CN114834559A - 一种高效率的物资配送用移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高效率的物资配送用移动机器人,涉及机器人技术领域。该移动机器人包括机器人主体、腿部结构和弹性组件;机器人主体包括机壳、检测控制单元和供电电池,机壳的顶侧设置有两块安装板,两块安装板均开设有安装孔,两个安装孔均设置有膝关节电机;腿部结构的数量为两个,腿部结构包括小腿关节件,小腿关节件的一端铰接有第一摆动件和第二摆动件,第一摆动件的两端均设置有滚轮,第一摆动件传动连接于膝关节电机,第二摆动件一端弹性连接有传动件,传动件铰接于安装板;弹性组件的一端连接于机壳,弹性组件的另一端连接于第一摆动件。本发明解决了现有机器人跳跃能力差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,具体而言,涉及一种高效率的物资配送用移动机器人。
背景技术
机器人是自动控制机器(Robot)的俗称,自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动执行任务的人造机器装置,用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物,目前科学界正在向此方向研究开发。
机器人按移动机构可分为足式、轮式、履带式和混合式等等;按移动机构自由度可分为全向移动和普通移动两种。双足机器人多地形适应能力和稳定性问题尚未完全解决,不适合实际应用;四足、六足机器人越障能力强大,但高速运行时腿部与地面碰撞声音较大,投影面积偏大,且足式机器人普遍存在速度和效率偏低问题;轮式运动结构(包括单轮、双轮、四轮等)效率高,但越障能力受到轮径限制,不适用于主要为阶梯障碍的楼宇环境;履带式结构主要用于户外越障,且噪音较大。
因此,为了即满足越障碍能力、效率和噪音问题出现了一种双轮足机器人,该双轮足机器人即可以向人一样行走,具有高性能的越障碍能力,又能够滚动行走,具有高机动性,对于目前所使用的双轮足机器人的跳跃能力相对较差,存在不易跳跃的问题。
综上所述,我们提出了一种高效率的物资配送用移动机器人解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效率的物资配送用移动机器人,解决了现有机器人跳跃能力差的问题。
本发明的实施例是这样实现的:
本申请实施例提供一种高效率的物资配送用移动机器人,包括机器人主体、腿部结构和弹性组件;
上述机器人主体包括机壳,上述机壳的顶侧用于放置物资,上述机壳的内侧设置有检测控制单元和供电电池,上述机壳的顶侧关于其中部对称设置有安装板,两块上述安装板均开设有安装孔,两个上述安装孔均设置有膝关节电机;
上述腿部结构的数量为两个,两个上述腿部结构分别设置于上述机壳的两侧,上述腿部结构包括小腿关节件,上述小腿关节件的一端沿其延伸方向顺次铰接有第一摆动件和第二摆动件,且第一摆动件位于第二摆动件的内侧,上述第一摆动件的两端均设置有滚轮,上述第一摆动件远离上述小腿关节件的一端传动连接于同侧的上述膝关节电机,上述第二摆动件远离上述小腿关节件的一端弹性连接有传动件,上述传动件远离上述第二摆动件的一端铰接于同侧的上述安装板;
上述弹性组件的数量为两个,两个上述弹性组件分别设置于两个上述腿部结构,上述弹性组件的一端连接于上述机壳,弹性组件的另一端连接于上述第一摆动件。
在本发明的一些实施例中,上述机壳的顶侧开设有连通其内腔的安装口,上述安装口可拆卸设置有密封盖板。
在本发明的一些实施例中,上述机壳的前侧关于其中部对称设置有防护板,上述防护板远离上述机壳的一端转动设置有防护导轮。
在本发明的一些实施例中,上述机壳开设有散热孔。
在本发明的一些实施例中,上述第一摆动件和上述第二摆动件连接于上述小腿关节件处的间距小于上述第一摆动件和上述第二摆动件连接于上述安装板处的间距。
在本发明的一些实施例中,上述弹性组件包括连接板,上述连接板开设有滑动槽,上述连接板的一端铰接于上述安装板,上述滑动槽滑动设置有连接座,上述连接座固定于上述第一摆动件,上述连接板设置有与上述连接座弹性配合的弹簧。
在本发明的一些实施例中,上述连接座设置有连接片,上述连接板远离其铰接处的一端设置有安装座,上述安装座和上述连接片通过上述弹簧连接,上述连接片设置有定位片,上述定位片顺次贯穿上述弹簧和上述安装座。
在本发明的一些实施例中,上述传动件的一端开设有伸缩槽,上述第二摆动件贯穿至上述伸缩槽,且第二摆动件与伸缩槽伸缩配合,上述伸缩槽内沿其延伸方向间隔设置有限位片,上述伸缩槽内的上述第二摆动件间隔设置有弹性片,且两块弹性片位于两块上述限位片之间。
在本发明的一些实施例中,上述机壳、上述第一摆动件、上述第二摆动件和上述传动件均为玻纤板。
在本发明的一些实施例中,上述安装板与上述机壳之间、上述防护板与上述机壳之间均通过螺栓组可拆卸连接。
相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:
一种高效率的物资配送用移动机器人,包括机器人主体、腿部结构和弹性组件;
上述机器人主体包括机壳,上述机壳的顶侧用于放置物资,上述机壳的内侧设置有检测控制单元和供电电池,上述机壳的顶侧关于其中部对称设置有安装板,两块上述安装板均开设有安装孔,两个上述安装孔均设置有膝关节电机;
上述腿部结构的数量为两个,两个上述腿部结构分别设置于上述机壳的两侧,上述腿部结构包括小腿关节件,上述小腿关节件的一端沿其延伸方向顺次铰接有第一摆动件和第二摆动件,且第一摆动件位于第二摆动件的内侧,上述第一摆动件的两端均设置有滚轮,上述第一摆动件远离上述小腿关节件的一端传动连接于同侧的上述膝关节电机,上述第二摆动件远离上述小腿关节件的一端弹性连接有传动件,上述传动件远离上述第二摆动件的一端铰接于同侧的上述安装板;
上述弹性组件的数量为两个,两个上述弹性组件分别设置于两个上述腿部结构,上述弹性组件的一端连接于上述机壳,弹性组件的另一端连接于上述第一摆动件。
本发明在进行物资配送时,将需要待配送的物资放置在机壳的顶侧,两个膝关节电机同步使两个第一摆动件同状态运动(收缩或伸展),第一摆动件使小腿关节件与第二摆动件之间角度发生变化。一方面,弹性组件进行压缩或伸长;另一方面第二摆动件是传动件发生压缩或伸长,保证传动件和弹性组件的弹力状态均使小腿关节件的运动方向相同,即传动件和弹性组件具有同时使小腿关节件伸展或收缩,膝关节电机的部分能量转化为弹簧势能(弹性组件和传动件),当机器人选择跳跃上台阶时,这部分弹簧势能会为机器人提供动力,从而实现机器人的跳跃和能量的损耗,机器人越障碍能力强,提高了机器人的灵活度,物资配送效率更高。且膝关节电机使小腿关节件收缩,通过两个滚轮与地面滚动配合,实现物资的滚动输送,即本发明同时具有行走和滚动的配送方式,对于不同地段采用不同的输送方式,效率更快。
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为本发明实施例一种高效率的物资配送用移动机器人的结构示意图;
图2为本发明实施例一种高效率的物资配送用移动机器人的主视图;
图3为本发明实施例一种高效率的物资配送用移动机器人的侧视图;
图4为本发明实施例弹性组件的结构示意图;
图5为本发明实施例传动件的结构示意图。
图标:1-滚轮,2-小腿关节件,3-第一摆动件,4-第二摆动件,5-密封盖板,6-机壳,7-膝关节电机,8-安装板,9-散热孔,10-连接板,11-弹簧,12-防护板,13-防护导轮,14-连接座,15-定位片,16-连接片,17-安装座,18-传动件,1801-第一调节件,1802-第二调节件,19-弹性片,20-伸缩槽,21-限位片。
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。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“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,若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”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。
在本发明实施例的描述中,“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1-图5,本实施例提供一种高效率的物资配送用移动机器人,包括机器人主体、腿部结构和弹性组件;
上述机器人主体包括机壳6,上述机壳6的顶侧用于放置物资,上述机壳6的内侧设置有检测控制单元和供电电池,上述机壳6的顶侧关于其中部对称设置有安装板8,两块上述安装板8均开设有安装孔,两个上述安装孔均设置有膝关节电机7;
上述腿部结构的数量为两个,两个上述腿部结构分别设置于上述机壳6的两侧,上述腿部结构包括小腿关节件2,上述小腿关节件2的一端沿其延伸方向顺次铰接有第一摆动件3和第二摆动件4,且第一摆动件3位于第二摆动件4的内侧,上述第一摆动件3的两端均设置有滚轮1,上述第一摆动件3远离上述小腿关节件2的一端传动连接于同侧的上述膝关节电机7,上述第二摆动件4远离上述小腿关节件2的一端弹性连接有传动件18,上述传动件18远离上述第二摆动件4的一端铰接于同侧的上述安装板8;
上述弹性组件的数量为两个,两个上述弹性组件分别设置于两个上述腿部结构,上述弹性组件的一端连接于上述机壳6,弹性组件的另一端连接于上述第一摆动件3。
本发明在进行物资配送时,将需要待配送的物资放置在机壳6的顶侧,两个膝关节电机7同步使两个第一摆动件3同状态运动(收缩或伸展),第一摆动件3使小腿关节件2与第二摆动件4之间角度发生变化。一方面,弹性组件进行压缩或伸长;另一方面第二摆动件4是传动件18发生压缩或伸长,保证传动件18和弹性组件的弹力状态均使小腿关节件2的运动方向相同,即传动件18和弹性组件具有同时使小腿关节件2伸展或收缩,膝关节电机7的部分能量转化为弹簧11势能(弹性组件和传动件18),当机器人选择跳跃上台阶时,这部分弹簧11势能会为机器人提供动力,从而实现机器人的跳跃和能量的损耗,机器人越障碍能力强,提高了机器人的灵活度,物资配送效率更高。且膝关节电机7使小腿关节件2收缩,通过两个滚轮1与地面滚动配合,实现物资的滚动输送,即本发明同时具有行走和滚动的配送方式,对于不同地段采用不同的输送方式,效率更快。
在本发明的一些实施例中,上述机壳6的顶侧开设有连通其内腔的安装口,上述安装口可拆卸设置有密封盖板5。
在上述实施例中,通过安装可实现检测控制单元和供电电池的安装,检测控制单元即组成机器人的检测装置和控制系统,密封盖板5与安装口通过多个螺钉可拆卸连接,方便进行检测控制单元和供电电池的维护和检修。
在本发明的一些实施例中,上述机壳6的前侧关于其中部对称设置有防护板12,上述防护板12远离上述机壳6的一端转动设置有防护导轮13。
在上述实施例中,机器人运动过程中摔倒或者与墙体等其它物体发生碰撞时,防护导轮13和防护板12对机器人具有保护作用,避免机器人的损伤。
在本发明的一些实施例中,上述机壳6开设有散热孔9。
在上述实施例中,因检测控制单元和供电电池在工作过程中会产生热量,机壳6的前侧设置于条形状的散热孔9,机壳6的后侧设置有蜂窝状的散热孔9,使机器人本体能够多方位进行散热,散热效果更好。
在本发明的一些实施例中,上述第一摆动件3和上述第二摆动件4连接于上述小腿关节件2处的间距小于上述第一摆动件3和上述第二摆动件4连接于上述安装板8处的间距。
在本发明的一些实施例中,上述弹性组件包括连接板10,上述连接板10开设有滑动槽,上述连接板10的一端铰接于上述安装板8,上述滑动槽滑动设置有连接座14,上述连接座14固定于上述第一摆动件3,上述连接板10设置有与上述连接座14弹性配合的弹簧11。
在上述实施例中,滑动槽沿连接板10的延伸方向设置,滑动槽贯穿连接板10设置,连接座14固定在第一摆动件3上,且连接座14与滑动槽滑动配合,通过调节第一摆动件3的摆动时,使弹簧11进行压缩或伸展进行蓄能。
在本发明的一些实施例中,上述连接座14设置有连接片16,上述连接板10远离其铰接处的一端设置有安装座17,上述安装座17和上述连接片16通过上述弹簧11连接,上述连接片16设置有定位片15,上述定位片15顺次贯穿上述弹簧11和上述安装座17。
在上述实施例中,定位片15穿设在弹簧11内,使弹簧11仅仅只能沿其轴线方向压缩,具有定向压缩调节的优点,避免了弹簧11受力弯曲造成损坏的问题。
在本发明的一些实施例中,上述传动件18的一端开设有伸缩槽20,上述第二摆动件4贯穿至上述伸缩槽20,且第二摆动件4与伸缩槽20伸缩配合,上述伸缩槽20内沿其延伸方向间隔设置有限位片21,上述伸缩槽20内的上述第二摆动件4间隔设置有弹性片19,且两块弹性片19位于两块上述限位片21之间。
在上述实施例中,第二摆动件4的一端与伸缩槽20伸缩配合时,限位片21位于第二摆动件4的侧边,在第二摆动件4在伸缩槽20内进行伸缩时,两块弹性片19分别与两个限位片21挤压配合,以达到第二摆动件4和传动件18弹性连接的目的。
在本发明的一些实施例中,上述机壳6、上述第一摆动件3、上述第二摆动件4和上述传动件18均为玻纤板。
在上述实施例中,玻纤板别名玻璃纤维隔热板,玻纤板(FR-4),玻璃纤维合成板,由玻璃纤维材料和高耐热性的复合材料合成,不含对人体有害石棉成份。具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性,有良好的加工性。
在本发明的一些实施例中,上述安装板8与上述机壳6之间、上述防护板12与上述机壳6之间均通过螺栓组可拆卸连接。
综上,本发明的实施例提供一种高效率的物资配送用移动机器人,其至少具有以下技术效果:
本发明在进行物资配送时,将需要待配送的物资放置在机壳6的顶侧,两个膝关节电机7同步使两个第一摆动件3同状态运动(收缩或伸展),第一摆动件3使小腿关节件2与第二摆动件4之间角度发生变化。一方面,弹性组件进行压缩或伸长;另一方面第二摆动件4是传动件18发生压缩或伸长,保证传动件18和弹性组件的弹力状态均使小腿关节件2的运动方向相同,即传动件18和弹性组件具有同时使小腿关节件2伸展或收缩,膝关节电机7的部分能量转化为弹簧11势能(弹性组件和传动件18),当机器人选择跳跃上台阶时,这部分弹簧11势能会为机器人提供动力,从而实现机器人的跳跃和能量的损耗,机器人越障碍能力强,提高了机器人的灵活度,物资配送效率更高。且膝关节电机7使小腿关节件2收缩,通过两个滚轮1与地面滚动配合,实现物资的滚动输送,即本发明同时具有行走和滚动的配送方式,对于不同地段采用不同的输送方式,效率更快。
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)
1.一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,包括机器人主体、腿部结构和弹性组件;
所述机器人主体包括机壳,所述机壳的顶侧用于放置物资,所述机壳的内侧设置有检测控制单元和供电电池,所述机壳的顶侧关于其中部对称设置有安装板,两块所述安装板均开设有安装孔,两个所述安装孔均设置有膝关节电机;
所述腿部结构的数量为两个,两个所述腿部结构分别设置于所述机壳的两侧,所述腿部结构包括小腿关节件,所述小腿关节件的一端沿其延伸方向顺次铰接有第一摆动件和第二摆动件,且第一摆动件位于第二摆动件的内侧,所述第一摆动件的两端均设置有滚轮,所述第一摆动件远离所述小腿关节件的一端传动连接于同侧的所述膝关节电机,所述第二摆动件远离所述小腿关节件的一端弹性连接有传动件,所述传动件远离所述第二摆动件的一端铰接于同侧的所述安装板;
所述弹性组件的数量为两个,两个所述弹性组件分别设置于两个所述腿部结构,所述弹性组件的一端连接于所述机壳,弹性组件的另一端连接于所述第一摆动件。
2.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述机壳的顶侧开设有连通其内腔的安装口,所述安装口可拆卸设置有密封盖板。
3.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述机壳的前侧关于其中部对称设置有防护板,所述防护板远离所述机壳的一端转动设置有防护导轮。
4.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述机壳开设有散热孔。
5.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述第一摆动件和所述第二摆动件连接于所述小腿关节件处的间距小于所述第一摆动件和所述第二摆动件连接于所述安装板处的间距。
6.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述弹性组件包括连接板,所述连接板开设有滑动槽,所述连接板的一端铰接于所述安装板,所述滑动槽滑动设置有连接座,所述连接座固定于所述第一摆动件,所述连接板设置有与所述连接座弹性配合的弹簧。
7.根据权利要求6所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述连接座设置有连接片,所述连接板远离其铰接处的一端设置有安装座,所述安装座和所述连接片通过所述弹簧连接,所述连接片设置有定位片,所述定位片顺次贯穿所述弹簧和所述安装座。
8.根据权利要求1或7所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述传动件的一端开设有伸缩槽,所述第二摆动件贯穿至所述伸缩槽,且第二摆动件与伸缩槽伸缩配合,所述伸缩槽内沿其延伸方向间隔设置有限位片,所述伸缩槽内的所述第二摆动件间隔设置有弹性片,且两块弹性片位于两块所述限位片之间。
9.根据权利要求1所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述机壳、所述第一摆动件、所述第二摆动件和所述传动件均为玻纤板。
10.根据权利要求3所述的一种高效率的物资配送用移动机器人,其特征在于,所述安装板与所述机壳之间、所述防护板与所述机壳之间均通过螺栓组可拆卸连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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