CN109442165A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人，包括机器人本体和伸缩装置，伸缩装置安装在机器人本体上，伸缩装置包括驱动部、伸缩部，伸缩部包括首级臂节、末级臂节和至少一个中间臂节；首级臂节包括外筒体和首级螺杆，中间臂节包括中间筒体、中间螺杆和中间螺母，末级臂节包括末级筒体和末级螺母；外筒体、中间筒体和末级筒体依次可伸缩的套接且不能相对转动；首级螺杆可转动地支撑在外筒体内并与驱动部相连接，首级螺杆与中间螺杆依次螺纹套接；中间螺母与上一级的中间螺杆或者首级螺杆螺纹连接，中间螺母与中间筒体可转动连接；末级螺母与上一级的中间螺杆螺纹连接，末级螺母与末级筒体固定连接；中间螺杆和首级螺杆上设有止挡部用以防止中间螺母或末级螺母脱出。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种机器人。

背景技术

为了实现不同高度，不同位置的参数、图像检测的需求。现有的机器人会将检测设备安装在伸缩装置上，以满足在不同位置和角度进行拍摄的需求。现有的机器人的伸缩装置体积和重量都比较大，占用空间多，成本高，结构复杂，传动方式和伸缩结构的可靠性不高，长期使用使用中容易出现问题，结构复杂又导致维修更换困难，使用和维护成本都很高。

发明内容

本发明旨在提供一种机器人，以解决现有的机器人的伸缩结构复杂，使用和维护成本高的问题。

本发明提供了一种机器人，包括机器人本体和伸缩装置，伸缩装置安装在机器人本体上，检测装置包括驱动部、伸缩部，伸缩部包括首级臂节、末级臂节和至少一个中间臂节；首级臂节包括外筒体和首级螺杆，中间臂节包括中间筒体、中间螺杆和中间螺母，末级臂节包括末级筒体和末级螺母；外筒体、中间筒体和末级筒体依次可伸缩的套接且不能相对转动；首级螺杆可转动地支撑在外筒体内并与驱动部相连接，首级螺杆与中间螺杆依次螺纹套接；中间螺母与上一级的中间螺杆或者首级螺杆螺纹连接，中间螺母与中间筒体可转动连接；末级螺母与上一级的中间螺杆螺纹连接，末级螺母与末级筒体固定连接；中间螺杆和首级螺杆上设有止挡部用以防止中间螺母或末级螺母脱出。

可选地，中间螺母在螺纹配合的螺杆的驱动下沿螺杆移动，以推动对应的中间筒体和中间螺杆移动；或随螺纹配合的螺杆转动，以带动对应的中间螺杆转动。

可选地，当与末级螺母配合的上一级中间螺杆转动时，末级螺母在上一级中间螺杆的驱动下，沿上一级中间螺杆移动，以推动固定连接的末级筒体移动。

可选地，中间筒体的端部设置有端盖结构，端盖结构上设置有容置腔，中间螺母上设置有止挡凸起，止挡凸起伸入容置腔内。

可选地，端盖结构包括端盖体和挡盖，端盖体固定连接在中间筒体上，挡盖可拆卸地连接在端盖体上，并与端盖体配合围成容置腔。

可选地，伸缩装置还包括滑动导电机构，滑动导电机构包括导电部和滑动导电单元，各臂节上均设置有导电部，滑动导电单元设置在相邻两级臂节之间，并在相邻两级臂节相对移动时，使相邻两级臂节内的导电部电连接。

可选地，滑动导电单元设置在相邻两级臂节中的后一级臂节上，且可随所在的臂节相对前一级臂节移动。

可选地，滑动导电单元包括导电接触件和弹性件，导电接触件通过弹性件可活动地连接在所在的臂节上，并被弹性件顶紧在前一级臂节的导电部上。

可选地，导电接触件包括电刷，滑动导电机构所在的臂节上设置有通孔，对应的导电结构从通孔中穿出，并与电刷连接。

可选地，机器人还包括运动机构，运动机构包括轮式运动机构、轨道式运动机构、履带式运动机构、飞行机构和水面/水下运动机构。

根据本发明的机器人，其上安装的伸缩装置的驱动部为伸缩部提供动力，使伸缩部能够根据需要进行伸缩，以调整长度。在伸缩部中，首级臂节、中间臂节和末级臂节依次连接，并可相对运动，以实现伸缩部的伸缩。首级筒体、中间筒体和末级筒体等依次可伸缩套接且不能相对转动，可以提升伸缩装置整体的结构强度，且避免相对扭转造成容易磨损的问题。首级螺杆、中间螺杆、中间螺母和末级螺母相互配合实现传动，以带动配合的筒体移动，保证伸缩部伸缩稳定可靠。本发明的机器人采用的伸缩装置，结构紧凑可靠，占用空间小，零部件数量少，使用寿命长，可以大幅的减少维护的时间和次数，降低全生命周期的使用成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的机器人的伸缩装置处于收缩状态的剖视结构示意图；

图2是根据本发明的机器人的伸缩装置的侧视结构示意图；

图3是根据本发明的机器人的伸缩装置处于伸出状态的剖视结构示意图；

图4是图3中的机器人的伸缩装置的局部放大图；

图5是图4中A处的局部放大图。

图6是本发明的机器人的示意图。

附图标记说明：

10、驱动部；11、驱动电机；12、传动带；13、传动轮；14、轴承；20、伸缩部；21、壳体组件；211、壳体；212、端盖体；213、挡盖；22、传动组件；221、传动螺母；221a、止挡凸起；222、传动杆；23、限位件；24、导电部；25、弹性导电连接结构；251、碳刷；252、弹簧；100、机器人。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图6示出了本发明实施例的机器人，包括机器人本体、伸缩装置和检测装置，伸缩装置连接机器人本体和检测装置。

如图1至图5所示，根据本发明的实施例，机器人的伸缩装置包括驱动部10、伸缩部20，伸缩部20包括首级臂节、末级臂节和至少一个中间臂节；首级臂节包括外筒体211和首级螺杆212，中间臂节包括中间筒体221、中间螺杆222和中间螺母223，末级臂节包括末级筒体231和末级螺母232；外筒体211、中间筒体221和末级筒体231依次可伸缩的套接且不能相对转动；首级螺杆212可转动地支撑在外筒体211内并与驱动部10相连接，首级螺杆212与中间螺杆222依次螺纹套接；中间螺母223与上一级的中间螺杆222或者首级螺杆212螺纹连接，中间螺母223与中间筒体221可转动连接；末级螺母232与上一级的中间螺杆222螺纹连接，末级螺母232与末级筒体231固定连接；中间螺杆222和首级螺杆212上设有止挡部26用以防止中间螺母223或末级螺母232脱出。

该伸缩装置的驱动部10为伸缩部20提供动力，使伸缩部20能够根据需要进行伸缩，以调整长度。在伸缩部20中，首级臂节、中间臂节和末级臂节依次连接，并可相对运动，以实现伸缩部20的伸缩，从而满足使用需求。首级筒体211、中间筒体221和末级筒体231等依次可伸缩套接且不能相对转动，可以提升伸缩装置整体的结构强度，且避免相对扭转造成容易磨损的问题。首级螺杆212、中间螺杆222、中间螺母223和末级螺母232相互配合实现传动，以带动配合的筒体移动，保证伸缩部20伸缩稳定可靠，结构紧凑可靠，占用空间小，零部件数量少，使用寿命长，可以大幅的减少维护的时间和次数，降低全生命周期的使用成本。

使用该伸缩装置的机器人，可在伸缩装置上安装检测装置，使得检测装置在采集数据时可以根据需要调整长度和位置，适应性更好，使用更加方便，且伸缩稳定可靠。

根据使用需要的不同，检测装置可以是任何适当的装置，如需要进行图像采集时，检测装置可以是摄像机、照相机等；需要进行声音采集时，采集装置可以是麦克风等；需要进行温度采集时，采集装置可以温度传感器等。

进一步地，为了更好地满足需求，在检测装置与伸缩装置之间还可以设置云台等结构，实现多角度、多高度的调节，使灵活性更好。

此外伸缩装置还可安装其他任何操作装置。

可选地，机器人还包括运动机构，运动机构包括轮式运动机构、轨道式运动机构、履带式运动机构、飞行机构和水面/水下运动机构。该运动机构可以采用任何现有适于通过车轮、轨道、履带运动，或者能够飞行或者在水面或水下运动的运动机构。

如图1所示，在本实施例中，驱动部10包括驱动电机11、传动带12、传动轮13和轴承14等。

驱动电机11通过支撑架固定连接在底座上，以实现对驱动电机11的支撑和固定。驱动电机11的输出轴通过传动带12与传动轮13连接，以带动传动轮13转动。由于传动轮13与首级螺杆212连接，使得传动轮13在转动过程中带动首级螺杆212运动。轴承14用于支撑首级筒体211。

本实施例中的驱动部10通过驱动电机11提供动力，使得驱动部10的结构更加紧凑，适应于占用空间比较小的使用场景。当然，在其他实施例中，可以需要采用其他的驱动部，例如液压驱动部等。

关于伸缩部20，如图1所示，在本实施例中，中间螺母223在螺纹配合的螺杆的驱动下沿螺杆移动，以推动对应的中间筒体221和中间螺杆222移动；或随螺纹配合的螺杆转动，以带动对应的中间螺杆222转动。这样既可以保证稳定可靠地传动，从而在驱动部10的驱动下带动连接的中间筒体221移动，从而实现伸缩部20的长度调整，又可以保证连接的中间筒体221不会随之转动，保证对图像采集设备支撑可靠。

当与末级螺母232配合的上一级中间螺杆222转动时，末级螺母232在上一级中间螺杆222的驱动下，沿上一级中间螺杆222移动，以推动固定连接的末级筒体231移动。末级螺母232与末级筒体231固定连接，使得其能够带动末级筒体231移动。

在本实施例中，中间筒体221的端部设置有端盖结构，端盖结构上设置有容置腔，中间螺母223上设置有止挡凸起223a，止挡凸起223a伸入容置腔内，这样既可以实现中间螺母223与对应的中间筒体221连接，使中间螺母223在移动时，由于止挡凸起223a与容置腔的配合，中间筒体221能够随中间螺母223移动，又可以在中间螺母223转动时能够相对中间筒体221转动，中间筒体221不会随之转动。

可选地，为了便于安装且使中间螺母223与端盖结构配合，端盖结构包括端盖体241和挡盖242，端盖体241固定连接在中间筒体221上，挡盖242可拆卸地连接在端盖体241上，并与端盖体241配合围成容置腔。

下面结合图4所示，对该伸缩装置的伸缩过程说明如下：

未使用时，伸缩装置的伸缩部20处于收缩状态，如图1所示。

当需要伸缩部20伸长时，驱动部10的驱动电机11启动，并带动首级212转动，由于中间螺母223与首级螺杆212螺纹配合，所以中间螺母212在其驱动下，沿首级螺杆212移动。又由于中间螺母223与中间筒体221的端盖结构配合，且止挡凸起223a与端盖结构止挡，所以中间筒体221在中间螺母223的驱动下从首级臂节211中伸出。与此同时，与中间螺母223配合中间螺杆222也随之移动。

当中间螺母223移动到螺纹配合的螺杆的末端时，受到止挡部26(止挡部26可以是止挡钉等)的阻挡，中间螺母223停止移动，中间螺母223和中间螺杆222均会随首级螺杆212转动，使得后一级中间螺母223开始移动，进而使后一级中间筒体221开始伸出。由此实现伸缩部20的各级臂节的逐级伸出，使长度增加。当需要伸缩部20的长度减小时，只要使驱动电机11反向转动即可。

由于后一级螺母和前一级螺杆之间螺纹配合，因此，在伸缩部20伸缩时，可以随时停止，使伸缩部20保持在一定的长度，满足更多的长度需求，且调节精度更好。

可选地，为了适应不同的需求，确保在伸缩部20伸缩时也可以为伸缩装置支撑的设备供电，伸缩装置还包括滑动导电机构25，滑动导电机构25包括导电部251和滑动导电单元，各臂节上均设置有导电部251，滑动导电单元设置在相邻两级臂节之间，并在相邻两级臂节相对移动时，使相邻两级臂节内的导电部251相互连接。

导电结构25可以是导线，如铜线等能够实现电能传导。当然，根据需要传输的物质不同(如电能、光信号、电信号)，导线可以是其他任何适当的材质。较优地，导电部25为带状，沿臂节的长度方向延伸。

为了确保在伸缩部20的各级臂节伸缩时均能实现可靠的电能和/或信号的传递，滑动导电单元设置在相邻两级臂节中的后一级臂节上，且可随所在的臂节相对前一级臂节移动。

可选地，滑动导电单元包括导电接触件252和弹性件253，导电接触件252通过弹性件253可活动地连接在所在的臂节上，并被弹性件253顶紧在前一级臂节的导电部251上。

具体地，如图5所示，弹性件253可以是弹簧，导电接触件252可以是电刷，例如，碳刷电刷。其中，电刷设置在所在的筒体上，且与所在的筒体上的导电结构电连接。

例如，滑动导电单元所在的臂节上设置有通孔，对应的导电部251从通孔中穿出，并与电刷连接。

在本实施例中，弹簧将电刷顶在前一级筒体的导线上，确保碳刷电刷在移动过程中仍能够与前一级筒体的导线接触，进而保证电能和/或信号传输的稳定，且可以保证耐久度，避免现有技术中伸缩部20反复伸缩过程中导线由于频繁形变造成的由于交变应力作用而容易断裂的问题。

此外，由于各后一级筒体上均设置有滑动导电结构25，且后一级筒体在相对前一级筒体移动时，可以通过滑动导电连接结构25导向，使得筒体在移动过程中更加平稳。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括机器人本体和伸缩装置，所述伸缩装置安装在所述机器人本体上，所述伸缩装置包括驱动部(10)、伸缩部(20)，所述伸缩部(20)包括首级臂节、末级臂节和至少一个中间臂节；

所述首级臂节包括外筒体(211)和首级螺杆(212)，所述中间臂节包括中间筒体(221)、中间螺杆(222)和中间螺母(223)，所述末级臂节包括末级筒体(231)和末级螺母(232)；

所述外筒体(211)、中间筒体(221)和所述末级筒体(231)依次可伸缩的套接且不能相对转动；

所述首级螺杆(212)可转动地支撑在所述外筒体(211)内并与所述驱动部(10)相连接，所述首级螺杆(212)与所述中间螺杆(222)依次螺纹套接；

所述中间螺母(223)与上一级的中间螺杆(222)或者首级螺杆(212)螺纹连接，所述中间螺母(223)与所述中间筒体(221)可转动连接；

所述末级螺母(232)与上一级的所述中间螺杆(222)螺纹连接，所述末级螺母(232)与所述末级筒体(231)固定连接；

所述中间螺杆(222)和所述首级螺杆(212)上设有止挡部(26)用以防止中间螺母(223)或末级螺母(232)脱出。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述中间螺母(223)在螺纹配合的螺杆的驱动下沿所述螺杆移动，以推动对应的中间筒体(221)和中间螺杆(222)移动；或随螺纹配合的所述螺杆转动，以带动对应的所述中间螺杆(222)转动。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，当与所述末级螺母(232)配合的上一级中间螺杆(222)转动时，所述末级螺母(232)在所述上一级中间螺杆(222)的驱动下，沿所述上一级中间螺杆(222)移动，以推动固定连接的所述末级筒体(231)移动。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述中间筒体(221)的端部设置有端盖结构，所述端盖结构上设置有容置腔，所述中间螺母(223)上设置有止挡凸起(223a)，所述止挡凸起(223a)伸入所述容置腔内。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述端盖结构包括端盖体(241)和挡盖(242)，所述端盖体(241)固定连接在所述中间筒体(221)上，所述挡盖(242)可拆卸地连接在所述端盖体(241)上，并与所述端盖体(241)配合围成所述容置腔。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述伸缩装置还包括滑动导电机构(25)，所述滑动导电机构(25)包括导电部(251)和滑动导电单元，各所述臂节上均设置有所述导电部(251)，所述滑动导电单元设置在相邻两级臂节之间，并在相邻两级臂节相对移动时，使相邻两级臂节内的导电部(251)电连接。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述滑动导电单元设置在相邻两级臂节中的后一级臂节上，且可随所在的臂节相对前一级臂节移动。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述滑动导电单元包括导电接触件(252)和弹性件(253)，所述导电接触件(252)通过所述弹性件(253)可活动地连接在所在的臂节上，并被所述弹性件(253)顶紧在前一级臂节的导电部(251)上。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述导电接触件(252)包括电刷，所述滑动导电单元所在的臂节上设置有通孔，对应的所述导电部(251)与所述电刷连接。

10.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括运动机构，所述运动机构包括轮式运动机构、轨道式运动机构、履带式运动机构、飞行机构和水面/水下运动机构。