CN109129393A - 无碳小车自动放桩机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无碳小车自动放桩机器人，该无碳小车自动放桩机器人包括电动平板车，电动平板车上设置有放桩机构，放桩机构的上端设置有放桩仓，放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于放桩仓的水平的下桩口，下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托；电动平板车上位于下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构和夹持机构，翻转转动机构和夹持机构之间通过抓手轴连接，翻转转动机构能够驱动夹持机构面向或背向下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动抓手轴自转以带动夹持机构以抓手轴的轴线为轴转动。该无碳小车自动放桩机器人能够代替人工实现自动行走放桩。
Description
技术领域
本发明涉及机器人，具体地涉及无碳小车自动放桩机器人。
背景技术
全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部高等教育司发文举办的全国性大学生科技创新实践竞赛活动，是基于国内各高校综合性工程训练教学平台，为深化实验教学改革，提升大学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进创新人才培养而开展的一项公益性科技创新实践活动，受到各大高校的关注。
进行比赛或者调试无碳小车的时候，需要摆放几十个桩，而且都是通过人工来摆放，不仅浪费人力，而且人工摆放桩的位置并不是非常准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种无碳小车自动放桩机器人，该无碳小车自动放桩机器人能够代替人工实现自动行走放桩。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无碳小车自动放桩机器人，该无碳小车自动放桩机器人包括电动平板车，所述电动平板车上设置有放桩机构，所述放桩机构的上端设置有放桩仓，所述放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于所述放桩仓的水平的下桩口，所述下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托；所述电动平板车上位于所述下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构和夹持机构，所述翻转转动机构和夹持机构之间通过抓手轴连接，所述翻转转动机构能够驱动所述夹持机构面向或背向所述下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动所述抓手轴自转以带动所述夹持机构以所述抓手轴的轴线为轴转动。
优选地，所述翻转转动机构包括：上支架、下支架、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和传动组件，所述第一锥齿轮和第三锥形齿轮同轴设置于所述下支架的两端的内侧；其中，所述第一锥齿轮上同轴固接有第一轴体，所述传动组件连接于所述第一轴体以驱动所述第一轴体自转，所述第三锥齿轮上与所述第一轴体同轴固接有第三轴体，所述第三轴体固接于所述下支架上；所述上支架为U型且两个侧板分别转动地套设于所述第一轴体和第二轴体上，所述抓手轴贯穿所述上支架的底板设置且一端同轴固接有第二锥形齿轮，另一端固接有所述夹持机构，所述第二锥形齿轮分别啮合于所述第一锥形齿轮和第三锥形齿轮。
优选地，所述传动组件包括齿条滑轨和第三电机，所述齿条滑轨位于所述第一轴体的下方且固接于所述电动平板车上，所述第三电机位于所述齿条滑轨的一侧并通过第三电机支座固定于所述电动平板车上，所述齿条滑轨内沿其长度方向滑动地设置有齿条板，所述第三电机的转轴上套设有第一圆柱齿轮，所述第一轴体上套设有第二圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮均啮合于所述齿条板上。
优选地，所述夹持机构包括固定板、第一夹手、第二夹手、第一连杆、第二连杆、第四电机和螺纹套；其中，所述固定板的一个侧面固接于所述抓手轴的端部，所述固定板上位于所述抓手轴的同侧固接有所述第四电机，所述第四电机的转动轴贯穿所述固定板并轴接有丝杆；所述固定板上背向所述抓手轴的一个侧面上间隔设置有二个支撑板，所述第一夹手和第二夹手以所述丝杆的轴线为轴对称设置，且所述第一夹手和第二夹手的中部分别交接于二个所述支撑板上；所述螺纹套螺旋地套设于所述丝杆上，所述第一连杆的两端分别交接于所述第一夹手和螺纹套，所述第二连杆的两端分别交接于所述第二夹手和螺纹套，所述第一夹手和第二夹手远离所述螺纹套的一端彼此面向的一侧形成有凹型弧。
优选地，所述放桩机构包括：支撑架和放桩盒，所述支撑架固接于所述电动平板车上，所述支撑架上设置有传输通道，所述传输通道的入口朝上设置，出口为所述下桩口；所述传输通道的入口位置设置有卡槽，所述放桩盒能够契合的卡合于所述卡槽内，所述放桩盒的底部设置有与所述传输通道的入口相对应的出桩口，并且所述放桩盒的宽度自上而下逐渐减小。
优选地，所述止桩卡托的中部设置为缺口。
优选地，所述电动平板车包括车架、两个车前轮和两个车后轮，两个所述车前轮通过前轮支架固定在所述车架上，两个所述车后轮通过后轮支架固定在所述车架上，所述前轮支架上还设置有驱动两个车前轮转动的动力提供机构。
优选地，所述动力提供机构包括：前轮轴、第一电机和第二电机，所述前轮轴的两端各自通过轮轴法兰定位套设有一个所述车前轮，所述前轮轴的两端位于两个所述车前轮之间各自套设有一个从动锥齿轮，所述第一电机和第二电机各自通过一个电机座安装于所述前轮支架的两端，所述第一电机和第二电机的输出轴上分别套设有啮合于两个所述从动锥齿轮的主动锥齿轮。
优选地，所述车前轮和车后轮均为麦克纳姆轮。
根据上述技术方案，本发明中所述电动平板车上设置有放桩机构，所述放桩机构的上端设置有放桩仓，所述放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于所述放桩仓的水平的下桩口，所述下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托；所述电动平板车上位于所述下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构和夹持机构，所述翻转转动机构和夹持机构之间通过抓手轴连接，所述翻转转动机构能够驱动所述夹持机构面向或背向所述下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动所述抓手轴自转以带动所述夹持机构以所述抓手轴的轴线为轴转动。使用时，电动平板车保持定距离行走并在每个规定的距离位置停车进行取桩和放桩工作，在取桩前，夹持机构保持平放形成水平的抓握口，在进行取桩的时候，翻转转动机构带动夹持机构朝向下桩口的位置呈弧线移动，在移动的时候夹持机构转动90°，此时，为了最下方的桩料从放桩仓内经过下桩口后下落至止桩卡托位置并被挡住，此时的桩料为水平放置，而此时的夹持机构转动了90°形成竖直的抓握口并将桩料夹持，最后通过翻转转动机构带动夹持机构背向下桩口的方向弧线移动，在移动的同时夹持机构再转到90°直到恢复原位，此时，桩料为竖直状态，夹持机构松懈将桩料摆放好，从而自动的完成了放桩工作。为了避免电动平板车的移动影响到之前放的桩，因此，放桩的位置应该在车后方。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中无碳小车自动放桩机器人的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图2是本发明中翻转转动机构连接夹持机构的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图3是本发明中电动平板车的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图4是本发明中车前轮位置的一种优选实施方式的局部结构示意图；
图5是本发明中放桩盒的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图6是本发明中支架的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图7是本发明中夹持机构的一种优选实施方式的整体结构示意图；
图8是本发明中夹持机构的一种优选实施方式的局部结构示意图。
附图标记说明
1-电动平板车 2-第一电机
3-车前轮 4-轮轴法兰
5-前轮支架 6-电机座
7-支架 8-放桩盒
9-翻转转动机构 10-第二夹手
11-抓手轴 12-第一夹手
13-桩料 14-上支架
15-下支架 16-第二圆柱齿轮
17-车后轮 18-第二连杆
19-后轮支架 20-丝杆
21-第三电机 22-第一圆柱齿轮
23-齿条板 24-第一锥齿轮
25-第二锥齿轮 26-第三锥齿轮
27-第四电机 28-齿条滑轨
29-第三电机支座 30-从动锥齿轮
31-前轮轴 32-主动锥齿轮
33-第二电机 34-出桩口
35-传输通道 36-止桩卡托
37-螺纹套 38-第一连杆
39-固定板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1-8所示的无碳小车自动放桩机器人，该无碳小车自动放桩机器人包括电动平板车1，所述电动平板车1上设置有放桩机构，所述放桩机构的上端设置有放桩仓，所述放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于所述放桩仓的水平的下桩口，所述下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托36；所述电动平板车1上位于所述下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构9和夹持机构，所述翻转转动机构9和夹持机构之间通过抓手轴11连接，所述翻转转动机构9能够驱动所述夹持机构面向或背向所述下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动所述抓手轴11自转以带动所述夹持机构以所述抓手轴11的轴线为轴转动。
通过上述技术方案的实施，本发明中所述电动平板车1上设置有放桩机构，所述放桩机构的上端设置有放桩仓，所述放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于所述放桩仓的水平的下桩口，所述下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托36；所述电动平板车1上位于所述下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构9和夹持机构，所述翻转转动机构9和夹持机构之间通过抓手轴11连接，所述翻转转动机构9能够驱动所述夹持机构面向或背向所述下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动所述抓手轴11自转以带动所述夹持机构以所述抓手轴11的轴线为轴转动。使用时，电动平板车1保持定距离行走并在每个规定的距离位置停车进行取桩和放桩工作，在取桩前，夹持机构保持平放形成水平的抓握口，在进行取桩的时候，翻转转动机构9带动夹持机构朝向下桩口的位置呈弧线移动，在移动的时候夹持机构转动90°，此时，为了最下方的桩料13从放桩仓内经过下桩口后下落至止桩卡托36位置并被挡住，此时的桩料13为水平放置，而此时的夹持机构转动了90°形成竖直的抓握口并将桩料13夹持，最后通过翻转转动机构9带动夹持机构背向下桩口的方向弧线移动，在移动的同时夹持机构再转到90°直到恢复原位，此时，桩料13为竖直状态，夹持机构松懈将桩料13摆放好，从而自动的完成了放桩工作。为了避免电动平板车1的移动影响到之前放的桩，因此，放桩的位置应该在车后方。
在该实施方式中，为了进一步实现翻转转动机构9带动夹持机构沿弧线往复移动以及以抓手轴11的轴线为轴转动，优选地，所述翻转转动机构9包括：上支架14、下支架、第一锥齿轮24、第二锥齿轮25、第三锥齿轮26和传动组件，所述第一锥齿轮24和第三锥形齿轮同轴设置于所述下支架的两端的内侧；其中，所述第一锥齿轮24上同轴固接有第一轴体，所述传动组件连接于所述第一轴体以驱动所述第一轴体自转，所述第三锥齿轮26上与所述第一轴体同轴固接有第三轴体，所述第三轴体固接于所述下支架上；所述上支架14为U型且两个侧板分别转动地套设于所述第一轴体和第二轴体上，所述抓手轴11贯穿所述上支架14的底板设置且一端同轴固接有第二锥形齿轮，另一端固接有所述夹持机构，所述第二锥形齿轮分别啮合于所述第一锥形齿轮和第三锥形齿轮。具体地，通过传动组件驱动第一轴体自转，进而通过第一锥齿轮24的转动带动第二锥齿轮25的转动，而第二锥齿轮25转动的过程中一方面抓手轴11自转带动夹持机构转动，从而夹持机构的夹持面由初始状态的水平面渐变成抓取桩料13时的竖直面，另一方面由于第二锥齿轮25啮合于第三锥齿轮26，第三锥齿轮26又固定在下支架上，因此第二锥齿轮25则会在第三锥齿轮26滚动，使得整个上支架14会发生翻转，进而带动夹持机构沿弧线往复移动。
在该实施方式中，为了进一步提供一种高效稳定的传动方式，优选地，所述传动组件包括齿条滑轨28和第三电机21，所述齿条滑轨28位于所述第一轴体的下方且固接于所述电动平板车1上，所述第三电机21位于所述齿条滑轨28的一侧并通过第三电机支座29固定于所述电动平板车1上，所述齿条滑轨28内沿其长度方向滑动地设置有齿条板23，所述第三电机21的转轴上套设有第一圆柱齿轮22，所述第一轴体上套设有第二圆柱齿轮16，所述第一圆柱齿轮22和第二圆柱齿轮16均啮合于所述齿条板23上。
在该实施方式中，为了进一步实现夹持机构的抓取工作，优选地，所述夹持机构包括固定板39、第一夹手12、第二夹手10、第一连杆38、第二连杆18、第四电机27和螺纹套37；其中，所述固定板39的一个侧面固接于所述抓手轴11的端部，所述固定板39上位于所述抓手轴11的同侧固接有所述第四电机27，所述第四电机27的转动轴贯穿所述固定板39并轴接有丝杆20；所述固定板39上背向所述抓手轴11的一个侧面上间隔设置有二个支撑板，所述第一夹手12和第二夹手10以所述丝杆20的轴线为轴对称设置，且所述第一夹手12和第二夹手10的中部分别交接于二个所述支撑板上；所述螺纹套37螺旋地套设于所述丝杆20上，所述第一连杆38的两端分别交接于所述第一夹手12和螺纹套37，所述第二连杆18的两端分别交接于所述第二夹手10和螺纹套37，所述第一夹手12和第二夹手10远离所述螺纹套37的一端彼此面向的一侧形成有凹型弧。第四电机27启动使得螺纹套37在丝杆20上实现伸缩，进而通过第一夹手12、第二夹手10、第一连杆38和第二连杆18的共同作用，使得第一夹手12和第二夹手10得以开合，从而能够将桩料13夹持或松开。
在该实施方式中，为了进一步提高工作效率，实现桩料13自动向下桩口滚料，并且便于拆卸维修以及运输，优选地，所述放桩机构包括：支撑架7和放桩盒8，所述支撑架7固接于所述电动平板车1上，所述支撑架7上设置有传输通道35，所述传输通道35的入口朝上设置，出口为所述下桩口；所述传输通道35的入口位置设置有卡槽，所述放桩盒8能够契合的卡合于所述卡槽内，所述放桩盒8的底部设置有与所述传输通道35的入口相对应的出桩口34，并且所述放桩盒8的宽度自上而下逐渐减小。
在该实施方式中，为了方便夹持机构取桩，在该实施方式中，优选地，所述止桩卡托36的中部设置为缺口。
在该实施方式中，为了进一步实现电动平板车1的移动以及提高移动的稳定性和通过性，优选地，所述电动平板车1包括车架、两个车前轮3和两个车后轮17，两个所述车前轮3通过前轮支架5固定在所述车架上，两个所述车后轮17通过后轮支架19固定在所述车架上，所述前轮支架5上还设置有驱动两个车前轮3转动的动力提供机构。
在该实施方式中，为了提高对电动平板车1的动力提供稳定性，优选地，所述动力提供机构包括：前轮轴31、第一电机2和第二电机33，所述前轮轴31的两端各自通过轮轴法兰4定位套设有一个所述车前轮3，所述前轮轴31的两端位于两个所述车前轮3之间各自套设有一个从动锥齿轮30，所述第一电机2和第二电机33各自通过一个电机座6安装于所述前轮支架5的两端，所述第一电机2和第二电机33的输出轴上分别套设有啮合于两个所述从动锥齿轮30的主动锥齿轮32。
在该实施方式中，为了提高通过性能，提高车前轮3和车后轮17的移动稳定性，优选地，所述车前轮3和车后轮17均为麦克纳姆轮。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述无碳小车自动放桩机器人包括电动平板车(1)，所述电动平板车(1)上设置有放桩机构，所述放桩机构的上端设置有放桩仓，所述放桩机构的底部的一个侧壁上设置有连通于所述放桩仓的水平的下桩口，所述下桩口的底壁上水平延伸地设置有止桩卡托(36)；
所述电动平板车(1)上位于所述下桩口所朝向的一侧设置有翻转转动机构(9)和夹持机构，所述翻转转动机构(9)和夹持机构之间通过抓手轴(11)连接，所述翻转转动机构(9)能够驱动所述夹持机构面向或背向所述下桩口的方向做弧线移动，并且能够驱动所述抓手轴(11)自转以带动所述夹持机构以所述抓手轴(11)的轴线为轴转动。
2.根据权利要求1所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述翻转转动机构(9)包括：上支架(14)、下支架、第一锥齿轮(24)、第二锥齿轮(25)、第三锥齿轮(26)和传动组件，所述第一锥齿轮(24)和第三锥形齿轮同轴设置于所述下支架的两端的内侧；其中，
所述第一锥齿轮(24)上同轴固接有第一轴体，所述传动组件连接于所述第一轴体以驱动所述第一轴体自转，所述第三锥齿轮(26)上与所述第一轴体同轴固接有第三轴体，所述第三轴体固接于所述下支架上；
所述上支架(14)为U型且两个侧板分别转动地套设于所述第一轴体和第二轴体上，所述抓手轴(11)贯穿所述上支架(14)的底板设置且一端同轴固接有第二锥形齿轮，另一端固接有所述夹持机构，所述第二锥形齿轮分别啮合于所述第一锥形齿轮和第三锥形齿轮。
3.根据权利要求2所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述传动组件包括齿条滑轨(28)和第三电机(21)，所述齿条滑轨(28)位于所述第一轴体的下方且固接于所述电动平板车(1)上，所述第三电机(21)位于所述齿条滑轨(28)的一侧并通过第三电机支座(29)固定于所述电动平板车(1)上，所述齿条滑轨(28)内沿其长度方向滑动地设置有齿条板(23)，所述第三电机(21)的转轴上套设有第一圆柱齿轮(22)，所述第一轴体上套设有第二圆柱齿轮(16)，所述第一圆柱齿轮(22)和第二圆柱齿轮(16)均啮合于所述齿条板(23)上。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述夹持机构包括固定板(39)、第一夹手(12)、第二夹手(10)、第一连杆(38)、第二连杆(18)、第四电机(27)和螺纹套(37)；其中，
所述固定板(39)的一个侧面固接于所述抓手轴(11)的端部，所述固定板(39)上位于所述抓手轴(11)的同侧固接有所述第四电机(27)，所述第四电机(27)的转动轴贯穿所述固定板(39)并轴接有丝杆(20)；
所述固定板(39)上背向所述抓手轴(11)的一个侧面上间隔设置有二个支撑板，所述第一夹手(12)和第二夹手(10)以所述丝杆(20)的轴线为轴对称设置，且所述第一夹手(12)和第二夹手(10)的中部分别交接于二个所述支撑板上；
所述螺纹套(37)螺旋地套设于所述丝杆(20)上，所述第一连杆(38)的两端分别交接于所述第一夹手(12)和螺纹套(37)，所述第二连杆(18)的两端分别交接于所述第二夹手(10)和螺纹套(37)，所述第一夹手(12)和第二夹手(10)远离所述螺纹套(37)的一端彼此面向的一侧形成有凹型弧。
5.根据权利要求1所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述放桩机构包括：支撑架(7)和放桩盒(8)，所述支撑架(7)固接于所述电动平板车(1)上，所述支撑架(7)上设置有传输通道(35)，所述传输通道(35)的入口朝上设置，出口为所述下桩口；
所述传输通道(35)的入口位置设置有卡槽，所述放桩盒(8)能够契合的卡合于所述卡槽内，所述放桩盒(8)的底部设置有与所述传输通道(35)的入口相对应的出桩口(34)，并且所述放桩盒(8)的宽度自上而下逐渐减小。
6.根据权利要求1或5所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述止桩卡托(36)的中部设置为缺口。
7.根据权利要求1所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述电动平板车(1)包括车架、两个车前轮(3)和两个车后轮(17)，两个所述车前轮(3)通过前轮支架(5)固定在所述车架上，两个所述车后轮(17)通过后轮支架(19)固定在所述车架上，所述前轮支架(5)上还设置有驱动两个车前轮(3)转动的动力提供机构。
8.根据权利要求7所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述动力提供机构包括：前轮轴(31)、第一电机(2)和第二电机(33)，所述前轮轴(31)的两端各自通过轮轴法兰(4)定位套设有一个所述车前轮(3)，所述前轮轴(31)的两端位于两个所述车前轮(3)之间各自套设有一个从动锥齿轮(30)，所述第一电机(2)和第二电机(33)各自通过一个电机座(6)安装于所述前轮支架(5)的两端，所述第一电机(2)和第二电机(33)的输出轴上分别套设有啮合于两个所述从动锥齿轮(30)的主动锥齿轮(32)。
9.根据权利要求7或8所述的无碳小车自动放桩机器人，其特征在于，所述车前轮(3)和车后轮(17)均为麦克纳姆轮。
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