据太阳光线照射角度的变化，适时的进行角度调节，实现自动逐日的功能，从而最大限度的接收到太阳光。

下面，对上述的太阳能发电装置600的设计原理进行说明：

1、通过设置一个驱动机构620，同时驱动摇摆机构630和旋转机构640运动，从而使得太阳能光伏板660可以在两个自由度上同时转动以进行角度调节，达到自动逐日的目的，并且使得太阳能发电装置600的整体结构更加紧凑；

2、摇摆转轴632同时带动摇摆连接块633、引导杆645、随动杆646转动，摇摆连接块633间接带动了太阳能光伏板660在其中一个自由度上的转动，而引导杆645和随动杆646保持同步转动，可以使得弹簧648受力均匀，从而使得球形滑块645a可以更加平稳的滑动抵持于凸轮引导面647a上，进而间接带动了太阳能光伏板660在另一个自由度上的转动；

3、摇摆连接块633在转动的过程中，也带动了其上的主动旋转轴641、从动旋转轴642、主动齿轮643、从动齿轮644随之运动，主动旋转轴641、从动旋转轴642、主动齿轮643、从动齿轮644作为旋转机构640的其中一部分，用于实现太阳能光伏板660在另一个自由度上的角度调节。

本发明的一种机器人10，通过设置承载板100、四个履带轮组200、机械手300、蓄电池、太阳能发电装置600，使用履带结构代替传统的轮子结构，防止机器人在野外作业中发生打滑现象，使用太阳能代替传统的不可再生能源，实现节能环保。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，包括：承载板、四个履带轮组、机械手、太阳能发电装置、蓄电池；

所述承载板为方形板状结构，四个履带轮组分别设于所述承载板的四个边角处；

所述机械手、所述太阳能发电装置、所述蓄电池安装于所述承载板上，所述太阳能发电装置与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述机械手电连接；

所述履带轮组包括：第一支撑板、第二支撑板、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、动力驱动部、履带条；

所述第一支撑板及所述第二支撑板均为三角形板状结构，所述第一支撑板的板面与所述第二支撑板的板面相互平行且间隔设置；

所述第一驱动齿轮通过第一转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第二驱动齿轮通过第二转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第三驱动齿轮通过第三转轴转动设于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，所述第一驱动齿轮、所述第二驱动齿轮及所述第三驱动齿轮分别位于三角形的三个边角处，所述履带条首尾连接并环绕于所述第一驱动齿轮、所述第二驱动齿轮及所述第三驱动齿轮上，所述动力驱动部与所述第一驱动齿轮驱动连接。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机械手包括：安装基座、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、机械夹爪、第一驱动部、第二驱动部、第三驱动部；所述安装基座固定于所述承载板上，所述第一机械臂转动设于所述安装基座上，所述第二机械臂转动设于所述第一机械臂上，所述第三机械臂转动设于所述第二机械臂上，所述机械夹爪安装于所述第三机械壁上，所述第一驱动部与所述第一机械臂驱动连接，所述第二驱动部与所述第二机械臂驱动连接，所述第三驱动部与所述第三机械臂驱动连接。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述第一机械臂的转动轴与水平面垂直。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述第二机械臂的转动轴与水平面平行。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述第三机械臂的转动轴与水平面平行。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第一驱动部为电机驱动结构。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述第二驱动部为电机驱动结构。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述第三驱动部为电机驱动结构。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述动力驱动部为电机驱动结构。