CN111115223B - 用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置。括机械移动模块和电磁模块；电磁模块设置在机械移动模块下方。机械移动模块通过导轨上的吊耳与无人机下方的云台固定连接，车主体设置有锁扣和电磁铁芯，与电磁模块配合。本发明应用于派件小车在遇到低洼路段或上坡时，可以将小车与无人机连接，实现无人机派件的过程。可应用快递业的自动派件，提供了一种除爬楼梯派件小车外另外一种实现快递运送到家的方式，实现了物流服务的最后一公里。关键部件由直流电机驱动，结构简单，易于操作，且控制简便。可以适应在不同环境，不同姿态下，对小车进行连接；有较强的适应性。
Description
技术领域
本发明属于机械自动化技术领域，涉及一种用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置。
背景技术
随着我国物流行业的发展，越来越多的物流单位将派送小车应用到派件过程中。但是，由于自身结构功能的限制，使得派件小车一旦进入楼梯间或者路面不够平坦的环境时，则需要无人机通过机械臂带动末端执行器抓取物流小车，从而实现一定距离内快递的运送。因此，本发明公开了一种能够实现抓取物流派件小车的装置，能够实现在提高运输稳定性的前提下，既可以实现在平地上对小车进行抓取，也可以在比较复杂的工况下，如洼地或不平坦的路面上实现对小车抓取、输运的功能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置。
本发明包括机械移动模块和电磁模块；电磁模块设置在机械移动模块下方。所述的机械移动模块包括导轨、舵机、滑块和空套大齿轮；导轨两端通过电机支架固定设置有减速电机，减速电机输出轴安装有电机传动齿轮，两电机传动齿轮通过齿条连接；齿轮与电机支架为空套连接，能够绕轴转动；齿条上设置有两个滑块，一个滑块底部设置有连杆，另一滑块底部设置有一对连杆；滑块通过行程块滑动安装在齿条上；三根连杆一端与相应滑块进行销连接，另一端均与凸台连接；凸台上装有轴，轴上安装空套大齿轮；凸台与舵机固定连接，空套大齿轮通过凸台上装有的轴固定在轴上；舵机上装有舵机传动齿轮与空套大齿轮啮合；空套大齿轮侧面装有挂钩，挂钩一端挂在轴上，并固定在大齿轮上；挂钩另一端与电磁模块的载物台连接。机械移动模块通过导轨上的吊耳与无人机下方的云台固定连接；
所述的电磁模块包括载物台、电磁锁和电磁铁。在载物台内部固定有两对方向相反的电磁锁，电磁铁固定在载物台底部，载物台顶部与挂钩连接。
所述的凸台与舵机通过凸台上的外伸板孔利用螺栓连接。
所述的挂钩一端与轴间隙配合，并通过螺栓固定在大齿轮上。
所述的挂钩另一端与电磁模块的载物台通过螺栓连接。
所述的电磁铁通过螺栓固定在载物台底部。
所述的载物台顶部设置有吊耳与挂钩螺栓连接。
本发明应用于派件小车在遇到低洼路段或上坡时，可以将小车与无人机连接，实现无人机派件的过程。可应用快递业的自动派件，提供了一种除爬楼梯派件小车外另外一种实现快递运送到家的方式，实现了物流服务的最后一公里。关键部件由直流电机驱动，结构简单，易于操作，且控制简便。可以适应在不同环境，不同姿态下，对小车进行连接；有较强的适应性。
附图说明
图1为本发明整体结构图；
图2为图1中机械移动模块的结构示意图；
图3为图1中电磁模块的结构示意图；
图4为与本发明配合使用的小车结构示意图；
图5为本发明的使用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示,一种用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置,包括机械移动模块和电磁模块。电磁模块设置在机械移动模块下方。
如图2所示，机械移动模块包括导轨4、舵机2、滑块5和空套大齿轮10；导轨4两端通过电机支架9固定设置有减速电机8，减速电机8输出轴安装有电机传动齿轮1，两电机传动齿轮1通过齿条21连接；齿轮与电机支架为空套连接，能够绕轴转动；齿条21上设置有两个滑块5，一个滑块底部设置有连杆3，另一滑块底部设置有一对连杆12；滑块5通过行程块6滑动安装在齿条21上；三根连杆一端与相应滑块进行销连接，另一端均与凸台19连接；凸台19上装有轴13，轴13上安装空套大齿轮10；凸台19与舵机2通过凸台上的外伸板孔利用螺栓连接，空套大齿轮10通过凸台19上装有的轴13固定在轴上；舵机2上装有舵机传动齿轮11与空套大齿轮10啮合；空套大齿轮10侧面装有挂钩18，挂钩与轴间隙配合，同时通过螺栓固定在大齿轮上，跟随齿轮的转动而转动，挂钩18与电磁模块的载物台17通过螺栓连接。
使用时，机械移动模块通过导轨4上的吊耳与无人机下方的云台固定连接；
如图3所示，电磁模块包括载物台17、电磁锁16和电磁铁14。在载物台17内部固定有两对方向相反的电磁锁16，在载物台17下部通过螺栓将电磁铁14连在载物台上。载物台17顶部设置有吊耳与挂钩18螺栓连接。电磁铁14可以通过通电将在伸出载物台17的铁芯缩回载物台17内。
如图4所示，小车主体设置有锁扣22和电磁铁芯23，与电磁模块24配合。
如图5所示，工作过程如下：
机械移动模块：减速电机工作带动与之连接的电机传动齿轮转动，带动齿条转动，带动齿条上的行程块水平运动，行程块带动滑块水平运动；与导轨配合，对滑块进行径向定位，电机两侧采用反转对称的结构，左右分别连接有皮带，皮带分别固定不同的滑块，实现了在横轴的移动。滑块与连杆进行销连接，使得连杆可以转动，实现了在纵轴的转动。连杆连接到下方的凸台上，凸台上安装有舵机和轴，轴上安装一个空套大齿轮，舵机传动齿轮与空套大齿轮啮合；轴上连接挂钩，挂钩与轴为间隙配合，同时固定在大齿轮上，能跟随齿轮的转动而转动，实现了绕水平轴的转动。在转动过程中，保持电磁模块向下。
电磁模块：电载物台17与机械移动模块的挂钩通过螺栓相连，在载物台内部有两对方向相反的电磁锁，两电磁锁同步通断电，在进行抓取物块后，开启电磁锁，将物品锁死，下方配有电磁铁。小车主体上有设置锁扣和电磁铁芯。进行抓取时将电磁铁插入到锁扣内，与铁芯吸合贴紧，电磁锁伸出，与锁扣连接实现锁死。
Claims (6)
1.用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，包括机械移动模块和电磁模块；电磁模块设置在机械移动模块下方；其特征在于：所述的机械移动模块包括导轨、舵机、滑块和空套大齿轮；导轨两端通过电机支架固定设置有减速电机，减速电机输出轴安装有电机传动齿轮，两电机传动齿轮通过齿条连接；齿轮与电机支架为空套连接，能够绕轴转动；齿条上设置有两个滑块，一个滑块底部设置有连杆，另一滑块底部设置有一对连杆；滑块通过行程块滑动安装在齿条上；三根连杆一端与相应滑块进行销连接，另一端均与凸台连接；凸台上装有轴，轴上安装空套大齿轮；凸台与舵机固定连接，空套大齿轮通过凸台上装有的轴固定在轴上；舵机上装有舵机传动齿轮与空套大齿轮啮合；空套大齿轮侧面装有挂钩，挂钩一端挂在轴上，并固定在空套大齿轮上；挂钩另一端与电磁模块的载物台连接；机械移动模块通过导轨上的吊耳与无人机下方的云台固定连接；
减速电机带动电机传动齿轮转动，带动齿条转动，带动齿条上的行程块水平运动，行程块带动滑块水平运动；电机两侧采用反转对称的结构，左右分别连接有皮带，皮带分别固定不同的滑块，实现了在横轴的移动；滑块与连杆进行销连接，使得连杆能够转动，实现了在纵轴的转动；轴上连接挂钩，挂钩与轴为间隙配合，同时固定在大齿轮上，能跟随齿轮的转动而转动，实现了绕水平轴的转动；
所述的电磁模块包括载物台、电磁锁和电磁铁；在载物台内部固定有两对方向相反的电磁锁，电磁铁固定在载物台底部，载物台顶部与挂钩连接。
2.如权利要求1所述的用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，其特征在于：所述的凸台与舵机通过凸台上的外伸板孔利用螺栓连接。
3.如权利要求1所述的用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，其特征在于：所述的挂钩一端与轴间隙配合，并通过螺栓固定在大齿轮上。
4.如权利要求1所述的用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，其特征在于：所述的挂钩另一端与电磁模块的载物台通过螺栓连接。
5.如权利要求1所述的用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，其特征在于：所述的电磁铁通过螺栓固定在载物台底部。
6.如权利要求1所述的用于连接无人机和派件小车的三自由度抓取装置，其特征在于：所述的载物台顶部设置有吊耳与挂钩螺栓连接。
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