CN113770679A - 一种滤芯更换装置及维护机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种滤芯更换装置及维护机器人，涉及维护机器人技术领域。滤芯更换装置包括：旋转组件及抓取组件，抓取组件与旋转组件连接；旋转组件用于带动抓取组件旋转，以调整抓取组件相对于滤芯的角度，使得抓取组件的中心线与滤芯的中心线重合；抓取组件用于抓取滤芯。旋转组件用于带动抓取组件旋转，调节抓取组件相对于滤芯之间的角度，使抓取组件的中心线能够与滤芯的中心线重合，在抓取组件抓取滤芯时，能够尽可能使施加在滤芯各处上的力，大致相同，使滤芯受力均匀，从而减少滤芯的损坏，提供了滤芯的使用寿命。

Description

一种滤芯更换装置及维护机器人

技术领域

本发明涉及维护机器人技术领域，具体而言，涉及一种滤芯更换装置及维护机器人。

背景技术

对于农业机械的底部维护包括了对滤芯的更换和放油阀的启闭，其中底部滤芯包括了机油滤芯、燃油滤芯、液压油滤芯，各种滤芯规格大小不一，安装位置不同，且多数滤芯是没有扳手卡位的，有卡位的滤芯用的扳手号也不一样，使得滤芯更换过程不能完全靠扳手的方式完成。另外由于农业机械胎压、机身误差等因素，每台农机的滤芯安装位置会与标准的同轴度有一定的偏差，产生无规则的偏心角，若滤芯更换装置按照固定的角度固定滤芯，在固定滤芯的过程中可能出现偏心的情况，增大了滤芯的损坏率。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种滤芯更换装置及机器人，其能够在拆卸滤芯之前调节与滤芯的角度，在固定滤芯的过程中，能够减少对滤芯的损坏，提高了滤芯的使用寿命。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供了一种滤芯更换装置，所述滤芯更换装置包括：旋转组件及抓取组件，所述抓取组件与所述旋转组件连接；

所述旋转组件用于带动所述抓取组件旋转，以调整所述抓取组件相对于所述滤芯的角度，使得所述抓取组件的中心线与所述滤芯的中心线重合；

所述抓取组件用于抓取所述滤芯。

在本发明可选的实施例中，所述旋转组件用于在获取调节角度的条件下，带动所述抓取组件转动所述调节角度，使所述抓取组件能够从当前位置运动至目标位置；其中，所述目标位置表征所述抓取组件的中心线与所述滤芯的中心线重合时所述抓取组件的位置，所述调节角度根据所述抓取组件的当前位置及所述目标位置计算得到。

在本发明可选的实施例中，所述滤芯更换装置还包括倾角传感器；

所述倾角传感器用于检测所述抓取组件从当前位置运动至中间位置处的转动角度，其中，所述中间位置表征所述旋转组件在获取所述调节角度的条件下，带动所述抓取组件转动所述调节角度后达到的位置；

所述旋转组件还用于继续带动所述抓取组件转动差值角度，使所述抓取组件从所述中间位置运动至所述目标位置，其中，所述差值角度为所述调节角度与所述转动角度的差值。

在本发明可选的实施例中，所述旋转组件包括第一旋转件及第二旋转件，所述第一旋转件与所述第二旋转件连接，所述第二旋转件与所述抓取组件连接，所述第一旋转件用于通过所述第二旋转件驱动所述抓取组件在第一平面上转动，所述第二旋转件用于驱动所述抓取组件在第二平面上转动，其中，所述第一平面及所述第二平面呈夹角设置。

在本发明可选的实施例中，所述旋转组件还包括第三旋转件，所述第三旋转件设置在所述第一旋转件与所述第二旋转件之间，用于通过所述第二旋转件驱动所述抓取组件在第三平面上转动，其中，所述第一平面、所述第二平面及所述第三平面相互呈夹角设置。

在本发明可选的实施例中，所述抓取组件包括连接件、驱动件及抓夹件，所述驱动件与所述抓夹件连接，所述驱动件通过所述连接件安装在所述旋转组件上，所述驱动件用于驱动所述抓夹件抓夹所述滤芯。

在本发明可选的实施例中，所述抓夹件包括安装板及多个夹爪，多个所述夹爪活动安装在所述安装板上，并形成固定槽，所述固定槽用于容置所述滤芯，所述安装板与所述连接件连接，所述驱动件与多个所述夹爪连接，用于驱动所述夹爪向靠近对方的方向运动，从而抓夹所述滤芯。

在本发明可选的实施例中，所述夹爪靠近所述固定槽的内壁设置有第一弹性件，所述第一弹性件用于与所述滤芯接触。

在本发明可选的实施例中，所述滤芯更换装置还包括浮动组件，所述抓取组件通过所述浮动组件与所述旋转组件连接，所述浮动组件用于检测所述抓取组件是否抓夹到所述滤芯。

在本发明可选的实施例中，所述浮动组件包括浮动板、第二弹性件及位置检测器，所述第二弹性件的一端与所述旋转组件连接，另一端与所述浮动板连接，所述浮动板与所述抓取组件连接，所述位置检测器设置在所述浮动板处，用于检测所述浮动板的相对于所述旋转组件的间隔距离；若所述间隔距离小于或等于预设值，则表示所述抓取组件抓夹住所述滤芯。

第二方面，本发明实施例提供了一种维护机器人，所述维护机器人包括第一方面提供的滤芯更换装置。

在本发明可选的实施例中，所述维护机器人还包括机械手、放油单元及升降组件，所述放油单元与所述升降组件连接，所述滤芯更换装置通过所述机械手与所述升降组件连接。

本发明实施例提供的滤芯更换装置及维护机器人的有益效果：滤芯更换装置包括：旋转组件及抓取组件，抓取组件与旋转组件连接；旋转组件用于带动抓取组件旋转，以调整抓取组件相对于滤芯的角度，使得抓取组件的中心线与滤芯的中心线重合；抓取组件用于抓取滤芯。

在本发明实施例中，旋转组件用于带动抓取组件旋转，调节抓取组件相对于滤芯之间的角度，使抓取组件的中心线能够与滤芯的中心线重合，在抓取组件抓取滤芯时，能够尽可能使施加在滤芯各处上的力，大致相同，使滤芯受力均匀，从而减少滤芯的损坏，提供了滤芯的使用寿命。

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为本发明第一实施例提供的滤芯更换装置的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的滤芯更换装置的抓夹组件的结构示意图。

图3为本发明第一实施例提供的滤芯更换装置在图2中III处的局部放大示意图。

图4为本发明第二实施例提供的维护机器人应用于农业机械的示意图。

图标：100-滤芯更换装置；110-旋转组件；112-第一旋转件；114-第二旋转件；116-第三旋转件；120-抓取组件；122-连接件；124-驱动件；126-抓夹件；1262-安装板；1264-夹爪；1266-第一弹性件；128-固定槽；130-浮动组件；132-浮动板；134-第二弹性件；1341-弹簧；1343-导向柱；136-位置检测器；200-升降组件；300-放油单元；10-维护机器人；20-农业机械。

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，若出现术语“上”、“下”、“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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本发明实施例提供的滤芯更换装置100，主要应用于维护机器人10上，维护机器人10主要用于对农业机械20的底部进行维护，对于农业机械20的底部维护包括了对滤芯的更换和放油阀的启闭，其中底部滤芯包括了机油滤芯、燃油滤芯、液压油滤芯，各种滤芯规格大小不一，安装位置不同，且多数滤芯是没有扳手卡位的，有卡位的滤芯用的扳手号也不一样，使得滤芯更换过程不能完全靠扳手的方式完成。另外由于农业机械20胎压、机身误差等因素，每台农机的滤芯安装位置会与标准的同轴度有一定的偏差，产生无规则的偏心角，若滤芯更换装置100按照固定的角度固定滤芯，在固定滤芯的过程中可能出现偏心的情况，增大了滤芯的损坏率。本实施例提供的滤芯更换装置100能够在拆卸滤芯之前调节与滤芯的角度，在固定滤芯的过程中，能够减少对滤芯的损坏，提高了滤芯的使用寿命。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种滤芯更换装置100，应用于维护机器人10，本实施例提供的滤芯更换装置100能够在拆卸滤芯之前调节与滤芯的角度，在固定滤芯的过程中，能够减少对滤芯的损坏，提高了滤芯的使用寿命。

在本实施例中，滤芯更换装置100包括：旋转组件110及抓取组件120，抓取组件120与旋转组件110连接；旋转组件110用于带动抓取组件120旋转，以调整抓取组件120相对于滤芯的角度，使得抓取组件120的中心线与滤芯的中心线重合；抓取组件120用于抓取滤芯。

在本实施例中，旋转组件110用于带动抓取组件120旋转，调节抓取组件120相对于滤芯之间的角度，使抓取组件120的中心线能够与滤芯的中心线重合，在抓取组件120抓取滤芯时，能够尽可能使施加在滤芯各处上的力，大致相同，使滤芯受力均匀，从而减少滤芯的损坏，提供了滤芯的使用寿命。

在本实施例中，旋转组件110用于在获取调节角度的条件下，带动抓取组件120转动调节角度，使抓取组件120能够从当前位置运动至目标位置；其中，目标位置表征抓取组件120的中心线与滤芯的中心线重合时抓取组件120的位置，调节角度根据抓取组件120的当前位置及目标位置计算得到。

其中，根据当前位置及目标位置计算调节角度是指：抓取组件120在当前位置的中心线的所在方向与在目标位置时的中心线的所在方向之间的夹角，根据当前位置及目标位置即可计算出调节角度。

在本实施例中，维护机器人10在获取到滤芯的更换位置后，由于在抓取组件120在目标位置时，抓取组件120的中心线与滤芯的中心线重合，则可以认为更换位置与目标位置位于同一方向上，则调节角度可以根据滤芯的更换位置以及抓取组件120的当前位置计算得到。同样的，滤芯的中心线与抓取组件120在当前位置的中心线所在方向的夹角即为调节角度。

在本实施例中，滤芯更换装置100还包括倾角传感器；倾角传感器用于检测抓取组件120从当前位置运动至中间位置处的转动角度，其中，中间位置表征旋转组件110在获取调节角度的条件下，带动抓取组件120转动调节角度后达到的位置；

旋转组件110还用于继续带动抓取组件120转动差值角度，使抓取组件120从中间位置运动至目标位置，其中，差值角度为调节角度与转动角度的差值。

在本实施例中，在旋转组件110获取到调节角度后，转动调节角度，在零误差的条件下，旋转组件110可以带动抓取组件120运动至目标位置处，由于存在一定的误差，在转动调节角度后抓取组件120不一定能够运动至目标位置处，需要进一步地对旋转组件110进行纠偏处理。

其中，在旋转组件110带动抓取组件120转动调节角度之后运动至中间位置，由于滤芯更换装置100可能存在误差，则中间位置为当前位置与目标位置之间的位置。通过倾角传感器检测抓取组件120从当前位置运动至中间位置的转动角度，计算转动角度与调节角度之间的差值，得到差值角度，使旋转组件110再次带动抓取组件120转动，在转动差值角度后，抓取组件120运动至目标位置处。

在本实施例中，在旋转组件110带动抓取组件120再次旋转差值角度后，即可达到目标位置，减少整个滤芯更换装置100的误差。

在本实施例中，旋转组件110包括第一旋转件112及第二旋转件114，第一旋转件112与第二旋转件114连接，第二旋转件114与抓取组件120连接，第一旋转件112用于通过第二旋转件114驱动抓取组件120在第一平面上转动，第二旋转件114用于驱动抓取组件120在第二平面上转动，其中，第一平面及第二平面呈夹角设置。

在本实施例中，旋转组件110还包括第三旋转件116，第三旋转件116设置在第一旋转件112与第二旋转件114之间，用于通过第二旋转件114驱动抓取组件120在第三平面上转动，其中，第一平面、第二平面及第三平面相互呈夹角设置。

在本实施例中，抓取组件120安装在第二旋转件114上，在旋转组件110获取到调节角度后，通过同时控制第一旋转件112、第二旋转件114及第三旋转件116，在第一旋转件112、第二旋转件114及第三旋转件116的共同配合下，调节抓取组件120与滤芯之间的偏心角，使抓取组件120能够转动至滤芯组件处，其中心线与滤芯的中心线重合。

请参阅图2，在本实施例中，抓取组件120包括连接件122、驱动件124及抓夹件126，驱动件124与抓夹件126连接，驱动件124通过连接件122安装在旋转组件110上，驱动件124用于驱动抓夹件126抓夹滤芯。

在本实施例中，在旋转组件110带动抓取组件120运动至滤芯处后，驱动件124驱动抓夹件126抓取滤芯，使抓夹件126将滤芯固定住。

在本实施例中，抓夹件126包括安装板1262及多个夹爪1264，多个夹爪1264活动安装在安装板1262上，并形成固定槽128，固定槽128用于容置滤芯，安装板1262与连接件122连接，驱动件124与多个夹爪1264连接，用于驱动夹爪1264向靠近对方的方向运动，从而抓夹滤芯。

在本实施例中，多个夹爪1264形成固定槽128，驱动件124驱动多个夹爪1264运动，调节固定槽128的大小，使多个夹爪1264能够从滤芯的周围环抱住滤芯，提高对滤芯的过程效果，减少在拆卸滤芯的时滤芯脱离的风险。

在本实施例中，夹爪1264靠近固定槽128的内壁设置有第一弹性件1266，第一弹性件1266用于与滤芯接触。

在抓夹滤芯的过程中，第一弹性件1266与滤芯接触，由于第一弹性件1266具有一定的弹性，在与滤芯接触的过程中，与滤芯之间属于柔性接触，能够增加夹爪1264对滤芯的抓紧力，提高滤芯的固定效果。

在本实施例中，驱动件124为驱动气缸，可以通过控制驱动气缸的气源压力，从而控制夹爪1264抓夹滤芯的夹持力，则可以根据不同的滤芯调节不同的气源压力，提高对滤芯的固定效果。

请参阅图3，在本实施例中，滤芯更换装置100还包括浮动组件130，抓夹件126通过浮动组件130与连接件122连接，浮动组件130用于检测抓夹件126是否抓夹到滤芯。

其中，浮动组件130主要用于检测抓夹件126是否抓夹到滤芯，在抓夹件126抓夹到滤芯后，维护机器人10可以带动整个滤芯更换装置100向远离农业机械20的方向运动，从而将滤芯从农业机械20上拆卸下来。可以通过浮动组件130判断抓夹件126是否抓取到滤芯。

在本实施例中，浮动组件130包括浮动板132、第二弹性件134及位置检测器136，第二弹性件134的一端与连接件122连接，另一端与浮动板132连接，浮动板132与抓夹件126连接，位置检测器136设置在浮动板132处，用于检测浮动板132的相对于连接件122的间隔距离；若间隔距离小于或等于预设值，则表示抓夹件126抓夹住滤芯。

在本实施例中，一般情况下，滤芯更换装置100从农业机械20的底部来拆卸滤芯，即滤芯更换装置100从滤芯的下方固定滤芯，在夹爪1264固定住滤芯后，由于滤芯的重量作用，会使整个抓夹组件向下运动，即使浮动板132向靠近连接件122的方向运动，浮动板132移动的位置越多，则说明滤芯的重量越大，可以通过浮动板132移动的距离，也就是浮动板132与连接件122之间的距离来判断抓夹件126是否夹住滤芯。

关于预设值的选取，由于各个滤芯的重量可能存在一定的差异，一般情况下以重量最小的滤芯的基础上留一定余量后来设置预设值。

也就是说，在浮动板132与连接件122之间的间隔距离小于预设值后，则可以认为抓夹件126固定住滤芯，维护机器人10可以带动整个滤芯更换装置100向远离农业机械20的方向运动，从而将滤芯从农业机械20上拆卸下来。

其中，第二弹性件134包括弹簧1341及导向柱1343，导向柱1343的一端与连接件122连接，另一端与浮动板132活动连接，弹簧1341套设在导向柱1343上，一端与连接件122连接，另一端与抓夹件126连接。在滤芯容置在固定槽128内，即抓夹件126抓夹住滤芯后，在滤芯的重力作用下，浮动板132相对于导向柱1343向靠近连接件122的方向滑动。

本实施例提供的滤芯更换装置100的工作原理：在本实施例中，在旋转组件110获取到维护机器人10发送的调节角度后，带动抓取组件120转动调节角度，并进行纠偏后，使抓取组件120的中心线与滤芯的中心线重合，驱动件124驱动多个夹爪1264运动，从而固定住滤芯，使维护机器人10拆卸滤芯。

综上所述，本实施例提供的滤芯更换装置100，在本实施例中，旋转组件110用于带动抓取组件120旋转，调节抓取组件120相对于滤芯之间的角度，使抓取组件120的中心线能够与滤芯的中心线重合，在抓取组件120抓取滤芯时，能够尽可能使施加在滤芯各处上的力，大致相同，使滤芯受力均匀，从而减少滤芯的损坏，提供了滤芯的使用寿命。

第二实施例

请参阅图4，本实施例提供了一种维护机器人10，本实施例提供的维护机器人10能够减少滤芯的损坏，提供了滤芯的使用寿命。

为了简要描述，本实施例未提及之处，可参照第一实施例。

在本实施例中，维护机器人10包括第一实施例提供的滤芯更换装置100。

在本实施例中，维护机器人10还包括机械手、放油单元300及升降组件200，放油单元300与升降组件200连接，滤芯更换装置100通过机械手与升降组件200连接。

在本实施例中，放油单元300用于打开放油阀，滤芯更换装置100及放油单元300同时与升降组件200连接，可以通过升降组件200同时带动二者运动，减少整个维护机器人10的结构复杂度，从而优化了结构，使设备更为灵巧，占用空间更小。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种滤芯更换装置，其特征在于，所述滤芯更换装置(100)包括：旋转组件(110)及抓取组件(120)，所述抓取组件(120)与所述旋转组件(110)连接；

所述旋转组件(110)用于带动所述抓取组件(120)旋转，以调整所述抓取组件(120)相对于所述滤芯的角度，使得所述抓取组件(120)的中心线与所述滤芯的中心线重合；

所述抓取组件(120)用于抓取所述滤芯。

2.根据权利要求1所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述旋转组件(110)用于在获取调节角度的条件下，带动所述抓取组件(120)转动所述调节角度，使所述抓取组件(120)能够从当前位置运动至目标位置；其中，所述目标位置表征所述抓取组件(120)的中心线与所述滤芯的中心线重合时所述抓取组件(120)的位置，所述调节角度根据所述抓取组件(120)的当前位置及所述目标位置计算得到。

3.根据权利要求2所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述滤芯更换装置(100)还包括倾角传感器；

所述倾角传感器用于检测所述抓取组件(120)从当前位置运动至中间位置处的转动角度，其中，所述中间位置表征所述旋转组件(110)在获取所述调节角度的条件下，带动所述抓取组件(120)转动所述调节角度后达到的位置；

所述旋转组件(110)还用于继续带动所述抓取组件(120)转动差值角度，使所述抓取组件(120)从所述中间位置运动至所述目标位置，其中，所述差值角度为所述调节角度与所述转动角度的差值。

4.根据权利要求1所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述旋转组件(110)包括第一旋转件(112)及第二旋转件(114)，所述第一旋转件(112)与所述第二旋转件(114)连接，所述第二旋转件(114)与所述抓取组件(120)连接，所述第一旋转件(112)用于通过所述第二旋转件(114)驱动所述抓取组件(120)在第一平面上转动，所述第二旋转件(114)用于驱动所述抓取组件(120)在第二平面上转动，其中，所述第一平面及所述第二平面呈夹角设置。

5.根据权利要求4所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述旋转组件(110)还包括第三旋转件(116)，所述第三旋转件(116)设置在所述第一旋转件(112)与所述第二旋转件(114)之间，用于通过所述第二旋转件(114)驱动所述抓取组件(120)在第三平面上转动，其中，所述第一平面、所述第二平面及所述第三平面相互呈夹角设置。

6.根据权利要求1所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述抓取组件(120)包括连接件(122)、驱动件(124)及抓夹件(126)，所述驱动件(124)与所述抓夹件(126)连接，所述驱动件(124)通过所述连接件(122)安装在所述旋转组件(110)上，所述驱动件(124)用于驱动所述抓夹件(126)抓夹所述滤芯。

7.根据权利要求6所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述抓夹件(126)包括安装板(1262)及多个夹爪(1264)，多个所述夹爪(1264)活动安装在所述安装板(1262)上，并形成固定槽(128)，所述固定槽(128)用于容置所述滤芯，所述安装板(1262)与所述驱动件(124)连接，所述驱动件(124)与多个所述夹爪(1264)连接，用于驱动所述夹爪(1264)向靠近对方的方向运动，从而抓夹所述滤芯。

8.根据权利要求7所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述夹爪(1264)靠近所述固定槽(128)的内壁设置有第一弹性件(1266)，所述第一弹性件(1266)用于与所述滤芯接触。

9.根据权利要求6所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述滤芯更换装置(100)还包括浮动组件(130)，所述抓夹件(126)通过所述浮动组件(130)与所述连接件(122)连接，所述浮动组件(130)用于检测所述抓夹件(126)是否抓夹到所述滤芯。

10.根据权利要求9所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述浮动组件(130)包括浮动板(132)、第二弹性件(134)及位置检测器(136)，所述第二弹性件(134)的一端与所述连接件(122)连接，另一端与所述浮动板(132)连接，所述浮动板(132)与所述抓取组件(120)连接，所述位置检测器(136)设置在所述浮动板(132)处，用于检测所述浮动板(132)的相对于所述连接件(122)的间隔距离；若所述间隔距离小于或等于预设值，则表示所述抓取组件(120)抓夹住所述滤芯。

11.一种维护机器人，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的滤芯更换装置(100)。

12.根据权利要求11所述的维护机器人，其特征在于，所述维护机器人(10)还包括机械手、放油单元(300)及升降组件(200)，所述放油单元(300)与所述升降组件(200)连接，所述滤芯更换装置(100)通过所述机械手与所述升降组件(200)连接。

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