CN113894777A - 一种复合型环卫机器人设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及处理垃圾的设备，特别涉及一种复合型环卫机器人设备。包括抓紧部件、弯曲臂部件、横向伸缩臂部件、纵向伸缩臂部件及机器人旋转部件，其中纵向伸缩臂部件设置于机器人旋转部件上，横向伸缩臂部件与纵向伸缩臂部件连接，并且输出端与弯曲臂部件连接，抓紧部件设置于弯曲臂部件上，用于目标物的拾取。本发明的自动化程度较高，配备专用环卫车辆，可节约人力，减轻作业强度，减少作业风险，提高作业效率。

Description

一种复合型环卫机器人设备
技术领域
本发明涉及处理垃圾的设备，特别涉及一种复合型环卫机器人设备。
背景技术
随着社会快速发展，城市垃圾产量逐渐增加，对于垃圾的处理已成为目前人类面临的严峻问题。垃圾分类处理的完善，不仅能够减轻工人作业负担，同时可以改善生活环境，间接做到了保护环境。
目前，国内每年的垃圾总产量和投入的环卫车辆在逐年增加。城市垃圾分类处理是由政府大力支持，而且每个公民应尽的义务。因此，建立一套完善的垃圾分类处理系统至关重要，在现有的垃圾分类处理技术方面，多是自动化程度较低，直接导致了工作效率低，同时不能避免工作过程中出现的危险性，以及生活中因垃圾处理导致的“脏、乱、臭”现象的发生。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种复合型环卫机器人设备，本以解决目前垃圾分类处理过程中出现的自动化程度低、工作效率低、环境污染、视觉污染等问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合型环卫机器人设备，包括抓紧部件、弯曲臂部件、横向伸缩臂部件、纵向伸缩臂部件及机器人旋转部件，其中纵向伸缩臂部件设置于机器人旋转部件上，所述横向伸缩臂部件与所述纵向伸缩臂部件连接，并且输出端与弯曲臂部件连接，所述抓紧部件设置于所述弯曲臂部件上，用于实现对抓取物件的夹紧。
所述弯曲臂部件包括弯曲臂、弯曲驱动装置、弯曲臂固定座、平行连杆机构及浮动座；所述弯曲臂固定座与所述横向伸缩臂部件连接；所述弯曲驱动装置设置于所述弯曲臂固定座上，并且输出端与所述浮动座连接；所述平行连杆机构连接在所述弯曲臂固定座与所述浮动座之间；所述弯曲臂的一端与所述浮动座连接，另一端与所述抓紧部件连接。
所述弯曲臂为两组，并且分别设置于所述弯曲臂固定座的两侧。
所述横向伸缩臂部件为多节伸缩臂机构，并且沿横向进行伸缩；各节伸缩臂分别通过一横向伸缩驱动机构驱动进行伸缩。
所述多节伸缩臂机构上与所述抓紧部件相对的一端设有配重块。
所述纵向伸缩臂部件包括纵向伸缩臂固定座、垂直液压驱动装置、链条、纵向伸缩臂、链轮及底部固定座；所述纵向伸缩臂固定座的下端通过底部固定座与所述机器人旋转部件连接；所述纵向伸缩臂与所述纵向伸缩臂固定座可沿竖直方向滑动地连接；所述链轮设置于所述纵向伸缩臂的顶部，所述链条的一端与所述纵向伸缩臂固定座连接，另一端经过所述链轮后与所述纵向伸缩臂连接；所述垂直液压驱动装置设置于所述纵向伸缩臂固定座上，并且输出端与所述纵向伸缩臂连接；所述纵向伸缩臂与所述横向伸缩臂部件连接。
所述机器人旋转部件包括液压驱动马达装置、回转支撑结构及旋转固定座，其中旋转固定座设置于所述回转支撑结构上，所述液压驱动马达装置设置于所述回转支撑结构上，并且输出端与所述回转支撑结构的转动件连接，用于驱动所述旋转固定座转动；所述纵向伸缩臂部件设置于所述旋转固定座上。
所述抓紧部件包括抓取驱动装置和夹爪机构，其中夹爪机构设置于所述弯曲臂部件的末端；所述抓取驱动装置设置于所述夹爪机构上，用于驱动所述夹爪机构张开或闭合。
所述的复合型环卫机器人设备，还包括视觉识别部件，所述视觉识别部件设置于所述抓紧部件上，用于实现目标物的位置精准定位功能。
所述视觉识别部件包括视觉相机、传感器元件及安装装置，其中安装装置设置于所述抓紧部件上，所述视觉相机和所述传感器元件设置于所述安装装置上。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明提供的一种复合型环卫机器人设备，能够通过端部视觉识别部件去精准定位抓取垃圾桶，不受恶劣天气影响使用。
2.本发明配合专用分类垃圾桶与专用垃圾车能够建立一套完善的垃圾分类处理系统，该系统的使用，能够减轻作业强度，提高作业效率，同时能够增加环境的美观性。
3.本发明所提供的横向伸缩臂部件和纵向伸缩臂部件，增加了抓取垃圾桶的范围，也增加了提升高度。
4.本发明的自动化程度较高，配备专用环卫车辆，可节约人力，减轻作业强度，减少作业风险，提高作业效率。
5.本发明使用的作业性质，一定程度上改善了生活环境，增加了城市的美观性和安全性。
附图说明
图1为本发明复合型环卫机器人设备的轴测图；
图2为本发明复合型环卫机器人设备的主视图；
图3为本发明中横向伸缩臂部件的结构示意图；
图4为本发明中弯曲臂部件的结构示意图。
图中：1、视觉识别部件，11、视觉相机，12、传感器元件，13、安装装置，2、抓紧部件，21、抓取驱动装置，22、夹爪机构，3、弯曲臂部件，31、弯曲臂，32、弯曲驱动装置，33、弯曲臂固定座，34、平行连杆机构，35、浮动座，4、横向伸缩臂部件，41、第一节横向伸缩臂，42、横向液压驱动装置Ⅰ，43、连接板，44、配重块，45、第二节横向伸缩臂，46、横向液压驱动装置Ⅱ，47、第三节横向伸缩臂，5、纵向伸缩臂部件，51、纵向伸缩臂固定座，52、垂直液压驱动装置，53、链条，54、纵向伸缩臂，55、链轮，56、底部固定座，6、机器人旋转部件，61、液压驱动马达装置，62、回转支撑结构，63、旋转固定座。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种复合型环卫机器人设备，包括抓紧部件2、弯曲臂部件3、横向伸缩臂部件4、纵向伸缩臂部件5及机器人旋转部件6，其中纵向伸缩臂部件5设置于机器人旋转部件6上，横向伸缩臂部件4与纵向伸缩臂部件5连接，并且输出端与弯曲臂部件3连接，抓紧部件2设置于弯曲臂部件3上，用于实现对抓取物件的夹紧。
本发明的实施例中，如图2所示，机器人旋转部件6包括液压驱动马达装置61、回转支撑结构62及旋转固定座63，其中旋转固定座63可转动地设置于回转支撑结构62上，液压驱动马达装置61设置于回转支撑结构62的固定件上，并且输出端与旋转固定座63的旋转件连接，用于驱动旋转固定座63转动；纵向伸缩臂部件5设置于旋转固定座63上，并且随所述旋转固定座63一同转动。
在工作过程中，回转支撑结构62在液压驱动马达装置61的驱动下转动，实现旋转整个机器人设备。机器人旋转部件6能够实现抓紧部件2所抓取物件的旋转，旋转范围在0-180°。
本发明的实施例中，如图1-2所示，纵向伸缩臂部件5为二节伸缩臂机构，包括纵向伸缩臂固定座51、垂直液压驱动装置52、链条53、纵向伸缩臂54、链轮55及底部固定座56，其中纵向伸缩臂固定座51的下端通过底部固定座56与机器人旋转部件6的旋转固定座63连接；纵向伸缩臂54与纵向伸缩臂固定座51可沿竖直方向滑动地连接；链轮55设置于纵向伸缩臂54的顶部，链条53的一端与纵向伸缩臂固定座51连接，另一端经过链轮55后与纵向伸缩臂54连接，防止纵向伸缩臂54坠落；垂直液压驱动装置52设置于纵向伸缩臂固定座51上，并且输出端与纵向伸缩臂54连接；纵向伸缩臂54与横向伸缩臂部件4连接。垂直液压驱动装置52驱动纵向伸缩臂54进行升降运动，从而带动横向伸缩臂部件4进行升降运动。
在工作过程中，通过垂直液压驱动装置52可以驱动二节伸缩臂机构伸缩，二节伸缩臂机构的顶端固定有链轮机构与横向伸缩臂部件4上的链条连接机构组成一个滑轮系统，通过滑轮系统实现横向伸缩臂部件4的纵向移动，其移动距离为纵向伸缩臂部件5行程的两倍，横向伸缩臂部件5与纵向伸缩臂之间6通过组合轴承滑动机构实现相对运动。纵向伸缩臂部件5实现抓紧部件2抓取后的物件在高度上的变化。
本发明的实施例中，如图2-3所示，横向伸缩臂部件4为多节伸缩臂机构，并且沿横向进行伸缩；各节伸缩臂分别通过一横向伸缩驱动机构驱动进行伸缩，多节伸缩臂机构与纵向伸缩臂部件5连接。
进一步地，多节伸缩臂机构上与抓紧部件2相对的一端设有配重块44，以保证横向伸缩臂部件4处于平衡状态。
具体地，本实施例中，如图3所示，横向伸缩臂部件4为三节伸缩臂机构，包括第一节横向伸缩臂41、横向液压驱动装置Ⅰ42、连接板43、第二节横向伸缩臂45、横向液压驱动装置Ⅱ46及第三节横向伸缩臂47，其中第一节横向伸缩臂41、第二节横向伸缩臂45及第三节横向伸缩臂47依次滑动配合，第一节横向伸缩臂41通过连接板43与纵向伸缩臂部件5的纵向伸缩臂54连接，配重块44设置于第一节横向伸缩臂41的外侧端；第三节横向伸缩臂47与弯曲臂部件3连接。横向液压驱动装置Ⅰ42设置于第一节横向伸缩臂41上，并且输出端与第二节横向伸缩臂45连接，用于驱动第二节横向伸缩臂45进行伸缩；横向液压驱动装置Ⅱ46设置于第二节横向伸缩臂45上，并且输出端与第三节横向伸缩臂47连接，用于驱动第三节横向伸缩臂47进行伸缩。
在工作过程中，三节伸缩臂机构在横向液压驱动装置的驱动下，能够实现抓紧部件2位置的变化，可实现跨距离抓取垃圾桶功能，配合弯曲臂部件3的伸缩能够实现抓取距离机器人中心3m距离的物件。
本发明的实施例中，如图2、图4所示，弯曲臂部件3包括弯曲臂31、弯曲驱动装置32、弯曲臂固定座33、平行连杆机构34及浮动座35；弯曲臂固定座33与横向伸缩臂部件4连接；弯曲驱动装置32设置于弯曲臂固定座33上，并且输出端与浮动座35连接；平行连杆机构34连接在弯曲臂固定座33与浮动座35之间；弯曲臂31的一端与浮动座35连接，另一端与抓紧部件2连接。平行连杆机构34用于使抓紧部件2始终处于水平状态。
在上述实施例的基础上，弯曲臂31为两组，并且分别设置于弯曲臂固定座33的两侧，从而保证抓紧部件2的抓取动作的稳定性。弯曲驱动装置32采用液压驱动装置，在工作过程中，弯曲臂31在液压装置的驱动下，能够对抓紧部件2的抓取位置的变化和提升抓取物件的高度进行改变。
本发明的实施例中，如图2所示，抓紧部件2包括抓取驱动装置21和夹爪机构22，其中夹爪机构22设置于弯曲臂部件3的末端；抓取驱动装置21设置于夹爪机构22上，用于驱动夹爪机构22张开或闭合，整个抓紧部件2能够夹紧3t的重物。本实施中，夹爪机构22采用现有技术，在此不再赘述。
本发明的实施例中，如图1-2所示，复合型环卫机器人设备还包括视觉识别部件1，视觉识别部件1设置于抓紧部件2上，用于实现目标物的位置精准定位功能。
具体地，如图2所示，视觉识别部件1包括视觉相机11、传感器元件12及安装装置13，其中安装装置13设置于抓紧部件2上，视觉相机11和传感器元件12设置于安装装置13上。视觉相机11能够在恶劣环境中使用，能够精准定位，当设备工作时，传感器元件12能够准确检测抓取结果。
当视觉识别部件1定位好抓取物后，抓紧部件2夹紧抓取物，通过弯曲臂部件3、横向伸缩臂部件4及纵向伸缩臂部件5实现抓取物的位置变化，机器人旋转部件6实现抓取物到制定位置。
本发明用于大容积自卸式的垃圾桶的搬运与卸载，通过环卫机器人实现高效率工作。大容积垃圾桶，容量可达5m3，环卫机器人可实现大容积垃圾桶的搬运与卸载，负载3t，机器人臂展可达到3m。配合环卫机器人系统，可实现自动化程度较高的垃圾分类处理模式，解决现有垃圾分类处理上的自动化程度低的现象。本发明实施例中，抓紧部件、弯曲臂部件、横向伸缩臂部件、纵向伸缩臂部件及旋转部件均为液压驱动。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合型环卫机器人设备，其特征在于，包括抓紧部件(2)、弯曲臂部件(3)、横向伸缩臂部件(4)、纵向伸缩臂部件(5)及机器人旋转部件(6)，其中纵向伸缩臂部件(5)设置于机器人旋转部件(6)上，所述横向伸缩臂部件(4)与所述纵向伸缩臂部件(5)连接，并且输出端与弯曲臂部件(3)连接，所述抓紧部件(2)设置于所述弯曲臂部件(3)上，用于实现对抓取物件的夹紧。
2.根据权利要求1所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述弯曲臂部件(3)包括弯曲臂(31)、弯曲驱动装置(32)、弯曲臂固定座(33)、平行连杆机构(34)及浮动座(35)；
所述弯曲臂固定座(33)与所述横向伸缩臂部件(4)连接；
所述弯曲驱动装置(32)设置于所述弯曲臂固定座(33)上，并且输出端与所述浮动座(35)连接；
所述平行连杆机构(34)连接在所述弯曲臂固定座(33)与所述浮动座(35)之间；
所述弯曲臂(31)的一端与所述浮动座(35)连接，另一端与所述抓紧部件(2)连接。
3.根据权利要求2所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述弯曲臂(31)为两组，并且分别设置于所述弯曲臂固定座(33)的两侧。
4.根据权利要求1所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述横向伸缩臂部件(4)为多节伸缩臂机构，并且沿横向进行伸缩；各节伸缩臂分别通过一横向伸缩驱动机构驱动进行伸缩。
5.根据权利要求4所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述多节伸缩臂机构上与所述抓紧部件(2)相对的一端设有配重块(44)。
6.根据权利要求1所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述纵向伸缩臂部件(5)包括纵向伸缩臂固定座(51)、垂直液压驱动装置(52)、链条(53)、纵向伸缩臂(54)、链轮(55)及底部固定座(56)；
所述纵向伸缩臂固定座(51)的下端通过底部固定座(56)与所述机器人旋转部件(6)连接；
所述纵向伸缩臂(54)与所述纵向伸缩臂固定座(51)可沿竖直方向滑动地连接；所述链轮(55)设置于所述纵向伸缩臂(54)的顶部，所述链条(53)的一端与所述纵向伸缩臂固定座(51)连接，另一端经过所述链轮(55)后与所述纵向伸缩臂(54)连接；
所述垂直液压驱动装置(52)设置于所述纵向伸缩臂固定座(51)上，并且输出端与所述纵向伸缩臂(54)连接；
所述纵向伸缩臂(54)与所述横向伸缩臂部件(4)连接。
7.根据权利要求1所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述机器人旋转部件(6)包括液压驱动马达装置(61)、回转支撑结构(62)及旋转固定座(63)，其中旋转固定座(63)设置于所述回转支撑结构(62)上，所述液压驱动马达装置(61)设置于所述回转支撑结构(62)上，并且输出端与所述回转支撑结构(62)的转动件连接，用于驱动所述旋转固定座(63)转动；
所述纵向伸缩臂部件(5)设置于所述旋转固定座(63)上。
8.根据权利要求1所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述抓紧部件(2)包括抓取驱动装置(21)和夹爪机构(22)，其中夹爪机构(22)设置于所述弯曲臂部件(3)的末端；所述抓取驱动装置(21)设置于所述夹爪机构(22)上，用于驱动所述夹爪机构(22)张开或闭合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，还包括视觉识别部件(1)，所述视觉识别部件(1)设置于所述抓紧部件(2)上，用于实现目标物的位置精准定位功能。
10.根据权利要求9所述的复合型环卫机器人设备，其特征在于，所述视觉识别部件(1)包括视觉相机(11)、传感器元件(12)及安装装置(13)，其中安装装置(13)设置于所述抓紧部件(2)上，所述视觉相机(11)和所述传感器元件(12)设置于所述安装装置(13)上。
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