CN109676637A - 一种具有仿生抓取结构的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有仿生抓取结构的机器人，包括可升降式主体箱、设置在主体箱内部的双向气泵及设置在主体箱底部且具有中空腔的软胶囊，双向气泵的一端设置有第一气管，双向气泵的另一端设置有第二气管，且第二气管端部设在有吸盘，吸盘位于中空腔内，软胶囊的表面具有柔性，且软胶囊内盛装有配重液。本发明提供的仿生抓取机器人，通过将抓取部分设置为具有柔性结构的软胶囊，在抓取过程中，软胶囊能根据物品形状进行变化，将被抓取物包裹起来，抓取稳定性高，软胶囊整体呈柔性，便于根据抓取物品的外形进行变化，紧贴物品表面，适应不同物品大小，并且由于软胶囊整体柔性，也减少了对物品的挤压损坏。

Description

一种具有仿生抓取结构的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种具有仿生抓取结构的机器人。

背景技术

随着工业技术的发展，对于机器人需求日益提高，机器进入我们生活已经几个世纪了，但它们能做的工作较为有限。它们都被安置在固定地点，重复的做着各种机械的任务，抓取结构一般为刚性的。

申请号为201610614617.1的中国专利，公开了一种机器人，其特征在于，包括：移动装置，所述移动装置包括连接基座，所述移动装置用于驱动所述机器人移动；机械臂，所述机械臂安装在所述连接基座上；第一驱动装置，所述第一驱动装置通过第一拉丝驱动所述机械臂相对于所述连接基座运动；机械手，所述机械手安装于所述机械臂的末端。上述专利机器人抓取物品需要适应机械手的大小，不能根据物品形状进行变化，抓取稳定性也差。

因此，如何提高机器人抓取稳定性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有仿生抓取结构的机器人，能够提高机器人抓取物品的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有仿生抓取结构的机器人，包括可升降式主体箱、设置在所述主体箱内部的双向气泵及设置在所述主体箱底部且具有中空腔的软胶囊，所述双向气泵的一端设置有第一气管，所述双向气泵的另一端设置有第二气管，且所述第二气管端部设在有吸盘，所述吸盘位于所述中空腔内，所述软胶囊的表面具有柔性，且所述软胶囊内盛装有配重液。

优选地，所述主体箱的外周设置有支撑壳，所述支撑壳内部设置有电动推杆，且所述支撑壳顶部设置有与所述电动推杆连接的变速箱，所述变速箱的输入端与第一电机连接。

优选地，所述电动推杆的伸缩端设置有支撑板，所述支撑板侧边可转动的设置有滚动轮，且所述支撑板内部设置有第二电机和传动轴，所述传动轴的一端与所述第二电机连接，所述传动轴的另一端与所述滚动轮连接。

优选地，所述主体箱顶部可拆卸的设置有上箱盖，所述上箱盖上设置有把手和通气窗。

优选地，所述上箱盖上还设置有光伏板，且所述主体箱内部设置有与所述光伏板连接的锂电池，且所述锂电池位于所述双向气泵两侧。

优选地，所述主体箱的外侧壁上设置有前摄像头。

优选地，所述主体箱的底部设置有底摄像头。

优选地，所述主体箱内部设置有用于控制的单片机。

优选地，所述单片机上设有无线收发器。

优选地，所述上箱盖上还设置有与所述单片机连接的指示灯。

本发明所提供的具有仿生抓取结构的机器人，主要包括可升降式主体箱、设置在主体箱内部的双向气泵及设置在主体箱底部且具有中空腔的软胶囊，双向气泵的一端设置有第一气管，双向气泵的另一端设置有第二气管，且第二气管端部设在有吸盘，吸盘位于中空腔内，软胶囊的表面具有柔性，且软胶囊内盛装有配重液。本发明提供的仿生抓取机器人，通过将抓取部分设置为具有柔性结构的软胶囊，在抓取过程中，软胶囊将被抓取物包裹起来，与现有技术当中的具有固定大小结构的机械手相比，软胶囊能根据物品形状进行变化，抓取稳定性高，软胶囊整体呈柔性，便于根据抓取物品的外形进行变化，紧贴物品表面，适应不同物品大小，并且由于软胶囊整体柔性，也减少了对物品的挤压损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1所示的主体箱内部结构示意图；

图3为图1所示的主体箱截面示意图；

图4为图1所示的上箱盖结构示意图；

图5为图1所示的第二电机结构示意图；

图6为图1所示的双向气泵结构示意图；

图7为图1所示的软胶囊结构示意图；

图8为本发明所提供的一种具体实施方式的结构框图。

其中，图1-图8中：

主体箱—1，上箱盖—2，把手—3，通气窗—4，光伏板—5，变速箱—6，第一电机—7，支撑壳—8，软胶囊—9，支撑板—10，滚动轮—11，前摄像头—12，锂电池—13，双向气泵—14，第一气管—15，底摄像头—16，配重液—17，单片机—18，第二气管—19，吸盘—20，密封条—21，传动轴—22，第二电机—23，中空腔—24，电动推杆—25，指示灯—26，横反光条—27，竖反光条—28，补光灯—29，无线收发器—30。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图8，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；图2为图1所示的主体箱内部结构示意图；图3为图1所示的主体箱截面示意图；图4为图1所示的上箱盖结构示意图；图5为图1所示的第二电机结构示意图；图6为图1所示的双向气泵结构示意图；图7为图1所示的软胶囊结构示意图；图8为本发明所提供的一种具体实施方式的结构框图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，具有仿生抓取结构的机器人主要包括可升降式主体箱1、设置在主体箱1内部的双向气泵14及设置在主体箱1底部且具有中空腔24的软胶囊9，双向气泵14的一端设置有第一气管15，双向气泵14的另一端设置有第二气管19，且第二气管19端部设在有吸盘20，吸盘20位于中空腔24内，软胶囊9的表面具有柔性，且软胶囊9内盛装有配重液17。

其中，主体箱1内部设置有双向气泵14，双向气泵14用于软胶囊9进行充放气，对双向气泵14型号为VAY8828，需要说明的是，本方案采用VAY8828型号气泵，还可以选择其他型号；双向气泵14上面设置有第一气管15，双向气泵14下面设置有第二气管19，第一气管15和第二气管19为双向气泵14的双向吸气、排气管道；第二气管19下面设置有吸盘20，吸盘20圆周设置有软胶囊9，软胶囊9中间设置有中空腔24，软胶囊9内设置有配重液17。

具体的，在实际的使用过程当中，前摄像头12将采集的图像传递给单片机18，单片机18启动第二电机23，第二电机23通过传动轴22驱动滚动轮11旋转，带动主体箱1移动到抓取物上方；然后，第一电机7通过变速箱6减速拉动电动推杆25缩回支撑壳8内，降低主体箱1的高度，软胶囊9在配重液17的重力作用下，包裹在抓取物表面，此时，底摄像头16将采集的图像传递给单片机18，单片机18启动双向气泵14，双向气泵14通过第二气管19将中空腔24中的空气吸出，并通过第一气管15排出，软胶囊9由于中空腔24变成真空产生吸力，沿抓取物表面吸附进行抓握，第一电机7通过变速箱6驱动电动推杆25伸出支撑壳8将主体箱1升高，将抓取物抓离地面，完成抓取动作。本发明提供的仿生抓取机器人，通过将抓取部分设置为具有柔性结构的软胶囊，在抓取过程中，软胶囊将被抓取物包裹起来，与现有技术当中的具有固定大小结构的机械手相比，软胶囊能根据物品形状进行变化，抓取稳定性高，软胶囊整体呈柔性，便于根据抓取物品的外形进行变化，紧贴物品表面，适应不同物品大小，并且由于软胶囊整体柔性，也减少了对物品的挤压损坏。需要说明的是，双向气泵14与主体箱1使用螺栓连接，第二气管19穿过吸盘20，螺栓连接便于双向气泵14的拆装维修，第二气管19穿过吸盘20，保证空气穿过吸盘20；还需要说明的是，软胶囊9采用软胶材料制作，软胶囊9粘贴在主体箱1底部，软胶材料便于软胶囊9包裹紧贴抓取物。

为了优化上述实施例中仿生抓取机器人具有更高的抓取灵活性的优点，主体箱1的外周设置有支撑壳8，支撑壳8内部设置有电动推杆25，且支撑壳8顶部设置有与电动推杆25连接的变速箱6，变速箱6的输入端与第一电机7连接。支撑壳8与电动推杆25配合，形成滑动传动装置，当进行物品抓取时，第一电机7的输出端和变速箱6的输入端连接，第一电机7驱动变速箱6工作，变速箱6驱动电动推杆25沿支撑壳8内部滑动，从而带动主箱体1进行上下移动，可以适应高度尺寸大小不同的被抓取物，使仿生抓取机器人的适用范围更加广泛。需要说明的是，变速箱6和主体箱1使用螺栓连接，电动推杆25和支撑壳8使用滑动连接，螺栓连接便于变速箱6的拆装维修，滑动连接便于电动推杆25在支撑壳8内伸缩。

进一步地，电动推杆25的伸缩端设置有支撑板10，支撑板10侧边可转动的设置有滚动轮11，且支撑板10内部设置有第二电机23和传动轴22，传动轴22的一端与第二电机23连接，传动轴22的另一端与滚动轮11连接。机器人抓取一般应用在被抓取物不便移动的情况，本新型通过将第二电机23的输出端与传动轴22输入端连接，当被抓取物距离仿生抓取机器人距离较远时，启动第二电机23，第二电机23带动传动轴22转动，又由于传动轴22和滚动轮11连接，所以传动轴22的转动将带动滚动轮11的转动，从而实现仿生抓取机器人的移动，配合上述抓取高度可调的优点，进一步加强了仿生抓取机器人的适用范围。需要说明的是，第二电机23和支撑板10使用螺栓连接，传动轴22与滚动轮11使用平键连接，螺栓连接便于第二电机23的拆装维修，平键连接便于传动轴22与滚动轮11旋转动力的平稳传输。

进一步地，主体箱1顶部可拆卸的设置有上箱盖2，上箱盖2上设置有把手3和通气窗4。把手3用于打开上箱盖2便于对主箱体1进行日常维护，通气窗4的设计可使抓取机器人内部保持良好的散热功能。需要说明的是，上箱盖2圆周设置有密封条21，密封条21粘贴在上箱盖2上，密封条21保证上箱盖2和主体箱1的固定，粘贴使密封条21稳固可靠；还需要说明的是，通气窗4与上箱盖2使用卡扣连接，上箱盖2与主体箱1使用插拔连接，卡扣连接便于通气窗4的拆装清理，插拔连接便于上箱盖2的拆装进行维修。

进一步地，上箱盖2上还设置有光伏板5，且主体箱1内部设置有与光伏板5连接的锂电池13，且锂电池13位于双向气泵14两侧。由于本新型为智能电控设备，因此会用到动力电源，此时，通过光伏板5吸收太阳能发电，将电量存放于锂电池13，锂电池13可对双向气泵14供电，起到环保节能的作用。

进一步地，主体箱1的外侧壁上设置有前摄像头12；主体箱1的底部设置有底摄像头16。底摄像头16和前摄像头12分别与主体箱1使用螺栓连接，对抓取物进行全方位的监控，指引抓取机器人准去抓取，螺栓连接方式便于底摄像头16和前摄像头12的拆装维修；主箱体1上还设置有横反光条27和竖反光条28，可以提供反光效果，可以使外人更加清楚地看到抓取机器人，不会发生碰撞，横反光条27和竖反光条28分别粘贴在主体箱1上，粘贴方式使横反光条27和竖反光条28更加牢固可靠。

进一步地，主体箱1内部设置有用于控制的单片机18；单片机18上设有无线收发器30；上箱盖2上还设置有与单片机18连接的指示灯26。单片机18分别与无线收发器30、指示灯26、第一电机7、第二电机23、双向气泵14、锂电池13、前摄像头12和底摄像头16使用电连接，并通过单片机18写入程序，分别控制上述部件，实现仿生抓取机器人的智能抓取作业。

综上所述，本实施例所提供的具有仿生抓取结构的机器人主要包括可升降式主体箱、设置在主体箱内部的双向气泵及设置在主体箱底部且具有中空腔的软胶囊，双向气泵的一端设置有第一气管，双向气泵的另一端设置有第二气管，且第二气管端部设在有吸盘，吸盘位于中空腔内，软胶囊的表面具有柔性，且软胶囊内盛装有配重液。本发明提供的仿生抓取机器人，通过将抓取部分设置为具有柔性结构的软胶囊，在抓取过程中，软胶囊将被抓取物包裹起来，与现有技术当中的具有固定大小结构的机械手相比，软胶囊能根据物品形状进行变化，抓取稳定性高，软胶囊整体呈柔性，便于根据抓取物品的外形进行变化，紧贴物品表面，适应不同物品大小，并且由于软胶囊整体柔性，也减少了对物品的挤压损坏。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有仿生抓取结构的机器人，其特征在于，包括可升降式主体箱(1)、设置在所述主体箱(1)内部的双向气泵(14)及设置在所述主体箱(1)底部且具有中空腔(24)的软胶囊(9)，所述双向气泵(14)的一端设置有第一气管(15)，所述双向气泵(14)的另一端设置有第二气管(19)，且所述第二气管(19)端部设在有吸盘(20)，所述吸盘(20)位于所述中空腔(24)内，所述软胶囊(9)的表面具有柔性，且所述软胶囊(9)内盛装有配重液(17)。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述主体箱(1)的外周设置有支撑壳(8)，所述支撑壳(8)内部设置有电动推杆(25)，且所述支撑壳(8)顶部设置有与所述电动推杆(25)连接的变速箱(6)，所述变速箱(6)的输入端与第一电机(7)连接。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述电动推杆(25)的伸缩端设置有支撑板(10)，所述支撑板(10)侧边可转动的设置有滚动轮(11)，且所述支撑板(10)内部设置有第二电机(23)和传动轴(22)，所述传动轴(22)的一端与所述第二电机(23)连接，所述传动轴(22)的另一端与所述滚动轮(11)连接。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述主体箱(1)顶部可拆卸的设置有上箱盖(2)，所述上箱盖(2)上设置有把手(3)和通气窗(4)。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述上箱盖(2)上还设置有光伏板(5)，且所述主体箱(1)内部设置有与所述光伏板(5)连接的锂电池(13)，且所述锂电池(13)位于所述双向气泵(14)两侧。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述主体箱(1)的外侧壁上设置有前摄像头(12)。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述主体箱(1)的底部设置有底摄像头(16)。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述主体箱(1)内部设置有用于控制的单片机(18)。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述单片机(18)上设有无线收发器(30)。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述上箱盖(2)上还设置有与所述单片机(18)连接的指示灯(26)。