CN112643646B - 一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，包括移动平台，移动平台上开设有腔体，腔体的底部内壁上固定安装有固定板，固定板的上方设有两个活动座，两个活动座的顶部均固定安装有第一轴承座，腔体的顶部内壁上开设有两个第一矩形滑孔。本发明设计合理，实用性好，能够对两个机器人手臂之间的间距进行调节，而且在对两个机器人手臂之间的间距进行增大调节的同时，能够控制机器人手臂进行升高，在对两个机器人手臂之间的间距进行减小调节的同时，能够控制机器人手臂进行下降，改变了两个机器人手臂的操作空间，利用两个机器人手臂便于对不同体积的物件进行平稳装配工作。

Description

一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人

技术领域

本发明涉及装配机器人技术领域，具体为一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人。

背景技术

装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备，由机器人操作机、控制器、末端执行器和传感系统组成，其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等，控制器一般采用多CPU或多级计算机系统，实现运动控制和运动编程，末端执行器为适应不同的装配对象而设计成各种手爪和手腕等，传感系统用来获取装配机器人与环境和装配对象之间相互作用的信息，装配机器人可分为单臂机器人和双臂机器人，双臂机器人系统比单臂机器人系统在灵活性、负载能力方面具有明显优势，双臂机器人的使用越来越广泛。

经检索，授权公告号为CN111015624A公开了一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，包括具有全向移动功能的移动平台和具有装配功能的装配机器人；移动平台包括车体，车体安装有四套主动式万向轮和四套独立驱动的升降支撑装置，该全向移动式双臂装配机器人一方面具有全向移动功能，能够在狭小的空间内自由穿梭；另一方面，配合四套独立驱动的升降支撑装置，即使地面高低不平，也可使车身很牢靠的固定在地面上，从而可使装配机器人进行高速高精度装配作业，但是，现有技术中，该全向移动式双臂装配机器人在工作过程中，两个机器人手臂均是固定安装在移动平台上，不能够根据操作需要对两个机器人手臂之间的间距进行调节，而且不便于对两个机器人手臂的高度位置进行调节，导致两个机器人手臂的操作空间受到限制，不适用与对不同体积的物件进行平稳装配工作，为此，我们提出一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人用于解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，解决了现有的全向移动式双臂装配机器人在工作过程中，不能够对两个机器人手臂之间的间距进行调节，而且不便于对两个机器人手臂的高度位置进行调节，导致两个机器人手臂的操作空间受到限制，不适用与对不同体积的物件进行平稳装配工作的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，包括移动平台，所述移动平台上开设有腔体，腔体的底部内壁上固定安装有固定板，固定板的上方设有两个活动座，两个活动座的顶部均固定安装有第一轴承座，腔体的顶部内壁上开设有两个第一矩形滑孔，两个第一矩形滑孔内均滑动安装有支撑柱，支撑柱的两端均延伸至第一矩形滑孔外，两个支撑柱的顶端均固定安装有安装座，两个安装座的顶部均固定安装有机器人手臂，两个支撑柱的底端均开设有螺纹槽，两个螺纹槽内均螺纹安装有螺纹柱，两个螺纹柱的螺纹旋向相反设置，螺纹柱的底端延伸至螺纹槽外，两个螺纹柱的底端分别转动安装在相对应的第一轴承座上，两个螺纹柱上均固定套设有位于相对应支撑柱下方的第一齿轮，腔体的一侧内壁上固定安装有两个横板，两个横板的一侧均安装有两个齿条，两个第一齿轮分别与相对应的齿条相啮合，两个活动座相互靠近的一侧均开设有螺纹孔，两个螺纹孔内均螺纹安装有丝杆，丝杆的两端均延伸至螺纹孔外，两个丝杆的螺纹旋向相反设置，两个丝杆相互靠近的一端固定连接有同一个转轴，转轴上固定套设有第二齿轮，固定板的顶部开设有固定槽，固定槽内固定安装有电机，电机的输出轴端固定安装有第三齿轮，第三齿轮的底部延伸至固定槽外并与第二齿轮相啮合，腔体的顶部内壁上均开设有四个第二矩形滑孔，四个第二矩形滑孔分别对称设置在相对应的第一矩形滑孔的两侧，四个第二矩形滑孔内均滑动安装有套管，套管的底端延伸至腔体内，支撑柱的两侧均固定安装有L型导向杆，四个L型导向杆的竖直端分别贯穿相对应的套管，且四个L型导向杆分别与相对应的套管滑动连接配合，腔体的两侧内壁上分别开设有进气孔和散热孔。

优选的，所述腔体的两侧内壁上分别固定安装有吸气扇和排气扇，进气孔和散热孔内均固定安装有防尘滤网。

优选的，所述腔体的内壁上固定安装有滑杆，两个活动座均滑动套设在滑杆上。

优选的，所述固定板的底部开设有两个限位槽，两个活动座的底部均固定安装有两个限位块，两个限位块的底端分别延伸至相对应的限位槽内。

优选的，两个限位块的底部均转动安装有滚轮，两个滚轮的底部分别与相对应限位槽的底部内壁滚动接触。

优选的，所述腔体的两侧内壁上均固定安装有第二轴承座，两个丝杆相互远离的一端分别转动安装在相对应的第二轴承座上。

优选的，所述第二矩形滑孔的两侧内壁上均开设有导向槽，套管的两侧均固定安装有导向块，导向块滑动安装在相对应的导向槽内。

优选的，所述四个L型导向杆位于腔体内的一端均固定安装有限位挡板。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人。具备以下有益效果：

(1)、该种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，通过启动电机正转，电机带动第三齿轮转动，第三齿轮带动第二齿轮、转轴和两个丝杆转动，使得两个活动座向相互远离的方向移动，两个活动座带动相对应的螺纹柱、第一齿轮、支撑柱、安装座和机器人手臂进行移动，两个机器人手臂之间的间距逐渐增大，支撑柱带动相对应的两个L型导向杆和套管移动，在两个螺纹柱水平移动的过程中，两个第一齿轮在相对应的齿条上进行转动，两个第一齿轮带动相对应的螺纹柱转动，使得两个支撑柱带动相对应的安装座和机器人手臂竖直向上移动，机器人手臂进行升高，从而通过控制电机的正转，可对两个机器人手臂之间的间距进行增大调节，同时能够对两个机器人手臂的高度位置进行升高调节，两个机器人手臂的操作空间增大，利用两个机器人手臂适用于对体积较大的物件进行平稳装配工作。

(2)、该种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，通过启动电机反转，电机带动第三齿轮反向转动，第三齿轮带动第二齿轮、转轴和两个丝杆反向转动，使得两个活动座向相互靠近的方向移动，两个活动座带动相对应的螺纹柱、第一齿轮、支撑柱、安装座和机器人手臂进行移动，两个机器人手臂之间的间距逐渐减小，两个第一齿轮在相对应的齿条上进行转动，两个第一齿轮带动相对应的螺纹柱转动，使得两个支撑柱带动相对应的安装座和机器人手臂竖直向下移动，机器人手臂进行降低，从而通过控制电机的反转，可两个机器人手臂之间的间距进行减小调节，同时能够对两个机器人手臂的高度位置进行降低调节，两个机器人手臂的操作空间变小，利用两个机器人手臂适用于对体积较小的物件进行平稳装配工作。

(3)、该种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，通过启动吸气扇和排气扇工作，可加快腔体内的空气进行循环流动，对腔体内部进行快速有效的散热降温，避免腔体内部产生高温而导致电气元件受损坏，通过设置防尘滤网，空气中的避免灰尘杂质从进气孔和散热孔进入腔体内，保持腔体内洁净。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明主视的剖视结构示意图；

图3为图2中A部分的放大示意图；

图4为图2中B部分的放大示意图；

图5为本发明侧视的剖视结构示意图；

图6为图5中C部分的放大示意图。

图1-6中：1、移动平台；2、腔体；3、固定板；4、活动座；5、第一轴承座；6、第一矩形滑孔；7、支撑柱；8、安装座；9、机器人手臂；10、螺纹槽；11、螺纹柱；12、第一齿轮；13、横板；14、齿条；15、螺纹孔；16、丝杆；17、转轴；18、第二齿轮；19、固定槽；20、电机；21、第三齿轮；22、第二矩形滑孔；23、套管；24、L型导向杆；25、进气孔；26、散热孔；27、吸气扇；28、排气扇；29、防尘滤网；30、滑杆；31、限位槽；32、限位块；33、滚轮。

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。

如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，包括移动平台1，移动平台1上开设有腔体2，腔体2的底部内壁上固定安装有固定板3，固定板3的上方设有两个活动座4，两个活动座4的顶部均固定安装有第一轴承座5，腔体2的顶部内壁上开设有两个第一矩形滑孔6，两个第一矩形滑孔6内均滑动安装有支撑柱7，支撑柱7的两端均延伸至第一矩形滑孔6外，两个支撑柱7的顶端均固定安装有安装座8，两个安装座8的顶部均固定安装有机器人手臂9，两个支撑柱7的底端均开设有螺纹槽10，两个螺纹槽10内均螺纹安装有螺纹柱11，两个螺纹柱11的螺纹旋向相反设置，螺纹柱11的底端延伸至螺纹槽10外，两个螺纹柱11的底端分别转动安装在相对应的第一轴承座5上，两个螺纹柱11上均固定套设有位于相对应支撑柱7下方的第一齿轮12，腔体2的一侧内壁上固定安装有两个横板13，两个横板13的一侧均安装有两个齿条14，两个第一齿轮12分别与相对应的齿条14相啮合，两个活动座4相互靠近的一侧均开设有螺纹孔15，两个螺纹孔15内均螺纹安装有丝杆16，丝杆16的两端均延伸至螺纹孔15外，两个丝杆16的螺纹旋向相反设置，两个丝杆16相互靠近的一端固定连接有同一个转轴17，转轴17上固定套设有第二齿轮18，固定板3的顶部开设有固定槽19，固定槽19内固定安装有电机20，电机20的输出轴端固定安装有第三齿轮21，第三齿轮21的底部延伸至固定槽19外并与第二齿轮18相啮合，腔体2的顶部内壁上均开设有四个第二矩形滑孔22，四个第二矩形滑孔22分别对称设置在相对应的第一矩形滑孔6的两侧，四个第二矩形滑孔22内均滑动安装有套管23，套管23的底端延伸至腔体2内，支撑柱7的两侧均固定安装有L型导向杆24，四个L型导向杆24的竖直端分别贯穿相对应的套管23，且四个L型导向杆24分别与相对应的套管23滑动连接配合，腔体2的两侧内壁上分别开设有进气孔25和散热孔26。

腔体2的两侧内壁上分别固定安装有吸气扇27和排气扇28，进气孔25和散热孔26内均固定安装有防尘滤网29，腔体2的内壁上固定安装有滑杆30，两个活动座4均滑动套设在滑杆30上，固定板3的底部开设有两个限位槽31，两个活动座4的底部均固定安装有两个限位块32，两个限位块32的底端分别延伸至相对应的限位槽31内，两个限位块32的底部均转动安装有滚轮33，两个滚轮33的底部分别与相对应限位槽31的底部内壁滚动接触，腔体2的两侧内壁上均固定安装有第二轴承座，两个丝杆16相互远离的一端分别转动安装在相对应的第二轴承座上，第二矩形滑孔22的两侧内壁上均开设有导向槽，套管23的两侧均固定安装有导向块，导向块滑动安装在相对应的导向槽内，四个L型导向杆24位于腔体2内的一端均固定安装有限位挡板。

本实施例中，根据授权公告号为CN111015624A所公开的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人可知，移动平台1的底部安装有主动式万向轮和升降支撑装置，两个机器人手臂9上均安装有六维力传感器和末端执行器，电机20为可正反转电机，移动平台1上安装有控制开关，电机20、吸气扇27、排气扇28和控制开关依次通过导线与双臂装配机器人内部电源线电性连接，控制开关可控制电机20的启停和正反转工作，还可控制吸气扇27、排气扇28的启停工作，在使用该全向移动式双臂装配机器人工作过程中，通过启动电机20正转，电机20带动第三齿轮21转动，第三齿轮21带动第二齿轮18、转轴17和两个丝杆16转动，由于两个丝杆16的螺纹旋向相反设置，两个丝杆16分别与相对应的螺纹孔15螺纹连接配合，使得两个活动座4向相互远离的方向移动，两个活动座4带动相对应的限位块32和滚轮33转动，两个滚轮33在相对应的限位槽31的底部内壁上固定，两个活动座4带动相对应的螺纹柱11、第一齿轮12、支撑柱7、安装座8和机器人手臂9进行移动，两个机器人手臂9之间的间距逐渐增大，支撑柱7带动相对应的两个L型导向杆24和套管23移动，套管23带动相对应的导向块在相对应的导向槽内滑动，同时，在两个螺纹柱11水平移动的过程中，由于两个第一齿轮12分别与相对应的齿条14相啮合，使得两个第一齿轮12在相对应的齿条14上进行转动，两个第一齿轮12带动相对应的螺纹柱11转动，由于两个螺纹柱11分别与相对应的螺纹槽10螺纹连接配合，两个螺纹柱11的螺纹旋向相反设置，使得两个螺纹柱11在转动时，两个支撑柱7带动相对应的安装座8和机器人手臂9竖直向上移动，支撑柱7带动相对应的两个L型导向杆24在相对应的套管23内上滑，机器人手臂9进行升高，从而通过控制电机20的正转工作，可对两个机器人手臂9之间的间距进行增大调节，同时能够对两个机器人手臂9的高度位置进行升高调节，两个机器人手臂9的操作空间增大，利用两个机器人手臂9适用于对体积较大的物件进行平稳夹配工作，通过启动电机20反转，电机20带动第三齿轮21反向转动，第三齿轮21带动第二齿轮18、转轴17和两个丝杆16反向转动，使得两个活动座4向相互靠近的方向移动，两个活动座4带动相对应的螺纹柱11、第一齿轮12、支撑柱7、安装座8和机器人手臂9进行移动，两个机器人手臂9之间的间距逐渐减小，支撑柱7带动相对应的两个L型导向杆24和套管23移动，同时，在两个螺纹柱11水平移动的过程中，两个第一齿轮12在相对应的齿条14上进行转动，两个第一齿轮12带动相对应的螺纹柱11转动，使得两个螺纹柱11在转动时，两个支撑柱7带动相对应的安装座8和机器人手臂9竖直向下移动，支撑柱7带动相对应的两个L型导向杆24在相对应的套管23内下滑，机器人手臂9进行降低，从而通过控制电机20的反转工作，可两个机器人手臂9之间的间距进行减小调节，同时能够对两个机器人手臂9的高度位置进行降低调节，两个机器人手臂9的操作空间变小，利用两个机器人手臂9适用于对体积较小的物件进行平稳装配工作，通过启动吸气扇27和排气扇28工作，外界空气从进气孔25被吸入腔体2内，腔体2内的热空气从散热孔26排出，从而加快腔体2内的空气进行循环流动，方便对腔体2内部进行有效的散热降温工作，避免腔体2内部产生高温而导致电气元件受损坏，通过设置防尘滤网29，能够对空气中的灰尘杂质进行阻挡，避免灰尘杂质从进气孔25和散热孔26进入腔体2内，保持腔体2内洁净，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上可得，一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，通过启动电机20正转，电机20带动第三齿轮21转动，第三齿轮21带动第二齿轮18、转轴17和两个丝杆16转动，使得两个活动座4向相互远离的方向移动，两个活动座4带动相对应的螺纹柱11、第一齿轮12、支撑柱7、安装座8和机器人手臂9进行移动，两个机器人手臂9之间的间距逐渐增大，支撑柱7带动相对应的两个L型导向杆24和套管23移动，在两个螺纹柱11水平移动的过程中，两个第一齿轮12在相对应的齿条14上进行转动，两个第一齿轮12带动相对应的螺纹柱11转动，使得两个支撑柱7带动相对应的安装座8和机器人手臂9竖直向上移动，机器人手臂9进行升高，从而通过控制电机20的正转，可对两个机器人手臂9之间的间距进行增大调节，同时能够对两个机器人手臂9的高度位置进行升高调节，两个机器人手臂9的操作空间增大，利用两个机器人手臂9适用于对体积较大的物件进行平稳装配工作，通过启动电机20反转，电机20带动第三齿轮21反向转动，第三齿轮21带动第二齿轮18、转轴17和两个丝杆16反向转动，使得两个活动座4向相互靠近的方向移动，两个活动座4带动相对应的螺纹柱11、第一齿轮12、支撑柱7、安装座8和机器人手臂9进行移动，两个机器人手臂9之间的间距逐渐减小，两个第一齿轮12在相对应的齿条14上进行转动，两个第一齿轮12带动相对应的螺纹柱11转动，使得两个支撑柱7带动相对应的安装座8和机器人手臂9竖直向下移动，机器人手臂9进行降低，从而通过控制电机20的反转，可两个机器人手臂9之间的间距进行减小调节，同时能够对两个机器人手臂9的高度位置进行降低调节，两个机器人手臂9的操作空间变小，利用两个机器人手臂9适用于对体积较小的物件进行平稳装配工作，通过启动吸气扇27和排气扇28工作，可加快腔体2内的空气进行循环流动，对腔体2内部进行快速有效的散热降温，避免腔体2内部产生高温而导致电气元件受损坏，通过设置防尘滤网29，空气中的避免灰尘杂质从进气孔25和散热孔26进入腔体2内，保持腔体2内洁净，本发明设计合理，实用性好，能够对两个机器人手臂9之间的间距进行调节，而且在对两个机器人手臂9之间的间距进行增大调节的同时，能够控制机器人手臂9进行升高，在对两个机器人手臂9之间的间距进行减小调节的同时，能够控制机器人手臂9进行下降，改变了两个机器人手臂9的操作空间，利用两个机器人手臂9便于对不同体积的物件进行平稳装配工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，包括移动平台(1)，其特征在于：所述移动平台(1)上开设有腔体(2)，腔体(2)的底部内壁上固定安装有固定板(3)，固定板(3)的上方设有两个活动座(4)，两个活动座(4)的顶部均固定安装有第一轴承座(5)，腔体(2)的顶部内壁上开设有两个第一矩形滑孔(6)，两个第一矩形滑孔(6)内均滑动安装有支撑柱(7)，支撑柱(7)的两端均延伸至第一矩形滑孔(6)外，两个支撑柱(7)的顶端均固定安装有安装座(8)，两个安装座(8)的顶部均固定安装有机器人手臂(9)，两个支撑柱(7)的底端均开设有螺纹槽(10)，两个螺纹槽(10)内均螺纹安装有螺纹柱(11)，两个螺纹柱(11)的螺纹旋向相反设置，螺纹柱(11)的底端延伸至螺纹槽(10)外，两个螺纹柱(11)的底端分别转动安装在相对应的第一轴承座(5)上，两个螺纹柱(11)上均固定套设有位于相对应支撑柱(7)下方的第一齿轮(12)，腔体(2)的一侧内壁上固定安装有两个横板(13)，两个横板(13)的一侧均安装有两个齿条(14)，两个第一齿轮(12)分别与相对应的齿条(14)相啮合，两个活动座(4)相互靠近的一侧均开设有螺纹孔(15)，两个螺纹孔(15)内均螺纹安装有丝杆(16)，丝杆(16)的两端均延伸至螺纹孔(15)外，两个丝杆(16)的螺纹旋向相反设置，两个丝杆(16)相互靠近的一端固定连接有同一个转轴(17)，转轴(17)上固定套设有第二齿轮(18)，固定板(3)的顶部开设有固定槽(19)，固定槽(19)内固定安装有电机(20)，电机(20)的输出轴端固定安装有第三齿轮(21)，第三齿轮(21)的底部延伸至固定槽(19)外并与第二齿轮(18)相啮合，腔体(2)的顶部内壁上均开设有四个第二矩形滑孔(22)，四个第二矩形滑孔(22)分别对称设置在相对应的第一矩形滑孔(6)的两侧，四个第二矩形滑孔(22)内均滑动安装有套管(23)，套管(23)的底端延伸至腔体(2)内，支撑柱(7)的两侧均固定安装有L型导向杆(24)，四个L型导向杆(24)的竖直端分别贯穿相对应的套管(23)，且四个L型导向杆(24)分别与相对应的套管(23)滑动连接配合，腔体(2)的两侧内壁上分别开设有进气孔(25)和散热孔(26)。

2.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述腔体(2)的两侧内壁上分别固定安装有吸气扇(27)和排气扇(28)，进气孔(25)和散热孔(26)内均固定安装有防尘滤网(29)。

3.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述腔体(2)的内壁上固定安装有滑杆(30)，两个活动座(4)均滑动套设在滑杆(30)上。

4.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述固定板(3)的底部开设有两个限位槽(31)，两个活动座(4)的底部均固定安装有两个限位块(32)，两个限位块(32)的底端分别延伸至相对应的限位槽(31)内。

5.根据权利要求4所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：两个限位块(32)的底部均转动安装有滚轮(33)，两个滚轮(33)的底部分别与相对应限位槽(31)的底部内壁滚动接触。

6.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述腔体(2)的两侧内壁上均固定安装有第二轴承座，两个丝杆(16)相互远离的一端分别转动安装在相对应的第二轴承座上。

7.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述第二矩形滑孔(22)的两侧内壁上均开设有导向槽，套管(23)的两侧均固定安装有导向块，导向块滑动安装在相对应的导向槽内。

8.根据权利要求1所述的一种基于主动万向轮的全向移动式双臂装配机器人，其特征在于：所述四个L型导向杆(24)位于腔体(2)内的一端均固定安装有限位挡板。

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