CN116130263A - 执行机构、机器人以及机器人执行方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供执行机构、机器人以及机器人执行方法，涉及巡检设备领域，其中，执行机构包括驱动组件，调向件，包括第一连接部和相对的第二连接部，所述第一连接部与所述驱动组件传动连接；执行件，与所述第二连接部连接；其中，所述第二连接部与所述第一连接部转动连接，以使得所述执行件的第二旋转轴能够偏离或共轴于所述驱动组件的第一旋转轴，将执行件配置为与所述输出组件的第二旋转轴同轴或相对于所述第二旋转轴弯折，并且所述执行件与所述输出组件的第二旋转轴同轴或相对于所述第二旋转轴弯折时能够以自身的第一旋转轴稳定转动，以至于执行件与地刀即使偏离一些距离，也能够与地刀连接并且稳定转动。

Description

执行机构、机器人以及机器人执行方法

技术领域

本申请涉及巡检设备领域，尤其涉及执行机构、机器人以及机器人执行方法。

背景技术

在电力系统的巡检工作中，需要对设备进行一些操作，例如操作地刀，目前，已经出现了可以操作地刀的设备，而由设备对地刀进行操作，需要将设备精准地与地刀连接在一起后进行操作。

但是目前的设备在操作地刀时，由于设备相对地刀移动时存在距离误差，地刀与执行端可能存在偏离，导致执行端并不能很好地与地刀精准连接，在两者存在误差的情况下，执行端在操作地刀时，并不能稳定的对地刀执行相应的操作。

发明内容

本申请提供了一种执行机构，执行件与输出组件的第二旋转轴同轴或相对于第二旋转轴弯折时能够以自身的第一旋转轴稳定转动，以至于执行件与地刀即使偏离一些距离，也能够与地刀连接并且稳定转动。

第一方面，本申请的实施例提供了一种执行机构，包括：

驱动组件；

调向件，包括第一连接部和相对的第二连接部，所述第一连接部与所述驱动组件传动连接；

执行件，与所述第二连接部连接；

其中，所述第二连接部与所述第一连接部转动连接，以使得所述执行件的第二旋转轴能够偏离或共轴于所述驱动组件的第一旋转轴。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述调向件包括万向节，所述万向节的一端与所述驱动组件连接，并且与所述第一旋转轴同轴，可弯折的另一端与所述执行件连接，并且与所述第二旋转轴同轴。

在本申请实施例提供的执行机构中，还包括保持机构，与所述第二连接部连接，用于保持所述第二旋转轴与所述第一旋转轴同轴，所述保持机构在所述第二连接部相对于所述第一旋转轴弯折时，能够跟随所述第二连接部弯折。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述保持机构包括弹性件，所述弹性件的一端与所述第一连接部连接，另一端与所述第二连接部连接。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述保持机构包括第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述调向件的外部，所述第一弹簧的一端与所述第一连接部连接，另一端与所述第二连接部连接。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述驱动组件包括传动组件和驱动器，所述驱动器与所述传动组件连接，所述驱动器带动所述传动组件转动，所述传动组件远离所述驱动器的一端与所述第一连接部连接。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述传动组件包括延伸件、轴套以及传输轴，所述延伸件的一端与所述驱动器连接，所述驱动器能够驱动所述延伸转动，所述延伸件相对的另一端与所述轴套连接，所述轴套套设在所述传输轴外部，并且与所述传输轴键连接，所述传输轴远离所述延伸件的一端与所述调向件连接，所述传输轴的轴线为所述第一旋转轴。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述执行机构还包括第二弹簧，一端与所述驱动器连接，另一端与所述传输轴连接，所述传输轴能够沿所述第一旋转轴滑动。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述执行机构包括压板组件，用于打开待执行件的封锁件。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述执行机构包括第一图像识别组件，用于确定所述执行机构相对于所述待执行件的位置。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述执行机构包括第二图像识别组件，用于确定所述执行件相对于所述待执行件的位置。

在本申请实施例提供的执行机构中，所述执行机构包括固定件，套设在所述延伸件远离所述驱动组件的一端，所述延伸件能够相对所述固定件转动。

第二方面，本申请提供一种机器人，包括：

第一方面提供的任一项所述的执行机构，用于对所述待执行件执行一个或多个操作；

运动机构，所述执行机构连接在所述运动机构上，所述运动机构用于带动所述执行机构在X轴、Y轴以及Z轴方向移动；

可移动底盘，所述运动机构装设在所述可移动底盘，所述可移动底盘用于带动所述运动机构移动；

测距组件，安装在所述可移动底盘，用于确定所述可移动底盘与所述待执行件的相对位置。

第三方面，本申请提供一种机器人执行方法，包括：

根据导航信息，将所述机器人移动到待操作设备附近；

获取所述机器人相对于所述待操作设备的第一位姿信息，根据所述第一位姿信息，移动所述机器人；

获取所述机器人相对于所述待操作设备上的待执行部件的第二位姿信息，根据所述第二位姿信息，再次移动所述机器人；

获取所述机器人相对于所述待执行部件的第三位姿信息，根据所述第三位姿信息，控制所述机器人对所述待执行部件进行操作。

本申请提供的执行机构，基于驱动组件驱动输出组件旋转，进而带动执行件转动，将执行件配置为与所述输出组件的第二旋转轴同轴或相对于所述第二旋转轴弯折，并且所述执行件与所述输出组件的第二旋转轴同轴或相对于所述第二旋转轴弯折时能够以自身的第一旋转轴稳定转动，以至于执行件与地刀即使偏离一些距离，也能够与地刀连接并且稳定转动。本申请提供的机器人，搭载执行机构对地刀进行准确操作，且可多次定位，准确度搞，并且具有执行机构，可以对偏离一些位置的地刀也进行稳定的操作。本申请提供的机器人执行方法，可以多次对地刀进行定位，有效提高机器人的操作精准度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例提供的执行机构结构示意图；

图2是本申请实施例提供的执行机构结构示意图；

图3是本申请实施例提供的执行机构以及压板组件的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的执行机构整体结构示意图；

图5是本申请实施例提供的执行机构部分剖视结构示意图；

图6是本申请实施例提供的机器人结构示意图。

主要元件及符号说明：

10、驱动组件；11、第一旋转轴；12、第二旋转轴；

20、驱动器；201、传动组件；2011、延伸件；2012、轴套；2013、传输轴；2014、套筒；

202、调向件；2021、第一连接部；2022、第二连接部；2023、万向节；

30、执行件；31、第二弹簧；32、固定件；

40、保持机构；401、弹性件；4011、第一弹簧；

50、压板组件；501、连接板；502、按压弹簧；503、压板；504、滑动轴；505、滑套；

60、第一图像识别组件；601、安装架；61、第二图像识别组件；611、避让孔；

70、运动机构；701、第一移动组件；702、第二移动组件；703、第三移动组件；80、可移动底盘；90、执行机构；901、装载件；100、机器人。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

应当理解，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一凹槽和第二凹槽仅仅是为了区分不同的凹槽，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在电力系统的巡检工作中，需要对设备进行一些操作，例如操作地刀，目前，已经出现了可以操作地刀的设备，而由设备对地刀进行操作，需要将设备精准地与地刀连接在一起后进行操作。

但是目前的设备在操作地刀时，由于设备相对地刀移动时存在距离误差，地刀与执行端可能存在偏离，导致执行端并不能很好地与地刀精准连接，在两者存在误差的情况下，执行端在操作地刀时，并不能稳定的对地刀执行相应的操作。

参考图1-图5，为了解决上述技术问题，本申请提供了执行机构90，基于驱动组件10驱动输出组件旋转，进而带动执行件30转动，将执行件30配置为与输出组件的第二旋转轴12同轴或相对于第二旋转轴12弯折，并且执行件30与输出组件的第二旋转轴12同轴或相对于第二旋转轴12弯折时能够以自身的第一旋转轴11稳定转动，以至于执行件30与地刀即使偏离一些距离，也能够与地刀连接并且稳定转动。

术语稳定转动指执行件30与地刀相对旋转时不会产生晃动。

参考图1和图2，第一方面，本申请提供的一种执行机构90，包括：

驱动组件10；

调向件202，包括第一连接部2021和相对的第二连接部2022，第一连接部2021与驱动组件10传动连接；

执行件30，与第二连接部2022连接；

其中，第二连接部2022与第一连接部2021转动连接，以使得执行件30的第二旋转轴12能够偏离或共轴于驱动组件10的第一旋转轴11。

通过上述设置，使得执行件30能够通过调向件202偏离一些位置，使得执行件30与地刀对接时，能够避免地刀位置与执行件30位置偏离导致的两者旋转效果不佳的问题。执行件30能够与地刀连接并且稳定转动。

在一些实施例中，执行件30为圆形套筒2014，执行件30朝向地刀的一端具有契合地刀的凹槽，凹槽与地刀接合时，能够转动地刀而不滑脱。

参考图1和图2，在一些实施例中，调向件202包括万向节2023，万向节2023的一端与驱动组件10连接，并且与第一旋转轴11同轴，可弯折的另一端与执行件30连接，并且与第二旋转轴12同轴。

参考图1和图2，在一些实施例中，执行机构90还包括保持机构40，与第二连接部2022连接，用于保持第二旋转轴12与第一旋转轴11同轴，保持机构40在第二连接部2022相对于第一旋转轴11弯折时，能够跟随第二连接部2022弯折。

通过设置保持机构40，可以使得其与调向件202配合下，将调向件202在未对接地刀时，保持为与第一旋转轴11同轴或平行的状态。方便地刀与执行件30对接。

在一些实施例中，保持机构40包括弹性件401，弹性件401的一端与第一连接部2021连接，另一端与第二连接部2022连接。

参考图2，在一些实施例中，保持机构40包括第一弹簧4011，第一弹簧4011套设在调向件202的外部，第一弹簧4011的一端与第一连接部2021连接，另一端与第二连接部2022连接。

第一弹簧4011与调向件202配合，第一弹簧4011恰好将调向件202套设，具有多方向的回弹力。

在一些实施例中，弹性件401包括金属片或金属条，金属片的一端与第一连接部2021连接，另一端与第二连接部2022连接，金属片与金属条可以是多个，围设成环形。

参考图1和图2，在一些实施例中，驱动组件10包括传动组件201和驱动器20，驱动器20与传动组件201连接，驱动器20带动传动组件201转动，传动组件201远离驱动器20的一端与第一连接部2021连接。

驱动器20可以是电机，也可以是电机和直线驱动机构附加旋转运动转化组件，将直线驱动机构的直线运动转化为旋转运动。

参考图1和图2，在一些实施例中，传动组件201包括延伸件2011、轴套2012以及传输轴2013，延伸件2011的一端与驱动器20连接，驱动器20能够驱动延伸转动，延伸件2011相对的另一端与轴套2012连接，轴套2012套设在传输轴2013外部，并且与传输轴2013键连接，传输轴2013远离延伸件2011的一端与调向件202连接，传输轴2013的轴线为第一旋转轴11。

延伸件2011包括套筒2014，套筒2014的一端与驱动器20固定连接，另一端与轴套2012固定连接，套筒2014将驱动器20的旋转力传递给轴套2012。轴套2012与传输轴2013花键连接，轴套2012旋转能够带动传输轴2013转动，传输轴2013与调向件202的第一连接部2021套设在一起。

参考图2和图3，在一些实施例中，执行机构90还包括第二弹簧31，一端与驱动器20连接，另一端与传输轴2013连接，传输轴2013能够沿第一旋转轴11滑动。

通过设置第二弹簧31，使得传输轴2013具备回弹力，使得传输轴2013在控制执行件30与地刀接触时具备更多的容错率。

在本实施中，轴套2012与传输轴2013通过花键连接且两者可以相互配合滑动。

传动组件201还设置有限位组件，用于限制轴套2012与传输轴2013的相对滑动距离。

限位组件包括腰形槽和球头紧定螺钉，腰形槽设置在轴套2012上，球头紧定螺钉与传输轴2013连接，并且与腰形槽套设在一起，使得传输轴2013的滑动范围限于球头紧定螺钉在腰形槽中的滑动距离，防止传输轴2013的过长移动对第二弹簧31造成损伤。

参考图3和图4，在一些实施例中，执行机构90包括压板组件50，用于打开待执行件的封锁件。

参考图3和图4，在一些实施例中，压板组件50包括连接板501、按压弹簧502、压板503、滑动轴504、滑套505。

滑动轴504与连接板501的端部连接，按压弹簧502套设在滑动轴504上，并且与连接板501的端部连接，滑套505套设在滑动轴504远离连接板501的一端，并且滑套505与按压弹簧502连接，压板503与滑套505连接在一起，滑套505可在滑动轴504上滑动。按压弹簧502的设置可以使压板503在受到设备外表面的压力时回退。

参考图3和图4，在一些实施例中，执行机构90还包括装载件901，驱动器20安装在装载件901上，压板组件50连接在装载件901上。

连接板501的一端与装载件901连接，连接板501的另一端通过紧固组件与滑动轴504连接。压板503的移动方向与第一旋转轴11平行。

参考图4，在一些实施例中，执行机构90包括第一图像识别组件60，第一图像识别组件60包括图像采集镜头，用于确定执行机构90相对于待执行件的位置。

第一图像识别组件60包括安装架601，安装架601安装在连接板501上。进一步地，安装架601设置在连接板501的上表面，并位于轴套2012的一侧以节约空间，安装架601的设置使第一图像识别组件60的位置高于执行件30，以便于图像采集。

在一些实施例中，第一图像识别组件60还包括支撑板，支撑板呈“L”型，一端设置在安装架601的上表面，另一端与图像采集镜头连接，起到对图像采集镜头的支持作用，使第一图像识别组件60整体更为稳定。

在一些实施例中，执行机构90包括第二图像识别组件61，用于确定执行件30相对于待执行件的位置。

参考图5，第二图像识别组件61设置在传输轴2013靠近执行件30的一端，并且第二图像识别组件61位于调向件202的第一连接部2021中，使得第二图像识别组件61位于万向节2023远离执行件30的一侧，调向件202、万向节2023均设置有避让孔611，使得第二图像识别组件61能够直接观察到待执行件的信息。执行件30中同样具有避让孔611。采用本方案，一方面可以保证第二图像识别组件61的安装稳定性，另一方面也可以保证第二图像识别组件61的视野不受其他结构的阻碍。参考图2，在一些实施例中，执行机构90包括固定件32，套设在延伸件2011远离驱动组件10的一端，延伸件2011能够相对固定件32转动。

固定件32通过紧固件安装在连接板501上，固定件32可以是轴承，使得套筒2014与轴承内圈能够共同转动。设置固定件32，可以有效防止套筒2014两端传递扭力时产生变形。

参考图6，第二方面，本申请还提供一种机器人100，包括：

第一方面提供的任一项的执行机构90，用于对待执行件执行一个或多个操作；

运动机构70，执行机构90连接在运动机构70上，运动机构70用于带动执行机构90在X轴、Y轴以及Z轴方向移动；

可移动底盘80，运动机构70装设在可移动底盘80，可移动底盘80用于带动运动机构70移动；

测距组件，安装在可移动底盘80，用于确定可移动底盘80与待执行件的相对位置。

通过设置运动机构70，可以实现执行机构90在X轴、Y轴以及Z轴方向移动，例如以地面为基准，运动机构70可以带动执行机构90在平行于地面的平面内移动，以及在垂直于地面的平面中移动，这使得执行机构90可以对接任意位置的地刀，并且对其进行操作。

参考图6，运动机构70包括水平连接在可移动底盘80顶面的第一移动组件701，竖直设置在第一移动组件701上的第二移动组件702，以及平行于第一移动组件701设置的第三移动组件703，第三移动组件703与第二移动组件702连接。第一移动组件701能够带动第二移动组件702在X轴滑动，第二移动组件702能够带动第三移动组件703在Z轴滑动，第三移动组件703与装载件901连接。并且带动执行机构90在Y轴上移动。

第一移动组件701和第二移动组件702以及第三移动组件703均包括滑轨、滑块以及驱动电机，驱动电机能够驱动滑块在滑轨上滑动，以实现各移动组件的相对移动。

术语待执行件指执行机构90将要连接和转动的部件，本申请中指地刀。术语执行一个或多个操作指包括执行一次或多次旋转和/或移动等动作。

可移动底盘80可以包括自动导引车、自巡检机器人100等设备。

测距组件包括激光测距组件，激光测距组件包括2个接近传感器和2个激光测距装置，当可移动底盘80移动两个激光测距装置距电力设备表面距离相等时，确定机器人100当前位姿正对电力设备，进而进行下一步的定位、操作动作。

在一些实施例中，机器人100接收控制信息，控制信息包括导航信息，导航信息包括路径信息和位置信息，机器人100基于导航信息，通过可移动底盘80移动到电力设备附近，当可移动底盘80移动激光测距组件距电力设备表面距离相等时，确定机器人100当前位姿正对电力设备，进而进行下一步的定位、操作动作。机器人100通过第一图像识别组件60，获取执行机构90相对于地刀的位置和距离信息，机器人100根据执行机构90相对于地刀的位置和距离信息，控制运动机构70带动执行机构90运动到预设位置。机器人100通过第二图像识别组件61，获取执行件30与地刀的位置和距离信息，并且根据执行件30与地刀的位置和距离信息，控制执行机构90移动执行件30与地刀进行对接，对接后，机器人100控制执行件30对地刀进行转动。

第三方面，本申请提供一种机器人100执行方法，用于第二方面提供的机器人100，机器人100执行方法包括：

根据导航信息，将机器人100移动到待操作设备附近；

获取机器人100相对于待操作设备的第一位姿信息，根据第一位姿信息，移动机器人100；

获取机器人100相对于待操作设备上的待执行部件的第二位姿信息，根据第二位姿信息，再次移动机器人100；

获取机器人100相对于待执行部件的第三位姿信息，根据第三位姿信息，控制机器人100对待执行部件进行操作。

通过上述步骤，可以实现执行件30与地刀的精准对接，通过激光测距组件与第一图像识别组件60和第二图像识别组件61实现多次定位，实现操作面平行度和操作位置的精定位。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种执行机构，其特征在于，包括：

驱动组件；

调向件，包括第一连接部和相对的第二连接部，所述第一连接部与所述驱动组件传动连接；

执行件，与所述第二连接部连接；

其中，所述第二连接部与所述第一连接部转动连接，以使得所述执行件的第二旋转轴能够偏离或共轴于所述驱动组件的第一旋转轴。

2.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述调向件包括万向节，所述万向节的一端与所述驱动组件连接，并且与所述第一旋转轴同轴，可弯折的另一端与所述执行件连接，并且与所述第二旋转轴同轴。

3.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，还包括保持机构，与所述第二连接部连接，用于保持所述第二旋转轴与所述第一旋转轴同轴，所述保持机构在所述第二连接部相对于所述第一旋转轴弯折时，能够跟随所述第二连接部弯折。

4.根据权利要求3所述的执行机构，其特征在于，所述保持机构包括弹性件，所述弹性件的一端与所述第一连接部连接，另一端与所述第二连接部连接。

5.根据权利要求4所述的执行机构，其特征在于，所述保持机构包括第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述调向件的外部，所述第一弹簧的一端与所述第一连接部连接，另一端与所述第二连接部连接。

6.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述驱动组件包括传动组件和驱动器，所述驱动器与所述传动组件连接，所述驱动器带动所述传动组件转动，所述传动组件远离所述驱动器的一端与所述第一连接部连接。

7.根据权利要求6所述的执行机构，其特征在于，所述传动组件包括延伸件、轴套以及传输轴，所述延伸件的一端与所述驱动器连接，所述驱动器能够驱动所述延伸转动，所述延伸件相对的另一端与所述轴套连接，所述轴套套设在所述传输轴外部，并且与所述传输轴键连接，所述传输轴远离所述延伸件的一端与所述调向件连接，所述传输轴的轴线为所述第一旋转轴。

8.根据权利要求7所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构还包括第二弹簧，一端与所述驱动器连接，另一端与所述传输轴连接，所述传输轴能够沿所述第一旋转轴滑动。

9.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构包括压板组件，用于打开待执行件的封锁件。

10.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构包括第一图像识别组件，用于确定所述执行机构相对于所述待执行件的位置。

11.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构包括第二图像识别组件，用于确定所述执行件相对于所述待执行件的位置。

12.根据权利要求1所述的执行机构，其特征在于，所述执行机构包括固定件，套设在所述延伸件远离所述驱动组件的一端，所述延伸件能够相对所述固定件转动。

13.一种机器人，其特征在于，包括：

权利要求1-12任一项所述的执行机构，用于对所述待执行件执行一个或多个操作；

运动机构，所述执行机构连接在所述运动机构上，所述运动机构用于带动所述执行机构在X轴、Y轴以及Z轴方向移动；

可移动底盘，所述运动机构装设在所述可移动底盘，所述可移动底盘用于带动所述运动机构移动；

测距组件，安装在所述可移动底盘，用于确定所述可移动底盘与所述待执行件的相对位置。

14.一种机器人执行方法，其特征在于，包括：

根据导航信息，将所述机器人移动到待操作设备附近；

获取所述机器人相对于所述待操作设备的第一位姿信息，根据所述第一位姿信息，移动所述机器人；

获取所述机器人相对于所述待操作设备上的待执行部件的第二位姿信息，根据所述第二位姿信息，再次移动所述机器人；

获取所述机器人相对于所述待执行部件的第三位姿信息，根据所述第三位姿信息，控制所述机器人对所述待执行部件进行操作。

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