CN109986580A - 一种仿生家用移动式助理机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生家用移动式助理机器人。包括主体框架、驱动模块、机械手臂模块、控制模块和视觉模块;采用智能移动式多层储物柜结构,装备多种传感器,通过多视觉融合对运动路径、物品等进行分析识别,搭载双机械手臂来拾取、放置物品。本发明采用微型化仿生结构,融入性好、结构紧凑,通过左机械手二指抓取和右机械手吸盘吸附协同操作,配合3D视觉相机、激光雷达以及超声波传感器,完成复杂物体识别、障碍物探测、可靠抓取等,服务于日常的家庭生活与工作,具有使用方便、功能多样、可靠性好、运动灵活等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人,尤其是涉及一种仿生家用移动式助理机器人。
背景技术
随着社会的发展,生活节奏的加快,越来越多的人迫切的希望从繁杂的劳动中解脱出来。随之酝酿而生的便是广大的家庭办公助理机器人的市场,例如家庭护理机器人、安全控制机器人、清洁机器人。
助理机器人主要为面向家庭的消费类服务机器人,在家用领域清洁、教育、看护、智能办公等方面应用较多。助理机器人可以照料老人、陪伴和教育儿童、担当家庭安保的角色等,通过强大的语音功能可以将文字读出,同时还能够与智能家居系统实现有效的结合,利用智能家居系统获取水、电、天然气的使用信息,将情况及时反馈给用户,并且可以通过操控拥有移动行走能力的机器人在家中进行巡视,通过机器人自身的摄像头了解家中的全部情况,一只智能机器人身上的摄像头就可以取代安装在每个房间的摄像头。同样每个房间的音箱也可以被替代,大大降低了智能家居系统的成本。
目前,大多数家用助理机器人主要侧重于智能人机交互系统,实现与人进行语音识别、语音教育、陪伴等功能,尚不能真正实现多方面的助理服务功能,对特殊材质物体抓取不可靠,系统的多功能性、灵活性、可靠性和实用性还亟待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种仿生家用移动式助理机器人,针对日常生活需求,使之具有多功能、灵活可靠、集成化的特点。通过左机械手二指抓取和右机械手吸盘吸附协同操作,配合3D视觉相机、激光雷达以及超声波传感器完成复杂物体识别、障碍物探测、可靠抓取等,以移动式麦克纳姆轮轮式行走结构进行全向移动,同时凭借小巧型的体积可应用于较小空间,协助日常家庭工作等生活服务。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
本发明包括主体框架、驱动模块、机械手臂模块、控制模块和视觉模块;主体框架分为四层,从上至下依次为托盘层、隔层、第一自动抽屉和第二自动抽屉;所述的第一自动抽屉和第二自动抽屉结构相同,均包括抽屉、丝杆、电机和滑槽件;主体框架开设矩形凹槽,矩形凹槽两侧内壁安装有滑槽件,抽屉两侧通过滑槽件水平连接在矩形凹槽两侧内壁,使得抽屉在滑槽件内自由水平移动;抽屉底部固定有螺母支架,丝杆一端通过螺纹套装于螺母支架的螺纹孔中形成丝杠螺母副,丝杆另一端与电机输出轴相连,电机固定在主体结构矩形凹槽侧壁,电机驱动丝杆旋转经丝杠螺母副带动螺母支架和抽屉移动。
优选的,驱动模块包括移动模块和超声波传感器,所述移动模块位于仿生家用助理机器人的最底部,包括电池模块、驱动电机、麦克纳姆轮、激光雷达、防跌落传感器、驱动控制板、底盘和底盘盖和固定套;底盘和底盘盖之间上下连接构成内部具有中空空腔的移动壳体,电池模块固定在底盘上并用固定套固定并封盖;四个驱动电机分布安装在移动壳体的中空空腔的四角,每个驱动电机的输出轴和麦克纳姆轮同轴连接,组成四轮全向移动机构;激光雷达固定于底盘盖上面中心位置,六个防跌落传感器均匀分布安装在底盘底面外缘周围;驱动控制板固定于底盘上,四个驱动电机经驱动控制板连接到控制模块,驱动控制板控制移动模块驱动四个驱动电机和麦克纳姆轮实现全向移动。
优选的,机械手臂包括左机械手和右机械手,左机械手包括大臂、二臂、三臂、四臂、小臂、手腕和夹持器;大臂一端固定在主体框架左/右侧上部,大臂另一端依次经二臂、三臂、四臂、小臂和手腕连接,手腕上安装夹持器;所述的夹持器采用二指结构,包括轴端、轴、轴环、丝杆、连杆、夹持电机、手指和连接销;轴端安装在手腕内部,轴端内置安装手腕关节舵机,手腕关节舵机输出轴固定连接轴,通过手腕关节舵机带动轴旋转输出扭矩;轴环套在轴上并与轴间隙配合,轴环的两侧对称设置有两根丝杆,丝杆一端螺纹套装于轴环上形成丝杠螺母副,另一端连接夹持电机的输出轴,两根丝杆对应的夹持电机固定于夹持板上,夹持板的两侧通过各自的连接销均与一手指根部一端铰接,手指根部另一端经连杆铰接到轴环上,两根手指及其连杆对称布置于夹持板的两侧,夹持电机运行带动丝杆旋转,再经丝杠螺母副带动轴环沿轴轴向直线移动,进而通过连杆和手指根部两端形成的连杆结构带动两根手指径向朝内合拢或者径向朝外分开,实现夹持物品的夹紧与松开。
优选的,右机械手包括大臂、二臂、三臂、四臂、气泵、限流阀、气管、吸盘连接件、限位螺钉和吸盘;大臂一端连接在主体框架,另一端依次经二臂、三臂和四臂的一端连接,四臂的另一端和吸盘连接件连接;其中主体框架与大臂、大臂与二臂、二臂与三臂、吸盘连接件与四臂之间均为铰接,三臂与四臂之间为移动副连接,通过伸缩四臂来改变手臂末端工作范围,吸盘连接件与吸盘之间为螺纹紧固连接,通过限位螺钉来调节吸盘伸出的长度;摄像头安装在三臂的外壁上;四臂内部设有和外界大气相通的空腔,气泵安装在四臂内部,气泵一端连接到四臂的空腔,气泵另一端依次经限流阀、气管和吸盘连接相通,吸盘固定在吸盘连接件上,限流阀和气管均具体设置在四臂内部,吸盘根部设有限位螺钉,限位螺钉用于限位调节吸盘伸出的长度。
优选的,超声波传感器有两个,分别固定于机器人主体框架的托盘层前部和后部。
优选的,视觉模块包括由双目相机组成的3D视觉相机,3D视觉相机安装在主体框架上部前侧面,且位于超声波传感器下方。
优选的,吸盘连接件与四臂之间通过关节电机铰接,四臂的端部和关节电机的输出轴固定连接,吸盘连接件的端部和关节电机的机体固定连接,使得关节电机工作带动吸盘连接件绕四臂摆动。
优选的,第一自动抽屉内部还安装有在左、右两侧内壁上的两根紫外线灯管。
本发明具有的有益效果是:
本发明的机器人在左右两侧采用双臂协作机械手,左机械手采用灵巧手臂与二指结构,右机械手末端采用灵巧型的吸盘结构,左机械手夹取、右机械手吸附协同操作,结合3D深度相机与手臂相机的视觉反馈信息,完成复杂及特殊物体,包括玻璃、瓷器等光滑平面的拾取、搬运、按压等多种操作,具有可靠性高、适应性强、灵活性好的特点。
本发明的机器人主体采用家具样式、多层储物柜结构,可灵活放置各种常用家用或办公用品,中间柜子内设有紫外线灯,可对餐具物品进行消毒清洁;在底盘搭载麦克纳姆轮全向移动模块,结合激光雷达和3D视觉完成室内地图构建和导航,使机器人可以在狭小空间灵活移动,实现物品的自动拿取,还可通过手机等远程操作端对机器人进行远程控制,功能多样、结构紧凑、实用性强。
附图说明
图1是移动式仿生移动式助理机器人整体结构示意图。
图2是移动式仿生移动式助理机器人仰视图。
图3是移动式仿生移动式助理机器人主体框架示意图。
图4是移动式仿生移动式助理机器人系统框图。
图5是移动式仿生移动式助理机器人驱动模块结构示意图。
图6是移动式仿生移动式助理机器人右视图和右机械手局部放大示意图。
图7是移动式仿生移动式助理机器人左视图和左机械手夹持器局部放大示意图。
图8是移动式仿生移动式助理机器人自动抽屉结构示意图。
图中:1、主体框架,2、驱动模块,3、机械手臂,4、控制模块,5、视觉模块;1.1、托盘层,1.2、隔层,1.3、第一自动抽屉,1.31、抽屉,1.32、丝杆,13.3、电机,1.34、滑槽件,1.35、紫外线灯管,1.4、第二自动抽屉;2.1、移动模块,2.11、电池模块,2.12、驱动电机,2.13、麦克纳姆轮,2.14、激光雷达,2.15、防跌落传感器,2.16、驱动控制板,2.17、底盘,2.18、底盘盖,2.19、固定套,2.2、超声波传感器;3.1、左机械手,3.11、大臂,3.12、二臂,3.13、三臂,3.14、四臂,3.15、小臂,3.16、手腕,3.17、夹持器,3.171、轴端,3.172、轴,3.173、滑块,3.174、丝杆,3.175、连杆,3.176、夹持电机,3.177、手指,3.178、连接销,3.18、摄像头;3.2、右机械手,3.201、大臂,3.202、二臂,3.203、三臂,3.204、四臂;3.205、气泵,3.206、限流阀,3.207、气管,3.208、关节电机,3.209、吸盘连接件,3.210、限位螺钉,3.211、吸盘;4、控制模块;5、3D相机。
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,显然以下所描述的实施例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。
如图1、图2、图3和图8所示,包括主体框架1、驱动模块2、机械手臂模块3、控制模块4和视觉模块5。
主体框架1为总的支撑体,所有部件都安装在上面,具有智能移动式多层储物柜结构,实现仿生家用助理机器人的日常办公储物功能。
驱动模块2包括移动模块2.1和超声波传感器2.2,探测并驱动机器人全向移动。
机械手臂模块3包括两个六自由度的多关节结构的机械手3.1和3.2,分布在移动式仿生家用助理机器人身体两侧上部,可实现仿生家用助理机器人的目标抓取功能。
控制模块4安装在机器人主体框架1中下位置、抽屉1.4与驱动模块2之间,是仿生家用助理机器人的整体功能控制模块,包括对机器人驱动模块2的控制、视觉模块5的信息处理、机械手臂模块3的抓取命令控制等。
具体地,如图3所示,主体框架1分为四层,从上至下依次为托盘层1.1、隔层1.2、第一自动抽屉1.3和第二自动抽屉1.4;主体框架1下部有上下布置的两层矩形凹槽,用于安装第一自动抽屉1.3和第二自动抽屉1.4,顶部托盘层1.1放置日常办公用品方便拿取,中间隔层1.2采用中空的储物结构用于放置较大较长物体,第一自动抽屉1.3和第二自动抽屉1.4用于收纳防止贵重物品。第一自动抽屉1.3还包括分别安装在左、右两侧内壁上的两根紫外线灯管1.35,可对内部的物品进行紫外线杀菌消毒。
具体地,如图1、图8所示,第一自动抽屉1.3和第二自动抽屉1.4结构相同,均包括抽屉1.31、丝杆1.32、电机1.33和滑槽件1.34;主体框架1开设矩形凹槽,矩形凹槽两侧内壁安装有滑槽件1.34,抽屉1.31两侧通过滑槽件1.34水平连接在矩形凹槽两侧内壁,使得抽屉1.31在滑槽件1.34内自由水平移动;抽屉1.31底部固定有螺母支架,丝杆1.32一端通过螺纹套装于螺母支架的螺纹孔中形成丝杠螺母副,丝杆1.32另一端与电机1.33输出轴相连,电机1.33固定在主体结构1矩形凹槽侧壁,电机1.33驱动丝杆1.32旋转经丝杠螺母副带动螺母支架和抽屉1.31移动,实现了抽屉1.31的自动收缩与伸展运动。
如图5所示,驱动模块2包括移动模块2.1和超声波传感器2.2。
具体地,如图1所示,超声波传感器2.2有两个,分别固定于机器人主体框架1的托盘层1.1前部和后部,前后对称,用于探测与机器人高度相当的障碍物。
具体地,如图1、图5所示,移动模块2.1位于仿生家用助理机器人的最底部,包括电池模块2.11、驱动电机2.12、麦克纳姆轮2.13、激光雷达2.14、防跌落传感器2.15、驱动控制板2.16、底盘2.17和底盘盖2.18和固定套2.19;底盘2.17和底盘盖2.18之间上下连接构成内部具有中空空腔的移动壳体,电池模块2.11固定在底盘2.17上并用固定套2.19固定并封盖,电池模块2.11为机器人提供动力能源;四个驱动电机2.12分布安装在移动壳体的中空空腔的四角,使用固定件和悬架板将驱动电机2.12固定在底盘盖2.18下面,每个驱动电机2.12的输出轴和麦克纳姆轮2.13同轴连接,组成四轮全向移动机构;激光雷达固定于底盘盖2.18上面中心位置,六个防跌落传感器2.15均匀分布安装在底盘2.17底面外缘周围,实时监控机器人周围移动地面的高度落差,防止摔倒;底盘盖2.18上面两侧开有矩形孔,用于排线布置;驱动控制板2.16固定于底盘2.17上,四个驱动电机2.12经驱动控制板2.16连接到控制模块4,驱动控制板2.16接收控制模块4的控制信号,驱动控制板2.16控制移动模块2.1在电池模块2.11的带动下驱动四个驱动电机2.12和麦克纳姆轮2.13实现全向移动。
具体地,如图1、图6和图7所示,机械手臂3包括左机械手3.1和右机械手3.2。
如图6所示,左机械手3.1包括大臂3.11、二臂3.12、三臂3.13、四臂3.14、小臂3.15、手腕3.16和夹持器3.17;大臂3.11一端固定在主体框架1左/右侧上部,大臂3.11另一端依次经二臂3.12、三臂3.13、四臂3.14、小臂3.15和手腕3.16连接,手腕3.16上安装夹持器3.17,相邻臂之间的各关节通过关节舵机、连接轴和轴承进行连接;夹持器3.17采用二指结构,包括轴端3.171、轴3.172、轴环3.173、丝杆3.174、连杆3.175、夹持电机3.176、手指3.177和连接销3.178;轴端3.171安装在手腕3.16内部,轴端3.171内置安装手腕关节舵机,手腕关节舵机输出轴固定连接轴3.172,通过手腕关节舵机带动轴3.172旋转输出扭矩;轴环3.173套在轴3.172上并与轴3.172间隙配合,轴环3.173的两侧对称设置有两根丝杆3.174,丝杆3.174平行于轴3.172布置,丝杆3.174一端螺纹套装于轴环3.173上形成丝杠螺母副,另一端连接夹持电机3.176的输出轴,两根丝杆3.174对应的夹持电机3.176固定于夹持板上,夹持板的两侧通过各自的连接销3.178均与一手指3.177根部一端铰接,手指3.177根部另一端经连杆3.175铰接到轴环3.173上,两根手指3.177及其连杆3.175对称布置于夹持板的两侧,具体实施中且和丝杆3.174的位置错开,夹持电机3.176运行带动丝杆3.174旋转,再经丝杠螺母副带动轴环3.173沿轴3.172轴向直线移动,将两丝杆3.174的旋转运动共同转换为轴环3.173的直线运动,进而通过连杆3.175和手指3.177根部两端形成的连杆结构带动两根手指3.177径向朝内合拢或者径向朝外分开,通过连杆3.175将轴环3.174的直线运动转换为手指3.177的闭合与展开运动,实现夹持物品的夹紧与松开。还设有摄像头3.18,摄像头3.18安装在三臂3.13上,负责辅助视觉识别抓取。
如图6所示,右机械手3.2包括大臂3.201、二臂3.202、三臂3.203、四臂3.204、气泵3.205、限流阀3.206、气管3.207、关节电机3.208、吸盘连接件3.209、限位螺钉3.210和吸盘3.211;大臂3.201一端连接在主体框架1,主体框架1上部内部安装有电机,大臂3.201固定连接在电机输出轴相连的联轴器端部法兰盘上,另一端依次经二臂3.202、三臂3.203和四臂3.204的一端连接,四臂3.204的另一端和吸盘连接件3.209连接;其中主体框架1与大臂3.201、大臂3.201与二臂3.202、二臂3.202与三臂3.203、吸盘连接件3.209与四臂3.204之间均为铰接(旋转副连接),吸盘连接件3.209与四臂3.204之间通过关节电机3.208铰接,四臂3.204的端部和关节电机3.208的输出轴固定连接,吸盘连接件3.209的端部和关节电机3.208的机体固定连接,使得关节电机3.208工作带动吸盘连接件3.209绕四臂3.204摆动。三臂3.203与四臂3.204之间为移动副连接,四臂3.204套装在三臂3.203中,通过伸缩四臂3.204来改变手臂末端工作范围,吸盘连接件3.209与吸盘3.211之间为螺纹紧固连接,通过限位螺钉3.210来调节吸盘3.211伸出的长度;摄像头3.212安装在三臂3.203的外壁上,负责辅助视觉识别抓取。
四臂3.204内部设有和外界大气相通的空腔,气泵3.205安装在四臂3.204内部,气泵3.205一端连接到四臂3.204的空腔,气泵3.205另一端依次经限流阀3.206、气管3.207和吸盘3.211连接相通,吸盘3.211固定在吸盘连接件3.209上,限流阀3.206和气管3.207均具体设置在四臂3.204内部,吸盘3.211根部设有限位螺钉3.210,限位螺钉3.210用于限位调节吸盘3.211伸出的长度。
气泵3.205固定在四臂3.204内部,依次连接限流阀3.206、气管3.207、吸盘连接件3.209和吸盘3.211;当需要吸附拾取物体时,通过气泵3.205的抽气使得吸盘3.211内部的空气压强P2小于大气压强P1处于真空状态,物体在大气压强的作用下被牢牢吸附在吸盘3.211上;当需要释放被吸物体时,气泵3.205放气使得吸盘3.211内部气体与大气压强相连,破坏真空环境,吸盘3.211内部压强P2等于大气压强P1,物体被释放。可通过调节限流阀3.206来控制气管3.207进气量大小,防止吸附力过大造成薄壁物体被损坏或吸附力度太小导致吸附不牢靠。
气泵式吸盘结构可实现对玻璃、瓷砖或手机等平面光滑物体进行拾取、搬运功能。
如图1所示,视觉模块5为由双目相机组成的3D视觉相机,安装在主体框架1上部前侧面,且位于超声波传感器2.2下方,可对物体进行位置检测、三维姿态判断,以便左右机械手完成抓取、搬运动作。
具体实施中,如图4所示,设置有控制模块,远程控制端发送指令到机器人控制模块4,控制模块4由电路板和微型控制器组成,接受指令信息并处理后产生反馈信号,通过ROS平台订阅并发布激光雷达2.14和超声波传感器2.2获取的数据,对周围障碍物进行探测和地图构建。同时,通过USB调用视觉模块5的Kinect2深度相机所获得的深度尺度信息和三维位置信息,进行物体识别。通过对以上数据信息的处理,机器人控制模块4对机器人路径进行路径规划,然后通过USART串口传递给移动模块2.1主控板,进而传输到CAN电机2.12,通过对四个电机2.12的转速进行差速控制,并利用法兰分别与四个麦克纳姆轮2.13进行连接,实现机器人前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式。机器人运动到指定位置后,通过视觉模块5的识别,并结合两个机械手臂3.1、3.2上的CCD相机3.13、3.23对目标进行双目视觉位姿提取,控制模块4控制机械手臂运动到目标坐标处,再控制二指手抓3.17的闭合与张开完成抓取与放置任务。在运动过程中,机器人移动模块2.1四周的防跌落传感器2.15实时监控机器人行走地面的的高度落差,超声波传感器2.2实时监控与机器人相当高度的障碍物,防止由于台阶、凹坑或障碍物造成机器人跌倒。
上述具体实施方式用来解释说明本发明,而不是对本发明进行限制,在本发明的精神和权利要求的保护范围内,对本发明作出的任何修改和改变,都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种仿生家用移动式助理机器人,其特征在于:包括主体框架(1)、驱动模块(2)、机械手臂模块(3)、控制模块(4)和视觉模块(5);主体框架(1)分为四层,从上至下依次为托盘层(1.1)、隔层(1.2)、第一自动抽屉(1.3)和第二自动抽屉(1.4);所述的第一自动抽屉(1.3)和第二自动抽屉(1.4)结构相同,均包括抽屉(1.31)、丝杆(1.32)、电机(1.33)和滑槽件(1.34);主体框架(1)开设矩形凹槽,矩形凹槽两侧内壁安装有滑槽件(1.34),抽屉(1.31)两侧通过滑槽件(1.34)水平连接在矩形凹槽两侧内壁,使得抽屉(1.31)在滑槽件(1.34)内自由水平移动;抽屉(1.31)底部固定有螺母支架,丝杆(1.32)一端通过螺纹套装于螺母支架的螺纹孔中形成丝杠螺母副,丝杆(1.32)另一端与电机(1.33)输出轴相连,电机(1.33)固定在主体结构(1)矩形凹槽侧壁,电机(1.33)驱动丝杆(1.32)旋转经丝杠螺母副带动螺母支架和抽屉(1.31)移动。
所述的驱动模块(2)包括移动模块(2.1)和超声波传感器(2.2),所述移动模块(2.1)位于仿生家用助理机器人的最底部,包括电池模块(2.11)、驱动电机(2.12)、麦克纳姆轮(2.13)、激光雷达(2.14)、防跌落传感器(2.15)、驱动控制板(2.16)、底盘(2.17)和底盘盖(2.18)和固定套(2.19);底盘(2.17)和底盘盖(2.18)之间上下连接构成内部具有中空空腔的移动壳体,电池模块(2.11)固定在底盘(2.17)上并用固定套(2.19)固定并封盖;四个驱动电机(2.12)分布安装在移动壳体的中空空腔的四角,每个驱动电机(2.12)的输出轴和麦克纳姆轮(2.13)同轴连接,组成四轮全向移动机构;激光雷达固定于底盘盖(2.18)上面中心位置,六个防跌落传感器(2.15)均匀分布安装在底盘(2.17)底面外缘周围;驱动控制板(2.16)固定于底盘(2.17)上,四个驱动电机(2.12)经驱动控制板(2.16)连接到控制模块(4),驱动控制板(2.16)控制移动模块(2.1)驱动四个驱动电机(2.12)和麦克纳姆轮(2.13)实现全向移动;
所述的机械手臂(3)包括左机械手(3.1)和右机械手(3.2),左机械手(3.1)包括大臂(3.11)、二臂(3.12)、三臂(3.13)、四臂(3.14)、小臂(3.15)、手腕(3.16)和夹持器(3.17);大臂(3.11)一端固定在主体框架(1)左/右侧上部,大臂(3.11)另一端依次经二臂(3.12)、三臂(3.13)、四臂(3.14)、小臂(3.15)和手腕(3.16)连接,手腕(3.16)上安装夹持器(3.17);所述的夹持器(3.17)采用二指结构,包括轴端(3.171)、轴(3.172)、轴环(3.173)、丝杆(3.174)、连杆(3.175)、夹持电机(3.176)、手指(3.177)和连接销(3.178);轴端(3.171)安装在手腕(3.16)内部,轴端(3.171)内置安装手腕关节舵机,手腕关节舵机输出轴固定连接轴(3.172),通过手腕关节舵机带动轴(3.172)旋转输出扭矩;轴环(3.173)套在轴(3.172)上并与轴(3.172)间隙配合,轴环(3.173)的两侧对称设置有两根丝杆(3.174),丝杆(3.174)一端螺纹套装于轴环(3.173)上形成丝杠螺母副,另一端连接夹持电机(3.176)的输出轴,两根丝杆(3.174)对应的夹持电机(3.176)固定于夹持板上,夹持板的两侧通过各自的连接销(3.178)均与一手指(3.177)根部一端铰接,手指(3.177)根部另一端经连杆(3.175)铰接到轴环(3.173)上,两根手指(3.177)及其连杆(3.175)对称布置于夹持板的两侧,夹持电机(3.176)运行带动丝杆(3.174)旋转,再经丝杠螺母副带动轴环(3.173)沿轴(3.172)轴向直线移动,进而通过连杆(3.175)和手指(3.177)根部两端形成的连杆结构带动两根手指(3.177)径向朝内合拢或者径向朝外分开,实现夹持物品的夹紧与松开;
所述的右机械手(3.2)包括大臂(3.201)、二臂(3.202)、三臂(3.203)、四臂(3.204)、气泵(3.205)、限流阀(3.206)、气管(3.207)、吸盘连接件(3.209)、限位螺钉(3.210)和吸盘(3.211);大臂(3.201)一端连接在主体框架(1),另一端依次经二臂(3.202)、三臂(3.203)和四臂(3.204)的一端连接,四臂(3.204)的另一端和吸盘连接件(3.209)连接;其中主体框架(1)与大臂(3.201)、大臂(3.201)与二臂(3.202)、二臂(3.202)与三臂(3.203)、吸盘连接件(3.209)与四臂(3.204)之间均为铰接,三臂(3.203)与四臂(3.204)之间为移动副连接,通过伸缩四臂(3.204)来改变手臂末端工作范围,吸盘连接件(3.209)与吸盘(3.211)之间为螺纹紧固连接,通过限位螺钉(3.210)来调节吸盘(3.211)伸出的长度;摄像头(3.212)安装在三臂(3.203)的外壁上;四臂(3.204)内部设有和外界大气相通的空腔,气泵(3.205)安装在四臂(3.204)内部,气泵(3.205)一端连接到四臂(3.204)的空腔,气泵(3.205)另一端依次经限流阀(3.206)、气管(3.207)和吸盘(3.211)连接相通,吸盘(3.211)固定在吸盘连接件(3.209)上,限流阀(3.206)和气管(3.207)均具体设置在四臂(3.204)内部,吸盘(3.211)根部设有限位螺钉(3.210),限位螺钉(3.210)用于限位调节吸盘(3.211)伸出的长度。
2.根据权利要求1所述的一种仿生家用移动式助理机器人,其特征在于:
所述的超声波传感器(2.2)有两个,分别固定于机器人主体框架(1)的托盘层(1.1)前部和后部。
3.根据权利要求1所述的一种仿生家用移动式助理机器人,其特征在于:
所述的视觉模块(5)包括由双目相机组成的3D视觉相机,3D视觉相机安装在主体框架(1)上部前侧面,且位于超声波传感器(2.2)下方。
4.根据权利要求1所述的一种仿生家用移动式助理机器人,其特征在于:
所述的吸盘连接件(3.209)与四臂(3.204)之间通过关节电机(3.208)铰接,四臂(3.204)的端部和关节电机(3.208)的输出轴固定连接,吸盘连接件(3.209)的端部和关节电机(3.208)的机体固定连接,使得关节电机(3.208)工作带动吸盘连接件(3.209)绕四臂(3.204)摆动。
5.根据权利要求1所述的一种仿生家用移动式助理机器人,其特征在于:
所述的第一自动抽屉(1.3)内部还安装有在左、右两侧内壁上的两根紫外线灯管(1.35)。
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