CN116197755A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种机器人，涉及建筑机器人技术领域。机器人，包括：底盘；机械臂；执行机构，执行机构设置于机械臂的末端；升降机构，升降机构包括基座和驱动单元，基座设置于底盘，驱动单元设置于基座，驱动单元的输出端与机械臂连接；以及防尘组件，防尘组件设置于基座；其中，防尘组件使得驱动单元的输出端与基座之间形成动态密封。本申请的机器人通过防尘组件来对升降机构进行防尘，使得升降机构能够顺畅驱动机械臂，不会因为作业环境中的灰尘影响正常工作。

Description

机器人

技术领域

本申请涉及建筑机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人。

背景技术

传统墙面在进行油漆、防水基膜等装修工艺施工前，需要将刮完腻子的墙面进出打磨处理，一般是工人手持打磨装置对墙面进行打磨，使墙面平整、美观、有一定的粗糙度，便于后续施工。人工打磨墙面作业强度高，粉尘大，对人体伤害大。

现有的自动化打磨设备会用到升降模组，但是由于打磨产生的粉尘较多，升降模组的驱动部分会受到粉尘影响。

发明内容

本申请的目的在于提供一种机器人，其能够改善现有机器人的升降模组容易被粉尘影响升降的驱动部分的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种机器人，包括：

底盘；

机械臂；

执行机构，所述执行机构设置于所述机械臂的末端；

升降机构，所述升降机构包括基座和驱动单元，所述基座设置于所述底盘，所述驱动单元设置于所述基座，所述驱动单元的输出端与所述机械臂连接；以及

防尘组件，所述防尘组件设置于所述基座；

其中，所述防尘组件使得所述驱动单元的输出端与所述基座之间形成动态密封。

防尘组件使得作业产生的灰尘不会进入到升降机构中，机器人通过使用该升降机构，机械臂在带动执行机构作业的过程中的升降可以更为顺畅。

另外，根据本申请的实施例提供的机器人，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述防尘组件包括密封件和挡板，所述挡板与所述基座围成安装腔室，所述挡板在竖直方向开设有滑槽；

所述驱动单元包括驱动件、同步带和滑块，所述驱动件设置于所述基座且输出端伸入所述安装腔室，所述驱动件的输出端与所述同步带传动连接，所述同步带将所述滑槽封挡，所述滑块固定于所述同步带且位于所述滑槽内，所述滑块位于所述安装腔室外侧，用于带动所述机械臂运动；

所述密封件设置于所述滑槽的周向且处于所述安装腔室内；

其中，所述同步带在运动过程中与所述密封件保持接触且将所述滑槽时时封挡。

挡板和基座可以围成安装腔室，以供驱动件的输出端以及同步带进行安装，同步带与密封件保持接触使得挡板的滑槽被封挡，从而避免了外部灰尘进入到安装腔室中，滑块则可以用于外接机械臂。

在本申请的可选实施例中，所述驱动单元包括同步驱动轮、同步惰轮，所述同步惰轮和所述同步驱动轮设置于所述安装腔室内，所述同步带绕设于所述同步惰轮和所述同步驱动轮，所述驱动件的输出端与所述同步驱动轮连接。

通过同步驱动轮和同步惰轮，同步带可以稳定运动，以保障滑块的稳定运动。

在本申请的可选实施例中，所述升降机构还包括张紧单元，所述同步惰轮与所述基座通过所述张紧单元连接，所述张紧单元能够调节所述同步惰轮靠近或者远离所述同步驱动轮，以使得所述同步带松弛或者张紧，所述同步带被张紧时，所述同步带与所述密封件贴合。

张紧单元可以使得同步带保持张紧，以与密封件保持配合，保障密封的效果。

在本申请的可选实施例中，所述张紧单元包括张紧螺钉，所述同步惰轮的转轴开设有螺孔，所述张紧螺钉穿设于所述基座顶部且通过所述螺孔与所述同步惰轮的转轴螺纹连接，旋拧所述张紧螺钉能够带动所述同步惰轮上升或者下降。

通过使用张紧螺钉，在进行张紧调节时十分方便，不需要拆开基座和挡板，并且调节后的稳定性有保障。

在本申请的可选实施例中，所述密封件为密封条，所述同步带的光背面与所述密封条的表面贴合且形成动密封面。

密封条可以与同步带的光背面保持贴合，以便于形成动密封面。

在本申请的可选实施例中，所述密封条的耐磨性较之所述同步带的耐磨性更低。

耐磨性更低的密封条，可以在保障密封性的同时，避免同步带被磨损。

在本申请的可选实施例中，所述密封条采用低摩擦柔性材料制成。

低摩擦柔性材料制成的密封条可以有效保障密封性且避免损坏同步带。

在本申请的可选实施例中，所述密封条的厚度为H，所述同步带张紧时，所述同步带与所述挡板的内壁之间的间距为S，满足H＞S。

由于密封条的厚度大于同步带与挡板之间的间距，使得同步带被张紧时，即可与密封条保持接触，实现密封。

在本申请的可选实施例中，所述同步带的宽度为D，所述滑槽的宽度为F，满足D-F＞10mm。

同步带的宽度保障了同步带在运行的过程中，能够不因为外力的影响而不能在宽度方向上遮挡滑槽。

在本申请的可选实施例中，所述升降机构还包括一级升降单元和一级V型导轨，所述一级V型导轨设置于所述基座的两侧，所述一级升降单元包括一级输出组件、一级机架和一级V型导轮，所述一级机架与所述滑块固定连接，所述一级输出组件设置于所述一级机架且用于连接所述机械臂，所述一级V型导轮设置于所述一级机架且与所述一级V型导轨配合。

一级机架可以作为滑块的延伸，更方便与机械臂连接，一级V型导轨和一级V型导轨的配合本身具备防尘性能，不需要额外的防尘结构就可以避免灰尘影响升降，从而节省空间。

在本申请的可选实施例中，所述升降机构还包括二级升降单元，所述二级升降单元包括二级机架和二级V型导轮，所述一级升降单元还包括二级V型导轨，所述二级V型导轨设置于所述一级机架，所述二级V型导轮设置于所述二级机架且与所述二级V型导轨配合，所述一级输出组件通过所述二级机架与所述机械臂连接。

二级机架作为一级输出组件的延伸，可以进一步传导驱动力，使得机械臂的活动范围更广，二级V型导轮和二级V型导轨的配合本身具备防尘性能，不需要额外的防尘结构就可以避免灰尘影响升降，从而节省空间。

在本申请的可选实施例中，所述一级输出组件包括联动同步带和联动轮，所述联动轮设置于所述一级机架，所述联动同步带绕设于所述联动轮，所述联动同步带的一端与所述基座固定，所述联动同步带的另外一端与所述二级机架固定。

通过使用联动轮，并结合联动同步带的作用，形成动滑轮结构，使得机械臂可以被更小的驱动力驱动，而驱动力相同时，机械臂相应的速度更快。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请的实施例提供的机器人的示意图；

图2为本申请的实施例提供的升降机构的示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为图1隐去一级升降单元、二级升降单元后的正视图；

图5为图4的爆炸图；

图6为图4的A-A方向的剖视图；

图7为图4的B-B方向的剖视图；

图8为图7的C部分的局部放大图；

图9为一级升降单元的示意图；

图10为图9的D-D方向的剖视图；

图11为图9的爆炸图；

图12为二级升降单元的爆炸图；

图13为升降机构升起后的示意图；

图14为图13的E部分的局部放大图。

图标：1000-机器人；100-底盘；200-机械臂；300-执行机构；400-升降机构；410-基座；411-上限位块；412-下限位块；420-驱动单元；421-驱动件；4211-伺服电机；4212-减速机；422-同步带；423-滑块；441-一级同步带齿形块；451-同步驱动轮；452-同步惰轮；460-张紧螺钉；471-一级升降单元；4711-一级输出组件；47112-联动同步带；47114-联动轮；4712-一级机架；47121-连接梁；4713-一级V型导轮；4714-二级V型导轨；472-一级V型导轨；480-二级升降单元；481-二级机架；482-二级V型导轮；491-二级同步带齿形块；492-二级同步带固定块；493-同步带齿形块；501-密封件；502-挡板；5021-滑槽；600-电控柜；700-机械臂控制柜；800-电池柜；900-集尘箱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，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。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。

实施例

请结合图1，本申请的实施例提供了一种机器人1000，包括：

底盘100；

机械臂200；

执行机构300，执行机构300设置于机械臂200的末端；

请结合图2至图4，升降机构400，升降机构400包括基座410和驱动单元420，基座410设置于底盘100，驱动单元420设置于基座410，驱动单元420的输出端与机械臂200连接；以及

防尘组件，防尘组件设置于基座410；

其中，防尘组件使得驱动单元420的输出端与基座410之间形成动态密封。

其中，本实施例的机器人1000为打磨机器人，打磨机器人还包括电控柜600以及机械臂控制柜700，所用的底盘100为AGV底盘，并配置有电池柜800和集尘箱900。执行机构300为打磨执行机构，用于对墙面进行打磨，工作环境容易有灰尘。可以理解的是，本申请的机器人1000还可以用于其他一些有较多灰尘的作业环境中，以避免升降过程有灰尘影响。

简单而言，防尘组件使得作业产生的灰尘不会进入到升降机构400中，机器人1000通过使用该升降机构400，机械臂200在带动执行机构300作业的过程中的升降可以更为顺畅。

请结合图5至图8，防尘组件包括密封件501和挡板502，挡板502与基座410围成安装腔室，挡板502在竖直方向开设有滑槽5021；

驱动单元420包括驱动件421、同步带422和滑块423，驱动件421设置于基座410且输出端伸入安装腔室，驱动件421的输出端与同步带422传动连接，同步带422将滑槽5021封挡，滑块423固定于同步带422且位于滑槽5021内，滑块423位于安装腔室外侧，用于带动机械臂200运动；

密封件501设置于滑槽5021的周向且处于安装腔室内；

其中，同步带422在运动过程中与密封件501保持接触且将滑槽5021时时封挡。

其中，本实施例的驱动件421由伺服电机4211和减速机4212构成，减速机4212的输出轴处于安装腔室中。

挡板502和基座410可以围成安装腔室，以供驱动件421的输出端以及同步带422进行安装，同步带422与密封件501保持接触使得挡板502的滑槽5021被封挡，从而避免了外部灰尘进入到安装腔室中，滑块423则可以用于外接机械臂200。在本实施例中，基座410可以是一个框架结构，然后框架的后侧用防尘板进行封挡，前侧则可以用挡板502进行封挡，以使得安装腔室除了挡板502上的滑槽5021以外，没有其他的开口。在本实施例中，滑块423通过一级同步带齿形块441与同步带422固定连接。

请结合图5和图6，驱动单元420包括同步驱动轮451、同步惰轮452，同步惰轮452和同步驱动轮451设置于安装腔室内，同步带422绕设于同步惰轮452和同步驱动轮451，驱动件421的输出端与同步驱动轮451连接。通过同步驱动轮451和同步惰轮452，同步带422可以稳定运动，以保障滑块423的稳定运动。

升降机构400还包括张紧单元，同步惰轮452与基座410通过张紧单元连接，张紧单元能够调节同步惰轮452靠近或者远离同步驱动轮451，以使得同步带422松弛或者张紧，同步带422被张紧时，同步带422与密封件501贴合。张紧单元可以使得同步带422保持张紧，以与密封件501保持配合，保障密封的效果。

请结合图6，张紧单元包括张紧螺钉460，同步惰轮452的转轴开设有螺孔，张紧螺钉460穿设于基座410顶部且通过螺孔与同步惰轮452的转轴螺纹连接，旋拧张紧螺钉460能够带动同步惰轮452上升或者下降。如图4所示，本实施例在同步惰轮452的转轴的两端都设有张紧螺钉460。通过使用张紧螺钉460，在进行张紧调节时十分方便，即便在使用过程中也可以进行张紧，不需要拆开基座410和挡板502，并且调节后的稳定性有保障。而在安装同步带422时，则可以先松开张紧螺钉460，在安装完毕后，再将同步带422张紧，安装过程也方便。

请结合图7和图8，在本实施例中，密封件501为密封条，同步带422的光背面与密封条的表面贴合且形成动密封面。密封条可以与同步带422的光背面保持贴合，以便于形成动密封面。可以选择的是，密封条的耐磨性较之同步带422的耐磨性更低。耐磨性更低的密封条，可以在保障密封性的同时，避免同步带422被磨损。比如可以选择聚四氟乙烯这样的低摩擦柔软材料制作密封条。低摩擦柔性材料制成的密封条可以有效保障密封性且避免损坏同步带422。

进一步的，密封条的厚度为H，同步带422张紧时，同步带422与挡板502的内壁之间的间距为S，满足H＞S。在本实施例中H-S＝0.5mm。同步带422的宽度为D，滑槽5021的宽度为F，满足D-F＞10mm。由于密封条的厚度大于同步带422与挡板502之间的间距，使得同步带422被张紧时，即可与密封条保持接触，实现密封。同步带422的宽度保障了同步带422在运行的过程中，能够不因为外力的影响而不能在宽度方向上遮挡滑槽5021。当然，需要说明的是，同步带422在张紧后也不会与挡板502接触，而是具有间距，避免与挡板502之间产生摩擦。

请结合图9至图11，升降机构400还包括一级升降单元471和一级V型导轨472，一级V型导轨472设置于基座410的两侧，一级升降单元471包括一级输出组件4711、一级机架4712和一级V型导轮4713，一级机架4712与滑块423固定连接，一级输出组件4711设置于一级机架4712且用于连接机械臂200，一级V型导轮4713设置于一级机架4712且与一级V型导轨472配合。一级机架4712通过连接梁47121与滑块423连接，使得一级机架4712可以作为滑块423的延伸，更方便与机械臂200连接，一级V型导轨472和一级V型导轨472的配合本身具备防尘性能，不需要额外的防尘结构就可以避免灰尘影响升降，从而节省空间。在基座410上设有上限位块411和下限位块412，以限制一级机架4712的上下运动范围，避免过量移动损坏部件。

请结合图12至图14，升降机构400还包括二级升降单元480，二级升降单元480包括二级机架481和二级V型导轮482，一级升降单元471还包括二级V型导轨4714，二级V型导轨4714设置于一级机架4712，二级V型导轮482设置于二级机架481且与二级V型导轨4714配合，一级输出组件4711通过二级机架481与机械臂200连接。二级机架481作为一级输出组件4711的延伸，可以进一步传导驱动力，使得机械臂200的活动范围更广，二级V型导轮482和二级V型导轨4714的配合本身具备防尘性能，不需要额外的防尘结构就可以避免灰尘影响升降，从而节省空间。

请结合图14，一级输出组件4711包括联动同步带47112和联动轮47114，联动轮47114设置于一级机架4712，联动同步带47112绕设于联动轮47114，联动同步带47112的一端通过二级同步带齿形块491、二级同步带固定块492与基座410固定，联动同步带47112的另外一端通过同步带齿形块493与二级机架481固定。通过使用联动轮47114，并结合联动同步带47112的作用，形成动滑轮结构，使得机械臂200可以被更小的驱动力驱动，而驱动力相同时，机械臂200的运动速度更快。

可以理解的是，本申请的驱动单元420的滑块423在连接一级升降单元471和二级升降单元480后，滑块423以及所连接的一级升降单元471和二级升降单元480可以共同视为驱动单元420的输出端，防尘组件在输出端与基座410之间进行动态密封。

本实施例的原理是：

现有的自动打磨设备的升降模组常常受到打磨时的腻子粉尘这样的灰尘影响，使得其传动带和传动轮容易被损坏，此外导向机构上也容易有灰尘影响，需要加装风琴罩一类的防尘部件，但会占很大空间，缩小了升降模组的可用行程。此外，由于风琴罩结构复杂，使用成本较高。

而本实施例则是仅在挡板502上有滑槽5021作为开口，并用同步带422将滑槽5021封挡，并且配置有密封条，在同步带422张紧后，即可抵靠在密封条上，使得滑槽5021被有效封挡，不会由于同步带422的运动而漏出缝隙，使得灰尘不能进入到安装腔室，有效避免了灰尘的影响，保障驱动件421与同步驱动轮451，同步带422与同步驱动轮451、同步惰轮452之间的正常配合。加之密封条是低摩擦柔性材料制作，不会影响同步带422的使用寿命，后期维护成本低，使用更加经济。

综上所述，本申请的机器人1000通过防尘组件来对升降机构400进行防尘，使得升降机构400能够顺畅驱动机械臂200，不会因为作业环境中的灰尘影响正常工作。

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

Claims (13)

1.一种机器人，其特征在于，包括：

底盘；

机械臂；

执行机构，所述执行机构设置于所述机械臂的末端；

升降机构，所述升降机构包括基座和驱动单元，所述基座设置于所述底盘，所述驱动单元设置于所述基座，所述驱动单元的输出端与所述机械臂连接；以及

防尘组件，所述防尘组件设置于所述基座；

其中，所述防尘组件使得所述驱动单元的输出端与所述基座之间形成动态密封。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述防尘组件包括密封件和挡板，所述挡板与所述基座围成安装腔室，所述挡板在竖直方向开设有滑槽；

所述驱动单元包括驱动件、同步带和滑块，所述驱动件设置于所述基座且输出端伸入所述安装腔室，所述驱动件的输出端与所述同步带传动连接，所述同步带将所述滑槽封挡，所述滑块固定于所述同步带且位于所述滑槽内，所述滑块位于所述安装腔室外侧，用于带动所述机械臂运动；

所述密封件设置于所述滑槽的周向且处于所述安装腔室内；

其中，所述同步带在运动过程中与所述密封件保持接触且将所述滑槽时时封挡。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述驱动单元包括同步驱动轮、同步惰轮，所述同步惰轮和所述同步驱动轮设置于所述安装腔室内，所述同步带绕设于所述同步惰轮和所述同步驱动轮，所述驱动件的输出端与所述同步驱动轮连接。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述升降机构还包括张紧单元，所述同步惰轮与所述基座通过所述张紧单元连接，所述张紧单元能够调节所述同步惰轮靠近或者远离所述同步驱动轮，以使得所述同步带松弛或者张紧，所述同步带被张紧时，所述同步带与所述密封件贴合。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述张紧单元包括张紧螺钉，所述同步惰轮的转轴开设有螺孔，所述张紧螺钉穿设于所述基座顶部且通过所述螺孔与所述同步惰轮的转轴螺纹连接，旋拧所述张紧螺钉能够带动所述同步惰轮上升或者下降。

6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述密封件为密封条，所述同步带的光背面与所述密封条的表面贴合且形成动密封面。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述密封条的耐磨性较之所述同步带的耐磨性更低。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述密封条采用低摩擦柔性材料制成。

9.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述密封条的厚度为H，所述同步带张紧时，所述同步带与所述挡板的内壁之间的间距为S，满足H＞S。

10.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述同步带的宽度为D，所述滑槽的宽度为F，满足D-F＞10mm。

11.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述升降机构还包括一级升降单元和一级V型导轨，所述一级V型导轨设置于所述基座的两侧，所述一级升降单元包括一级输出组件、一级机架和一级V型导轮，所述一级机架与所述滑块固定连接，所述一级输出组件设置于所述一级机架且用于连接所述机械臂，所述一级V型导轮设置于所述一级机架且与所述一级V型导轨配合。

12.根据权利要求11所述的机器人，其特征在于，所述升降机构还包括二级升降单元，所述二级升降单元包括二级机架和二级V型导轮，所述一级升降单元还包括二级V型导轨，所述二级V型导轨设置于所述一级机架，所述二级V型导轮设置于所述二级机架且与所述二级V型导轨配合，所述一级输出组件通过所述二级机架与所述机械臂连接。

13.根据权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述一级输出组件包括联动同步带和联动轮，所述联动轮设置于所述一级机架，所述联动同步带绕设于所述联动轮，所述联动同步带的一端与所述基座固定，所述联动同步带的另外一端与所述二级机架固定。

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