CN109590978A - 一种插接配合式伸缩抓取升降机器人 - Google Patents

一种插接配合式伸缩抓取升降机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，包括伸缩抓取机构、复合链升降机构、内升降底盘座、机器人底盘、升降控制架、动力电机组，复合链升降机构、升降控制架与动力电机组均固定设置于机器人底盘上，内升降底盘座滑动配合联接复合链升降机构，伸缩抓取机构配合设置于内升降底盘座上，升降控制架与伸缩抓取机构滑动配合联接，动力电机组的输出端与复合链升降机构的输入端配合联接。本发明从整体上解决了现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，存在风险性高的技术缺陷，通过该特种装备机器人有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题。

Description

一种插接配合式伸缩抓取升降机器人
技术领域
本发明涉及一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，属于特种机器人研发技术领域。
背景技术
现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，风险性高，急需根据现有的智能制造技术研发特种作业装备，根据需要配置相应的视觉传感器，用机械机构抓取代替人工抓取，用升降链传动机构代替人工升降运送，有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，提出一种插接配合式伸缩抓取升降机器人。
本发明采用如下技术方案：一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，包括伸缩抓取机构、复合链升降机构、内升降底盘座、机器人底盘、升降控制架、动力电机组，复合链升降机构、升降控制架与动力电机组均固定设置于机器人底盘上，内升降底盘座滑动配合联接复合链升降机构，伸缩抓取机构配合设置于内升降底盘座上，升降控制架与伸缩抓取机构滑动配合联接，动力电机组的输出端与复合链升降机构的输入端配合联接。
作为一种较佳的实施例，机器人底盘的底部设置有若干对称分布的机器人行走轮。
作为一种较佳的实施例，升降控制架的顶端固定设置有挂拉用的倒挂杆件。
作为一种较佳的实施例，升降控制架上设置有从上到下依次分布的若干层架座，伸缩抓取机构通过插入层架座与升降控制架卡接联接。
作为一种较佳的实施例，复合链升降机构包括外升降链装置、内升降链装置、传动减速器、升降导轨，传动减速器的输出端分别配合联接外升降链装置的输入端、内升降链装置的输入端，内升降底盘座滑动配合联接升降导轨，动力电机组的输出端与传动减速器的输入端配合联接。
作为一种较佳的实施例，外升降链装置包括外升降轨架、外升降链、外升降上链轮、外升降上链轮轴、外升降下链轮、外升降下链轮轴，外升降上链轮轴铰接在外升降轨架上，外升降上链轮配合联接在外升降上链轮轴上，外升降下链轮配合联接在外升降下链轮轴，外升降上链轮通过外升降链与外升降下链轮配合联接，外升降下链轮的输入端通过外升降下链轮轴与传动减速器的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，内升降链装置包括内升降轨架、内升降上链轮轴、内升降链、内升降上链轮、内升降下链轮，内升降上链轮轴铰接在内升降轨架上，内升降上链轮配合联接在内升降上链轮轴上，内升降上链轮通过内升降链与内升降下链轮配合联接，内升降下链轮的输入端与传动减速器的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，传动减速器的下方设置有电机座，电机座固定连接复合链升降机构，传动减速器固定在电机座上。
作为一种较佳的实施例，伸缩抓取机构包括梁架体、伸缩气缸，伸缩气缸固定在梁架体上，梁架体的一侧设置有横向延伸的横向伸缩杆件，梁架体的另一侧固定设置有横向插接梁，气缸的输出端与横向伸缩杆件的输入端相配合连通，梁架体上位于横向插接梁的下方设置有用来安装视觉传感器的铰接座。
作为一种较佳的实施例，倒挂杆件的形状为倒直角形。
本发明所达到的有益效果：本发明针对现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，风险性高，急需根据现有的智能制造技术研发特种作业装备，根据需要配置相应的视觉传感器，用机械机构抓取代替人工抓取，用升降链传动机构代替人工升降运送，有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题，本发明通过在机器人底盘上配置升降控制架、复合链升降机构、动力电机组，复合链升降机构上配置上下滑动配合的内升降底盘座，在内升降底盘座上设置伸缩抓取机构，动力电机组通过传动减速器分别驱动外升降链装置、内升降链装置以实现本发明整体的升降和内升降底盘座连同伸缩抓取机构的升降，然后通过伸缩气缸驱动横向伸缩杆件进行伸缩拾取待抓取的物品；具体的抓取方式是：在梁架体上安装抓取用的中空的横向插接梁、作为伸缩动力源的伸缩气缸、内置活塞的横向伸缩杆件、检测伸缩量的位移编码器，伸缩气缸上安装电信号和气动信号传递的信号接头，以控制伸缩气缸的启停和工作功率大小，在梁架体下方的铰接座上配合若干视觉传感器，以实时感知待抓取物品与横向插接梁的位置关系，有效规避抓取障碍，在铰接座的下方配置外接用的纵向插接套件以及纵向插接杆件，在梁架体中间的支撑梁上设置防护伸缩气缸的铰接挡板；具体的升降方式是：传动减速器驱动对称分布的外升降下链轮、外升降链、外升降上链轮以及外升降上链轮轴实现整体复合链升降机构的升降，传动减速器驱动内升降下链轮、内升降链、内升降上链轮以及内升降上链轮轴实现内升降底盘座连同伸缩抓取机构的升降，通过在升降控制架上设计上下分布的层架座供伸缩抓取机构的横向伸缩杆件插入固定在层架座上方，升降控制架的上方设置倒直角形的倒挂杆件以辅助吊挂在配合的目标部上，从整体上解决了现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，风险性高，急需根据现有的智能制造技术研发特种作业装备，根据需要配置相应的视觉传感器，用机械机构抓取代替人工抓取，用复合链升降机构代替人工升降运送，通过该特种装备机器人有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题。
附图说明
图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图。
图2是本发明的优选实施例的旋转一个角度的结构示意图。
图3是本发明的优选实施例的旋转另一个角度的结构示意图。
图4是本发明的复合链升降机构与伸缩抓取机构配合的结构示意图。
图5是本发明的优选实施例的复合链升降机构位于上升状态的结构示意图。
图6是本发明的优选实施例的复合链升降机构位于底部的结构示意图。
图7是本发明的伸缩抓取机构的优选实施例的整体结构示意图。
图8是本发明的伸缩抓取机构的优选实施例的另一角度的整体结构示意图。
图中标记的含义：1-伸缩抓取机构，101-梁架体，102-横向插接梁，103-支撑梁，104-伸缩气缸，105-横向伸缩杆件，106-铰接头，107-铰接套件，108-铰接帽，109-铰接座，110-纵向插接套件，111-铰接板件，112-铰接支撑块，113-信号接头，114-内铰接环，115-外铰接环，116-嵌接槽，117-位移编码器，118-铰接挡板，119-纵向插接杆件；2-复合链升降机构，201-外升降轨架，202-内升降轨架，203-内升降上链轮轴，204-外升降链，205-紧固连接套，206-铰接套件，207-内升降链，208-铰接横梁，209-升降导轨，210-电机座，211-传动减速器，212-铰接片，213-外升降下链轮，214-外升降上链轮轴，215-内升降上链轮，216-内升降下链轮，217-外升降上链轮；3-内升降底盘座；4-机器人底盘，5-机器人行走轮，6-升降控制架，7-倒挂杆件，8-层架座，9-外升降下链轮轴，10-动力电机组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2和图3所示，本发明提出一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，包括伸缩抓取机构1、复合链升降机构2、内升降底盘座3、机器人底盘4、升降控制架6、动力电机组10，复合链升降机构2、升降控制架6与动力电机组10均固定设置于机器人底盘4上，内升降底盘座3滑动配合联接复合链升降机构2，伸缩抓取机构1配合设置于内升降底盘座3上，升降控制架6与伸缩抓取机构1滑动配合联接，动力电机组10的输出端与复合链升降机构2的输入端配合联接。
作为一种较佳的实施例，机器人底盘4的底部设置有若干对称分布的机器人行走轮5。
作为一种较佳的实施例，升降控制架6的顶端固定设置有挂拉用的倒挂杆件7。
作为一种较佳的实施例，升降控制架6上设置有从上到下依次分布的若干层架座8，伸缩抓取机构1通过插入层架座8与升降控制架6卡接联接。
作为一种较佳的实施例，复合链升降机构2包括外升降链装置、内升降链装置、传动减速器211、升降导轨209，传动减速器211的输出端分别配合联接外升降链装置的输入端、内升降链装置的输入端，内升降底盘座3滑动配合联接升降导轨209，动力电机组10的输出端与传动减速器211的输入端配合联接。
作为一种较佳的实施例，外升降链装置包括外升降轨架201、外升降链204、外升降上链轮217、外升降上链轮轴214、外升降下链轮213、外升降下链轮轴9，外升降上链轮轴214铰接在外升降轨架201上，外升降上链轮217配合联接在外升降上链轮轴214上，外升降下链轮213配合联接在外升降下链轮轴9，外升降上链轮217通过外升降链204与外升降下链轮213配合联接，外升降下链轮213的输入端通过外升降下链轮轴9与传动减速器211的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，内升降链装置包括内升降轨架202、内升降上链轮轴203、内升降链207、内升降上链轮215、内升降下链轮216，内升降上链轮轴203铰接在内升降轨架202上，内升降上链轮215配合联接在内升降上链轮轴203上，内升降上链轮215通过内升降链207与内升降下链轮216配合联接，内升降下链轮216的输入端与传动减速器211的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，倒挂杆件7的形状为倒直角形。
如图4、图5和图6所示，复合链升降机构2包括外升降链装置、内升降链装置、传动减速器211、升降导轨209，传动减速器211的输出端分别配合联接外升降链装置的输入端、内升降链装置的输入端，内升降底盘座3滑动配合联接升降导轨209。
作为一种较佳的实施例，传动减速器211的下方设置有电机座210，电机座210固定连接复合链升降机构2，传动减速器211固定在电机座210上。
作为一种较佳的实施例，外升降链装置包括外升降轨架201、外升降链204、外升降上链轮217、外升降上链轮轴214、外升降下链轮213，外升降上链轮轴214铰接在外升降轨架201上，外升降上链轮217配合联接在外升降上链轮轴214上，外升降上链轮217通过外升降链204与外升降下链轮213配合联接，外升降下链轮213的输入端与传动减速器211的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，外升降轨架201的底部固定设置有紧固连接套205。
作为一种较佳的实施例，内升降链装置包括内升降轨架202、内升降上链轮轴203、内升降链207、内升降上链轮215、内升降下链轮216，内升降上链轮轴203铰接在内升降轨架202上，内升降上链轮215配合联接在内升降上链轮轴203上，内升降上链轮215通过内升降链207与内升降下链轮216配合联接，内升降下链轮216的输入端与传动减速器211的输出端配合联接。
作为一种较佳的实施例，内升降底盘座3上固定设置有铰接套件206，伸缩抓取机构1通过铰接套件206固定连接在内升降底盘座3的上方。
作为一种较佳的实施例，内升降轨架202的顶端设置有铰接横梁208，铰接横梁208的顶端通过铰接片212与内升降轨架202的底端铰接连接。
作为一种较佳的实施例，外升降链装置为左右对称分布的两套，考虑到整体设备重量大，安排两套实现升降。
作为一种较佳的实施例，内升降链装置为一套。
如图7和图8所示，伸缩抓取机构1包括梁架体101、伸缩气缸104，伸缩气缸104固定在梁架体101上，梁架体101的一侧设置有横向延伸的横向伸缩杆件105，梁架体101的另一侧固定设置有内开空心嵌接槽116的横向插接梁102，气缸104的输出端与横向伸缩杆件105的输入端相配合连通，梁架体101上位于横向插接梁102的下方设置有用来安装视觉传感器的铰接座109。
作为一种较佳的实施例，梁架体101的中间固定设置有支撑梁103，横向伸缩杆件105的一端铰接在支撑梁103上。
作为一种较佳的实施例，支撑梁103的下方还设置有铰接板件111，铰接板件111铰接在梁架体101的内侧，铰接板件111上固定设置有铰接支撑块112，支撑梁103的底面固定在铰接支撑块112上。
作为一种较佳的实施例，伸缩气缸104上套设有若干传递电气信号的信号接头113，信号接头113与伸缩气缸104相连通。
作为一种较佳的实施例，横向伸缩杆件105上还设置有位移编码器117，位移编码器117与横向伸缩杆件105配合连接。
作为一种较佳的实施例，支撑梁103上设置有铰接挡板118，伸缩气缸104与铰接挡板118相贴合。
作为一种较佳的实施例，梁架体101通过铰接套件107与铰接座109相铰接，铰接套件107套设在梁架体101上。
作为一种较佳的实施例，铰接座109的上方设置有铰接帽108，铰接套件107通过铰接帽108与铰接座109铰接连接。
作为一种较佳的实施例，铰接座109的下方固定设置有纵向插接套件110，纵向插接套件110的下方固定设置有纵向插接杆件119。
作为一种较佳的实施例，横向伸缩杆件105的外周面上套设有配合外接用的内铰接环114、外铰接环115，横向伸缩杆件105的端部固定设置有铰接连接的铰接头106。
本发明的具体实施过程如下：本发明针对现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，风险性高，急需根据现有的智能制造技术研发特种作业装备，根据需要配置相应的视觉传感器，用机械机构抓取代替人工抓取，用升降链传动机构代替人工升降运送，有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题，本发明通过在机器人底盘4上配置升降控制架6、复合链升降机构2、动力电机组10，复合链升降机构2上配置上下滑动配合的内升降底盘座3，在内升降底盘座3上设置伸缩抓取机构1，动力电机组10通过传动减速器211分别驱动外升降链装置、内升降链装置以实现本发明整体的升降和内升降底盘座3连同伸缩抓取机构1的升降，然后通过伸缩气缸104驱动横向伸缩杆件105进行伸缩拾取待抓取的物品；具体的抓取方式是：在梁架体101上安装抓取用的中空的横向插接梁102、作为伸缩动力源的伸缩气缸104、内置活塞的横向伸缩杆件105、检测伸缩量的位移编码器117，伸缩气缸104上安装电信号和气动信号传递的信号接头113，以控制伸缩气缸104的启停和工作功率大小，在梁架体101下方的铰接座109上配合若干视觉传感器，以实时感知待抓取物品与横向插接梁102的位置关系，有效规避抓取障碍，在铰接座109的下方配置外接用的纵向插接套件110以及纵向插接杆件119，在梁架体101中间的支撑梁103上设置防护伸缩气缸104的铰接挡板118；具体的升降方式是：传动减速器211驱动对称分布的外升降下链轮213、外升降链204、外升降上链轮217以及外升降上链轮轴214实现整体复合链升降机构2的升降，传动减速器211驱动内升降下链轮216、内升降链207、内升降上链轮215以及内升降上链轮轴203实现内升降底盘座3连同伸缩抓取机构1的升降，通过在升降控制架6上设计上下分布的层架座8供伸缩抓取机构1的横向伸缩杆件105插入固定在层架座8上方，升降控制架6的上方设置倒直角形的倒挂杆件7以辅助吊挂在配合的目标部上，从整体上解决了现有的化工类特种作业的有毒有害物品的作业单纯靠施工人员配发的防护装备，风险性高，急需根据现有的智能制造技术研发特种作业装备，根据需要配置相应的视觉传感器，用机械机构抓取代替人工抓取，用复合链升降机构代替人工升降运送，通过该特种装备机器人有效解决危险作业的安全生产事故频发和施工人员健康威胁的问题。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，包括伸缩抓取机构（1）、复合链升降机构（2）、内升降底盘座（3）、机器人底盘（4）、升降控制架（6）、动力电机组（10），所述复合链升降机构（2）、所述升降控制架（6）与所述动力电机组（10）均固定设置于所述机器人底盘（4）上，所述内升降底盘座（3）滑动配合联接所述复合链升降机构（2），所述伸缩抓取机构（1）配合设置于所述内升降底盘座（3）上，所述升降控制架（6）与所述伸缩抓取机构（1）滑动配合联接，所述动力电机组（10）的输出端与所述复合链升降机构（2）的输入端配合联接。
2.根据权利要求1所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述机器人底盘（4）的底部设置有若干对称分布的机器人行走轮（5）。
3.根据权利要求1所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述升降控制架（6）的顶端固定设置有挂拉用的倒挂杆件（7）。
4.根据权利要求1所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述升降控制架（6）上设置有从上到下依次分布的若干层架座（8），所述伸缩抓取机构（1）通过插入所述层架座（8）与所述升降控制架（6）卡接联接。
5.根据权利要求1所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述复合链升降机构（2）包括外升降链装置、内升降链装置、传动减速器（211）、升降导轨（209），所述传动减速器（211）的输出端分别配合联接所述外升降链装置的输入端、所述内升降链装置的输入端，所述内升降底盘座（3）滑动配合联接所述升降导轨（209），所述动力电机组（10）的输出端与所述传动减速器（211）的输入端配合联接。
6.根据权利要求5所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述外升降链装置包括外升降轨架（201）、外升降链（204）、外升降上链轮（217）、外升降上链轮轴（214）、外升降下链轮（213）、外升降下链轮轴（9），所述外升降上链轮轴（214）铰接在所述外升降轨架（201）上，所述外升降上链轮（217）配合联接在所述外升降上链轮轴（214）上，所述外升降下链轮（213）配合联接在所述外升降下链轮轴（9），所述外升降上链轮（217）通过所述外升降链（204）与所述外升降下链轮（213）配合联接，所述外升降下链轮（213）的输入端通过所述外升降下链轮轴（9）与所述传动减速器（211）的输出端配合联接。
7.根据权利要求5所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述内升降链装置包括内升降轨架（202）、内升降上链轮轴（203）、内升降链（207）、内升降上链轮（215）、内升降下链轮（216），所述内升降上链轮轴（203）铰接在所述内升降轨架（202）上，所述内升降上链轮（215）配合联接在所述内升降上链轮轴（203）上，所述内升降上链轮（215）通过所述内升降链（207）与所述内升降下链轮（216）配合联接，所述内升降下链轮（216）的输入端与所述传动减速器（211）的输出端配合联接。
8.根据权利要求5所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述传动减速器（211）的下方设置有电机座（210），所述电机座（210）固定连接所述复合链升降机构（2），所述传动减速器（211）固定在所述电机座（210）上。
9.根据权利要求1所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述伸缩抓取机构（1）包括梁架体（101）、伸缩气缸（104），所述伸缩气缸（104）固定在所述梁架体（101）上，所述梁架体（101）的一侧设置有横向延伸的横向伸缩杆件（105），所述梁架体（101）的另一侧固定设置有横向插接梁（102），所述气缸（104）的输出端与所述横向伸缩杆件（105）的输入端相配合连通，所述梁架体（101）上位于所述横向插接梁（102）的下方设置有用来安装视觉传感器的铰接座（109）。
10.根据权利要求3所述的一种插接配合式伸缩抓取升降机器人，其特征在于，所述倒挂杆件（7）的形状为倒直角形。
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