CN113431350B - 一种调直机构、机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于设备机器人领域，提供了一种调直机构、机器人及其使用方法，包括：待调直部件，所述待调直部件具有折叠位和伸开位；辅助移动部，所述辅助移动部用以在支撑面上移动所述调直机构，所述辅助移动部至少包括三个辅助移动装置，所述辅助移动装置中靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置分别设置有高度调节装置；当所述待调直部件从折叠位运动至伸开位后，使设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置和所述待调直部件底部与支撑面形成的支撑点组成的三角形内；通过调整所述高度调节装置，对所述待调直部件进行调直。上述装置降低了设备制造和使用成本，同时使得夹取物安装过程更加准确高效。

Description

一种调直机构、机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及设备机器人领域，具体而言，涉及一种调直机构、机器人及其使用方法。

背景技术

在建筑机器人领域，调直和调平是一件非常重要的操作，其关乎到安装物的安全，而现有的技术通过采用机器人辅助+人工调平的方式，或者是通过机械臂来调平或调直，采用机器人辅助+人工调平的方式只是实现了部分智能化，如CN210828374U，公开了一种水泥隔墙板安装机，该安装机通过在车体上设置机械臂来实现对水泥隔墙板的运输及安装，但水泥隔墙板重量较大，采用此种结构，为了保证作业过程的安装，车体通常设置比较重，以防止车体倾翻；此外，由于机械臂有一段长度，由于放大效果，车体的微小摆动传导至机械手末端会产生较大的摆动，导致水泥隔墙板安装对准困难，降低安装效率。而采用比较精密的机械臂来作为建筑机器人，可以实现调平或调直，但由于机械臂的安装方式及其价格导致其经济性较差。

而在调直或调平方面，如CN112937513A公开的耐辐照核应急机器人及其移动底盘，其公开了通过调平支腿对移动平台的自适应支撑以实现在各种不平整的路况能够准确高效地进行远程应急处置工作。而设置专门的调平机构增加了设备的成本及复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调直机构、机器人及其使用方法，该调直机构通过辅助移动装置与待调平部件的配合来实现对设备的调直，降低了设备制造和使用成本，同时使得夹取物安装过程更加准确高效。

本发明实施例的第一方面提供一种调直机构，包括：待调直部件，所述待调直部件具有折叠位和伸开位，当所述待调直部件处于所述伸开位时，其底部与支撑面具有间隙；辅助移动部，所述辅助移动部用以在支撑面上移动设备，所述辅助移动部至少包括三个辅助移动装置，所述辅助移动装置中靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置分别设置有高度调节装置；当所述待调直部件从折叠位运动至伸开位后，使设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置和所述待调直部件底部与支撑面形成的支撑点组成的三角形内，此时在设备重力的作用下，所述待调直部件的底部与所述支撑面接触，远离所述待调直部件的其他辅助移动装置则呈悬空状态；通过调整所述高度调节装置，对所述待调直部件进行调直。

本发明实施例提供的调直机构，当所述待调直部件处于伸开位时，使设备的重心在支撑面的投影位于所述辅助移动装置中靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置与所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内，由于待调直部件底部与支撑面具有间隙，因此在重力的作用下，其他辅助移动装置会升起悬空，此时通过调整所述的两个辅助移动装置的高度，可以实现对待调直部件的调直，通过上述设置，本发明利用辅助移动装置和待调直设备就可以实现调直功能，降低了设备制造和使用成本，其次通过调直该待调直部件，降低了其他依附于该调直部件上的运动部件在使用过程中的调直难度。

在一种可能的实现方式中，当所述待调直部件从折叠位运动到伸开位后，所述设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置与所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内。

在一种可能的实现方式中，所述辅助移动部具有重心调节装置，所述重心调节装置用于调整所述辅助移动装置相对于支撑面的位置，通过调整所述重心调节装置使所述设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置和所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内。

在一种可能的实现方式中，所述高度调节装置包括驱动源一，以及与所述驱动源一传动连接的升降机构。

在一种可能的实现方式中，所述升降机构包括通过驱动源一驱动做转动运动的丝杆，以及与丝杆螺纹配合，沿着丝杆轴向移动的螺母，所述螺母与辅助移动装置轴向不可移动地连接。

在一种可能的实现方式中，所述重心调节装置包括驱动源二，所述驱动源二通过传动装置改变所述两个辅助移动装置在支撑面上的相对位置。

在一种可能的实现方式中，所述传动装置包括可转动地安装于高度调节装置上的两个第一转动臂，两个所述第一转动臂的另一端分别转动连接有所述两个辅助移动装置，所述两个第一转动臂上还设置有拉杆，所述驱动源二直接或间接通过拉动所述拉杆的另一端改变所述两个辅助移动装置在支撑面上的相对位置。

在一种可能的实现方式中，所述辅助移动装置设置有四个，所述辅助移动装置中远离所述待调直部件的两个辅助移动装置分别设置于两个第二转动臂的一端，所述第二转动臂的另一端转动连接于所述辅助移动部上，且两个所述第二转动臂的另一端设置有以第二转动臂的转动轴线为轴心、相互啮合的第一齿部，两个所述第二转动臂中的一个设置有与上述第一齿部同心设置的第二齿部，所述第二齿部与驱动源二驱动连接；所述拉杆的另一端转动连接于第二转动臂上。

本发明实施例第二方面提供了一种机器人，包括上述任一所述的所述的调直机构。

本发明实施例第三方面提供了一种调直机构的使用方法，包括上述任一所述的调直机构，所述方法包括如下步骤：

步骤一：所述调直机构通过所述辅助移动部运送到工作位置；

步骤二：所述待调直部件从所述折叠位打开至伸开位；

步骤三：使得所述设备的重心在支撑面的投影位于所述靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置和所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内；

步骤四：调整所述高度调节装置，对所述待调直部件进行调直。

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为本发明实施例提供的调直机构折叠位示意图；

图2为本发明实施例提供的调直机构伸开位示意图；

图3为图2第二投影位于左侧的俯视图；

图4A为图2第二投影位于右侧的俯视图；

图4B为图4A辅助移动装置经过调整后的示意图；

图5为本发明实施例提供的辅助移动部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的辅助移动部仰视图；

图7为图6的局部右视图。

图标：10-调直机构；20-支撑面；30-第一投影；31-第二投影；100-待调直部件；200-辅助移动部；201-辅助移动装置；202-高度调节装置；2021-驱动源一；2022-升降机构；20221-丝杆；20222-螺母；2023-辅助移动装置模块；300-重心调节装置；301-驱动源二；302-传动装置；3021-第一转动臂；3022-拉杆；3023-第二转动臂；3024-第一齿部；3025-第二齿部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

术语“机器人”指的是只要其可以代替人工完成某项操作的设备，就可以称之为机器人，如“AGV搬运小车”、“机械臂”、“机械腿”等均属于机器人所包括的范畴。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和2，本发明实施例提供了一种调直机构10，该调直机构能够降低制造和使用成本、提高安装物安装效率及降低人工劳动强度。

在本发明实施例中，调直机构10包括待调直部件100，待调直部件100具有折叠位，参考图1和伸开位，参考图2，当待调直部件100处于伸开位时，其底部与支撑面20具有间隙。

辅助移动部200，辅助移动部200用以在支撑面20上移动设备，所述辅助移动部200至少包括3个辅助移动装置201，辅助移动装置201中靠近待调直部件100的两个辅助移动装置分别设置有高度调节装置202，所述设备为采用该调直机构的设备整体。

当待调直部件100从折叠位运动至伸开位后，使设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置201和所述待调直部件100与支撑面20形成的支撑点组成的三角形内，后文会对此处进行详细说明；通过调整所述高度调节装置202，对所述待调直部件100进行调直。

请参阅图1，当调直机构10处于折叠位时，设备的重心在支撑面20的第一投影30，由于第一投影30处于辅助移动装置201之间，其可以安全地对设备进行运输；当调直机构10慢慢伸展开，调直机构10达到伸开位时，请参阅图2，设备的重心在支撑面20的第二投影31存在两种状况：

(1)第二投影31位于待调直部件100和与其靠近的两个辅助移动装置201与支撑面20的支撑点组成的三角形内，请参阅图2左侧第二投影31及附图3，与所述待调直部件100靠近的两个辅助移动装置201与支撑面20的支撑点分别为A和B，待调直部件100与支撑面20的支撑点为C，第二投影31位于ABC组成的三角形内，此时在设备重力的作用下，待调直部件100的底部与支撑面20接触，远离待调直部件100的其他辅助移动装置则呈悬空状态，由于设备重心在支撑面20的投影位于上述两个辅助移动装置201及待调直部件100与支撑面20支撑点组成的三角形内，其可以保持稳定状态，其次调整上述两个辅助移动装置201上的高度调节装置202使得待调直部件100处于垂直状态。

(2)第二投影31位于辅助移动装置201之间，但朝向所述待调直部件100的方向偏移，请参见图2右侧第二投影31和图4A，由于第二投影31在所述ABC三角形之外，设备通过辅助移动装置201进行支撑，此时待调直部件100处于悬空状态，通过调整与待调直部件100靠近的两个第二辅助移动装置201相对于支撑面20的相对位置，移动后的位置参见图4B，将上述两个第二辅助移动装置移动到右侧第二投影31的右方，则此时，设备的重心在支撑面20上的第二投影31位于上述两个辅助移动装置201及待调直部件100与支撑面20组成的三角形ABC内，此时在设备重力的作用下，待调直部件100的底部与支撑面20接触，远离待调直部件100的其他辅助移动装置则呈悬空状态，由于设备重心在支撑面20的投影位于上述两个辅助移动装置201及待调直部件100与支撑面20支撑点组成的三角形内，其可以保持稳定状态，其次调整上述两个辅助移动装置201上的高度调节装置202使得待调直部件100处于垂直状态。

需要指出的是，附图1-4B中的待调直部件100与辅助移动部200通过铰链转动连接，但本发明还包括待调直部件100与辅助移动部200不相邻的情况，即待调直部件100与设备其他部件相连，只要其可以通过所述两个辅助移动装置201与待调直部件100的配合实现对待调直部件100的调直即可。

优选地，所述辅助移动装置201为滚轮，所述辅助移动装置201也可以为最简单的带轮、链轮或其他可以辅助移动形式的装置，其可以不具有动力辅助驱动也可以具有动力辅助驱动，甚至具有自动控制功能，如巡航，跟随和路径规划等。

所述高度调节装置202包括了驱动源一2021，以及与驱动源一2021驱动连接的升降机构2022，优选地，所述升降机构包括与驱动源一2021驱动连接的丝杆20221以及与丝杆20221螺纹配合的螺母20222，当驱动源一2021驱动丝杆20221转动时，由于螺母20222与丝杆螺纹配合，螺母20222不可转动，其沿着丝杆20221的轴向进行运动。螺母20222与辅助移动装置模块2023固定连接，由此带动辅助移动装置模块2023沿着丝杆轴向移动，从而调整辅助装置的高度；所述辅助移动装置模块2023可以为辅助移动装置201也可以为辅助移动装置201与其连接部件的总称，其基于上述说的第二投影31的位置，当待调直部件100达到伸开位后，设备的重心在支撑面20的投影位于待调直部件100和与待调直部件100相邻的两个辅助移动装置201组成的三角形ABC内时，此时不需要调节辅助移动装置的位置，辅助移动装置模块2023可以为辅助移动装置201；当待调直部件100达到伸开位后，设备的重心在支撑面20的投影位于待调直部件100和与待调直部件100相邻的两个辅助移动装置201组成的三角形ABC外时，此时需要调节辅助移动装置的位置，辅助移动装置模块2023需要设置相应的调整机构，辅助移动装置模块2023为辅助移动装置以及与辅助移动装置连接的调整结构部件的总称。

应该理解的是，驱动源一可以为电机，气动装置，液动装置和内燃机以及各种能将动力转化为转动运动的动力机构用以对丝杆进行驱动，升降机构2022除了上述的丝杆螺母驱动升降外，此外也可以采用驱动源与升降机构一体的方式，如直线电机或气缸等。

请参阅图5，重心调节装置300包括驱动源二301和传动装置302，驱动源二301通过传动装置302改变靠近待调直部件100的两个辅助移动装置201相对于支撑面20的位置。

需要指出的是，通过驱动源二301驱动传动装置302变更所述两个辅助移动装置201的位置可以为多种形式，如上述两个辅助移动装置201设置在第一转动臂一端，第一转动臂另一端转动连接于辅助移动部200上，设置两个驱动源二分别驱动两个所述第一转动臂，则可以实现对上述两辅助移动装置201的位置变更；也可以设置一个驱动源，驱动源与蜗杆驱动链接，两个第一转动臂与辅助移动部200连接处设置有以第一转动臂的转动轴线为轴心的蜗轮，两个蜗轮分别与蜗杆螺纹连接，通过单个驱动源二实现两个辅助移动装置201的位置变更；还可以设置滑道，辅助移动装置201上部滑动设置于滑道内，驱动源二301驱动辅助移动装置201在滑道中的位置来实现对其位置的变更。

优选地，传动装置302包括两个第一转动臂3021，所述两个第一转动臂3021一端分别与靠近待调直部件100的两个辅助移动装置连接，第一转动臂3021的另一端转动连接于高度调节装置202，所述两个第一转动臂3021上还设置有拉杆3022，驱动源二301直接或间接通过拉动拉杆3022的另一端来实现所述两个辅助移动装置在支撑面上的位置。

可以理解的是，此处通过拉动拉杆3022来实现对上述两辅助移动装置相对于支撑面位置的变更，驱动源二可以为电动装置，气动装置或液动装置，电动装置如电机，直线电机或转动电机，通过电机带动，两个拉杆3022与气缸的伸缩杆固定，当气缸伸缩杆伸长或收回时，实现对拉杆3022的拉动，也可以为其他驱动方式，只要能实现拉动拉杆即可。

优选地，所述辅助移动装置201为四个，请参阅图6，所述辅助移动装置201中远离待调直部件100的两个辅助移动装置分别设置于两个第二转动臂3023的一端，所述第二转动臂3023的另一端转动连接于辅助移动部200上，且两个所述第二转动臂3023的另一端设置有以第二转动臂3023的转动轴线为轴心，相互啮合的第一齿部3024，两个所述第二转动臂3023中的一个设置有与上述第一齿部3024同心设置的第二齿部3025，所述第二齿部3025与驱动源二301驱动连接，请参阅图7；所述拉杆3022的另一端转动连接于第二转动臂3023上。

在本发明另一实施例中，提供了一种机器人，包括上述任一调直机构。

在本发明另一实施例中，提供了一种调直机构的使用方法，其包括上述任一所述的调直机构，所述方法包括如下步骤：

步骤一：所述调直机构10通过所述辅助移动部200运送到工作位置；

步骤二：所述待调直部件100从所述折叠位打开至伸开位；

步骤三：使得所述设备的重心在支撑面的投影位于所述靠近所述待调直部件100的两个辅助移动装置和所述待调直部件与支撑面20形成的支撑点组成的三角形内；

步骤四：调整所述高度调节装置202，对所述待调直部件100进行调直。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调直机构，包括：待调直部件，所述待调直部件具有折叠位和伸开位，当所述待调直部件处于所述伸开位时，其底部与支撑面具有间隙；

辅助移动部，所述辅助移动部用以在支撑面上移动设备，所述辅助移动部至少包括三个辅助移动装置，所述辅助移动装置中靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置分别设置有高度调节装置；

其特征在于，当所述待调直部件从折叠位运动至伸开位后，使设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置和所述待调直部件底部与支撑面形成的支撑点组成的三角形内，此时在设备重力的作用下，所述待调直部件的底部与所述支撑面接触，远离所述待调直部件的其他辅助移动装置则呈悬空状态；通过调整所述高度调节装置，对所述待调直部件进行调直。

2.根据权利要求1所述的调直机构，当所述待调直部件从折叠位运动到伸开位后，所述设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置与所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内。

3.根据权利要求1所述的调直机构，所述辅助移动部具有重心调节装置，所述重心调节装置用于调整所述辅助移动装置相对于支撑面的位置，通过调整所述重心调节装置使所述设备的重心在支撑面的投影位于所述两个辅助移动装置和所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内。

4.根据权利要求1-3任一所述的调直机构，所述高度调节装置包括驱动源一，以及与所述驱动源一传动连接的升降机构。

5.根据权利要求4所述的调直机构，所述升降机构包括通过驱动源一驱动做转动运动的丝杆，以及与丝杆螺纹配合，沿着丝杆轴向移动的螺母，所述螺母与辅助移动装置轴向不可移动地连接。

6.根据权利要求3所述的调直机构，所述重心调节装置包括驱动源二，所述驱动源二通过传动装置改变所述两个辅助移动装置在支撑面上的相对位置。

7.根据权利要求6所述的调直机构，所述传动装置包括可转动地安装于高度调节装置上的两个第一转动臂，两个所述第一转动臂的另一端分别转动连接有所述两个辅助移动装置，所述两个第一转动臂上还设置有拉杆，所述驱动源二直接或间接通过拉动所述拉杆的另一端改变所述两个辅助移动装置在支撑面上的相对位置。

8.根据权利要求7所述的调直机构，所述辅助移动装置设置有四个，所述辅助移动装置中远离所述待调直部件的两个辅助移动装置分别设置于两个第二转动臂的一端，所述第二转动臂的另一端转动连接于所述辅助移动部上，且两个所述第二转动臂的另一端设置有以第二转动臂的转动轴线为轴心、相互啮合的第一齿部，两个所述第二转动臂中的一个设置有与上述第一齿部同心设置的第二齿部，所述第二齿部与驱动源二驱动连接；所述拉杆的另一端转动连接于第二转动臂上。

9.一种机器人，包括权利要求1-8任一所述的调直机构。

10.一种调直机构的使用方法，其包括权利要求1-8任一所述的调直机构；所述方法包括如下步骤：

步骤一：所述调直机构通过所述辅助移动部运送到工作位置；

步骤二：所述待调直部件从所述折叠位打开至伸开位；

步骤三：使得所述设备的重心在支撑面的投影位于所述靠近所述待调直部件的两个辅助移动装置和所述待调直部件与支撑面形成的支撑点组成的三角形内；

步骤四：调整所述高度调节装置，对所述待调直部件进行调直。

Images