CN112025771B - 机器人对接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人对接结构，用于与机器人进行对接，包括收容舱、舱门及驱动组件；收容舱设有弹性件；舱门设有可活动的撑杆支架，撑杆支架的一端与拉带的一端连接，拉带的另一端绕过固定件与舱门连接；当驱动组件拉动舱门时，机器人进入收容舱内并挤压弹性件，此时撑杆支架自然垂落放置；当舱门下降，带动拉带收紧使撑杆支架水平固定，从而使机器人在弹性件与撑杆支架之间固定。本发明通过在舱门下降的过程中带动拉带运动将拉带拉紧，进而拉动撑杆支架使其呈水平设置，弹性件与撑杆支架共同将机器人进行固定，实现了对机器人定位及固定的效果，结构简单，稳定性较高，提升了对机器人的控制精度。

Description

机器人对接结构

【技术领域】

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人对接结构。

【背景技术】

随着自主行走技术的发展，机器人得到了越来越多的应用。现有的机器人在和站点对接的过程中，为了保证对接场景的安全性，通常机器人需要进入到站点内部进行作业，且机器人需要和站点进行较高精度的定位和对机器人进行可靠的固定。然而，现有的站点的定位机构与固定机构结构较为复杂，稳定性不高，控制精度较低。

鉴于此，实有必要提供一种机器人对接结构以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种机器人对接结构，旨在改善现有的机器人对接结构定位与固定方式较为复杂、稳定性不高的问题，提升对机器人固定时的控制精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种机器人对接结构，用于与机器人进行对接，包括用于收容机器人的收容舱、将所述收容舱封闭的舱门及控制所述舱门运行的驱动组件；所述收容舱相对于所述舱门的侧壁上设有弹性件；所述舱门设有可活动的撑杆支架，所述撑杆支架远离所述舱门的一端与拉带的一端连接，所述拉带的另一端绕过固定在所述收容舱顶部的固定件与所述舱门连接；当所述驱动组件拉动所述舱门时，机器人进入所述收容舱内并挤压所述弹性件，此时所述撑杆支架在自身重力作用下自然垂落放置；当所述驱动组件驱动所述舱门封闭所述收容舱时，所述舱门下降带动所述拉带收紧使所述撑杆支架水平固定，从而使机器人在所述弹性件与所述撑杆支架之间固定。

在一个优选实施方式中，所述驱动组件包括驱动电机、设于所述舱门上方的驱动轴及分别设于所述舱门两侧的一对传动轮；所述驱动轴的两侧均设有驱动轮，每个驱动轮与同一侧的所述传动轮通过皮带卷绕连接；所述舱门朝向所述收容舱的一侧固定有拉杆，所述拉杆的两端分别固定在一对皮带上；所述驱动电机驱动所述驱动轴转动从而带动所述一对皮带上下运动，进而带动所述舱门的打开及关闭。

在一个优选实施方式中，所述拉杆的两端包括夹持件与紧固件；所述夹持件与所述紧固件将对应所述皮带进行压合固定。

在一个优选实施方式中，所述舱门还设有导向杆；所述导向杆与所述舱门的运动方向相垂直；所述拉带的中部绕设于所述导向杆上。

在一个优选实施方式中，所述收容舱的相对于所述舱门的侧壁固定设有包边，所述弹性件设于所述包边上；所述弹性件包括固定于所述包边的顶针座，所述顶针座上设有滑动座，所述滑动座设有顶杆；机器人进入所述收容舱压合所述顶杆，从而所述顶杆产生反向弹力。

在一个优选实施方式中，所述顶杆靠近所述机器人的一侧设有顶帽，所述顶帽靠近所述机器人的一端表面呈弧面设置。

在一个优选实施方式中，所述撑杆支架包括一对平行间隔设置的支杆及连接一对支杆同一端的撑杆，所述一对支杆远离所述撑杆的一端与所述舱门通过合页连接。

在一个优选实施方式中，所述一对支杆远离所述撑杆一端的端面为平直面，所述平直面与连接所述合页的侧面垂直设置，从而限制所述合页的最大开启角度为90°。

在一个优选实施方式中，所述撑杆远离所述支杆的一侧包覆有具有弹性的缓冲件。

在一个优选实施方式中，所述舱门还设有测距传感器，所述测距传感器通过测算距离来判断机器人沿垂直于前进方向的位置。

本发明提供的机器人对接结构，在收容舱设置了弹性件，机器人进入收容舱时挤压弹性件，然后驱动组件控制舱门下降将收容舱封闭，在舱门下降的过程中带动拉带运动将拉带拉紧，进而拉动撑杆支架使其呈水平设置，最后机器人停止运行，弹性件与撑杆支架共同将机器人进行固定，实现了对机器人定位及固定的效果，本发明的结构简单，稳定性较高，提升了对机器人的控制精度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的机器人对接结构收容机器人后的立体图；

图2为图1所示机器人对接结构中弹性件被机器人挤压时的立体图；

图3为图1所示机器人对接结构固定机器人时的立体图；

图4为图1所示机器人对接结构中舱门与驱动组件的立体图；

图5为图1所示机器人对接结构中弹性件的立体示意图；

图6为图1所示机器人对接结构中将机器人固定的剖视图。

100、机器人对接结构；200、机器人；10、收容舱；20、舱门；30、驱动组件；101、过孔；11、包边；12、固定件；40、弹性件；41、顶针座；42、滑动座；43、顶杆；44、顶帽；31、驱动电机；32、驱动轴；33、传动轮；34、驱动轮；35、皮带；36、摩擦件；21、拉杆；211、夹持件；212、紧固件；22、导向杆；50、撑杆支架；51、支杆；52、撑杆；53、合页；54、缓冲件；60、拉带；70、测距传感器。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，在本发明的实施例中，提供一种机器人对接结构100，用于与机器人200进行对接，将机器人200进行收容固定，以便机器人200安全的进行作业。

如图2-图6所示，机器人对接结构100包括用于收容机器人的收容舱10、将收容舱10封闭的舱门20及控制舱门20运行的驱动组件30。具体的，收容舱10设于站点中，内为中空结构，并开设有一个与外界连通的用于供机器人200通过的过孔101；驱动组件30设于收容舱10内，控制舱门20上下活动，从而将收容舱10的过孔101封闭或打开。

如图2、图3及图5所示，收容舱10相对于舱门20的侧壁上设有弹性件40。即，当机器人200进入到收容舱10时，前端部位会与弹性件40形成碰触，并且在机器人200自身动力的作用下，挤压弹性件40使弹性件40缩短，从而机器人200获得更多的前进位移。具体的，收容舱10的相对于舱门20的侧壁固定设有包边11。包边11固定于收容舱10的侧壁上，包括三条边，相邻的两条边相垂直形成一个凹槽结构，开口朝向机器人200方向，从而既能对机器人200起到限位作用，也能起到对机器人200的运动的导向作用，增加对机器人200定位的控制精度。弹性件40设于包边11正对机器人200前进方向的边上。其中，弹性件40包括固定于包边11的顶针座41，顶针座41上设有滑动座42，滑动座42设有顶杆43，顶杆43穿过滑动座42时会压缩滑动座42内的弹性部件(例如弹簧)(图中未示出)形成反弹力。因此，当机器人200进入收容舱10压合顶杆43时，顶杆43受迫往远离舱门20的方向运动从而产生反向弹力。

进一步的，在一个实施例中，如图5所示，顶杆43靠近机器人200的一侧设有顶帽44，顶帽44靠近机器人200的一端表面呈弧面设置，在本实施例中，顶帽44靠近机器人200的一端呈半球形，避免顶杆43与机器人200压合时对机器人200的表面造成破损。

在本发明的实施例中，如图2-图4，驱动组件30包括驱动电机31、设于舱门20上方的驱动轴32及分别设于舱门20两侧的一对传动轮33。具体的，驱动轴32的两侧均设有驱动轮34，一对驱动轮34的间隔距离与一对传动轮33的间隔距离相同，每个驱动轮34与同一侧的传动轮33通过皮带35卷绕连接。其中，一对传动轮33固定于收容舱10的靠近舱门20一侧的侧壁上。舱门20朝向收容舱10的一侧固定有拉杆21，拉杆21横向固定于舱门20上，与驱动轴32平行设置，同时拉杆21的两端分别固定在一对皮带35上。能够理解的，每根皮带35均包括上行部分与下行部分，拉杆21的一端只固定在对应皮带35的上行部分与下行部分其中一个上。

具体的，拉杆21的两端包括夹持件211与紧固件212。夹持件211与紧固件212均呈片板状，通过铆接、螺接等方式将对应皮带35的一处进行压合固定，即皮带35在运行时会带动拉杆21进行上行或下行运动，从而带动舱门20的上下行运动。其中，驱动电机31驱动驱动轴32转动，驱动轴32带动驱动轮34转动，驱动轮34带动一对皮带35上下运动，进而带动舱门20打开及关闭。进一步的，驱动轮34与传动轮33的表面均设有用于增大摩擦力的摩擦件36，例如环绕于表面的齿轮槽、凸块等。

在本发明的实施例中，如图2-图4所示，舱门20设有可活动的撑杆支架50。具体的，撑杆支架50包括一对平行间隔设置的支杆51及连接一对支杆51同一端的撑杆52。一对支杆51远离撑杆52的一端与舱门20通过合页53连接，因此，支杆51可通过合页53的铰接结构与舱门20活动连接，从而带动撑杆52绕着合页53转动。进一步的，一对支杆51远离撑杆52一端的端面为平直面，平直面与连接合页53的侧面垂直设置，即，合页53的一个连接面固定在舱门20上，另一连接面固定在支杆51的侧面且靠近舱门20一端的端部上，从而限制合页53的最大开启角度为90°。亦即，当合页53开启90°时，支杆51靠近舱门20一端的端面与舱门20表面贴合，阻止合页53继续开启，此时，一对支杆51呈水平设置，撑杆52与舱门20之间的距离达到最大。

撑杆支架50远离舱门20的一端(即撑杆52)与拉带60的一端连接，拉带60的另一端绕过固定在收容舱10顶部的固定件12与舱门20连接。其中，拉带60为柔性带，两端分别固定在舱门20(例如固定在舱门20的拉杆21上)与撑杆52的中部，中间绕设在固定件12上且位置高于两端的位置，从而形成一个类似于定滑轮的结构。因此，固定件12可以是设于收容舱10顶部的定滑轮，也可以是驱动组件30的驱动轴32。进一步的，舱门20还设有导向杆22。导向杆22与舱门20的运动方向相垂直，即，导向杆22与拉杆21平行设置。在其他实施例中，导向杆22可与拉杆21合并。拉带60的中部绕设于导向杆22上，即拉带60穿过导向杆22与舱门20之间的间隙，从而增大拉带60与撑杆52的角度，提升拉带60对于撑杆52的拉动能力。。

具体的操作过程中，如图6所示，当驱动组件30拉动舱门20时，舱门20上升，机器人200进入收容舱10内并保持运行状态从而时刻挤压弹性件40，此时，拉带60的一端被舱门20带动上升处于放松状态，撑杆支架50在自身重力作用下自然垂落放置，即撑杆52贴合于舱门20表面。当驱动组件30驱动舱门20封闭收容舱10时，舱门20下降带动拉带60的一端下降，由于固定件12的定向作用，拉带60被收紧从而连接撑杆52的一端上升带动撑杆52绕着合页53转动，从而使撑杆支架50水平固定，能够理解的是，此时机器人200保持着对弹性件40的压合作用，通过弹性件40的缩短作用，留出供撑杆52绕着合页53转动的空间。然后，机器人200停止运行，然后在弹性件40的弹力作用下自然往撑杆52方向运动，最后使机器人200维持在弹性件40与撑杆支架50之间。进一步的，撑杆52远离支杆51的一侧包覆有具有弹性的缓冲件54，用于对机器人200撞击撑杆52时提供缓冲，避免撑杆52的撞击应力对机器人200造成破坏。

可以看出，本发明通过弹性件40与撑杆支架50的共同作用，便可将机器人200进行固定，这其中，撑杆支架50在舱门20的上下运行中便完成了控制，结构简单，稳定性高，并且由于弹性件40与撑杆支架50的相互定位，提高了对机器人200定位时的控制精度。

进一步的，在一个实施例中，如图6所示，舱门20还设有测距传感器70，测距传感器70通过测算距离来获得机器人200在收容舱10内的轮廓，从而判断机器人200沿垂直于前进方向的位置，即可检测机器人200横向的位置偏移，进一步提升定位精度。

综上所述，本发明提供的机器人对接结构100，在收容舱10设置了弹性件40，机器人200进入收容舱10时挤压弹性件40，然后驱动组件30控制舱门20下降将收容舱10封闭，在舱门20下降的过程中带动拉带60运动将拉带60拉紧，进而拉动撑杆支架50使其呈水平设置，最后机器人200停止运行，弹性件40与撑杆支架50共同将机器人200进行固定，实现了对机器人200定位及固定的效果，本发明的结构简单，稳定性较高，提升了对机器人200的控制精度。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (9)

1.一种机器人对接结构，用于与机器人进行对接，其特征在于，包括用于收容机器人的收容舱、将所述收容舱封闭的舱门及控制所述舱门运行的驱动组件；所述收容舱相对于所述舱门的侧壁上设有弹性件；所述舱门设有可活动的撑杆支架，所述撑杆支架远离所述舱门的一端与拉带的一端连接，所述拉带的另一端绕过固定在所述收容舱顶部的固定件与所述舱门连接；当所述驱动组件拉动所述舱门时，机器人进入所述收容舱内并挤压所述弹性件，此时所述撑杆支架在自身重力作用下自然垂落放置；当所述驱动组件驱动所述舱门封闭所述收容舱时，所述舱门下降带动所述拉带收紧使所述撑杆支架水平固定，从而使机器人在所述弹性件与所述撑杆支架之间固定；所述驱动组件包括驱动电机、设于所述舱门上方的驱动轴及分别设于所述舱门两侧的一对传动轮；所述驱动轴的两侧均设有驱动轮，每个驱动轮与同一侧的所述传动轮通过皮带卷绕连接；所述舱门朝向所述收容舱的一侧固定有拉杆，所述拉杆的两端分别固定在一对皮带上；所述驱动电机驱动所述驱动轴转动从而带动所述一对皮带上下运动，进而带动所述舱门的打开及关闭。

2.如权利要求1所述的机器人对接结构，其特征在于，所述拉杆的两端包括夹持件与紧固件；所述夹持件与所述紧固件将对应所述皮带进行压合固定。

3.如权利要求1所述的机器人对接结构，其特征在于，舱门还设有导向杆；所述导向杆与所述舱门的运动方向相垂直；所述拉带的中部绕设于所述导向杆上。

4.如权利要求1所述的机器人对接结构，其特征在于，所述收容舱的相对于所述舱门的侧壁固定设有包边，所述弹性件设于所述包边上；所述弹性件包括固定于所述包边的顶针座，所述顶针座上设有滑动座，所述滑动座设有顶杆；机器人进入所述收容舱压合所述顶杆，从而所述顶杆产生反向弹力。

5.如权利要求4所述的机器人对接结构，其特征在于，所述顶杆靠近所述机器人的一侧设有顶帽，所述顶帽靠近所述机器人的一端表面呈弧面设置。

6.如权利要求1所述的机器人对接结构，其特征在于，所述撑杆支架包括一对平行间隔设置的支杆及连接一对支杆同一端的撑杆，所述一对支杆远离所述撑杆的一端与所述舱门通过合页连接。

7.如权利要求6所述的机器人对接结构，其特征在于，所述一对支杆远离所述撑杆一端的端面为平直面，所述平直面与连接所述合页的侧面垂直设置，从而限制所述合页的最大开启角度为90°。

8.如权利要求6所述的机器人对接结构，其特征在于，所述撑杆远离所述支杆的一侧包覆有具有弹性的缓冲件。

9.如权利要求1所述的机器人对接结构，其特征在于，所述舱门还设有测距传感器，所述测距传感器通过测算距离来判断机器人沿垂直于前进方向的位置。

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