CN116463909A - 一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抹平机器人技术领域，具体一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，包括：走机器人，其用于在预设的路线上移动；抹平装置，所述抹平装置设置在所述行走机器人车尾的位置，在所述行走机器人移动时，抹平装置摆动对行走机器人行走的区域进行抹平处理，其中：所述抹平装置包括驱动电机一、摆动机构和抹平机构，所述驱动电机一固定连接在所述行走机器人的尾部。三并联悬挂机构占用空间小，结构紧凑，承载能力大，可以调整第二刮板在空间内所需任意姿态和角度，使抹平板的抹平工作更容易实现，如上坡时三并联悬挂机构通过调节角度使整车有坡度的情况下保持抹平板的水平，从而实现同一水平线抹平。

Description

一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人

技术领域

本发明涉及抹平机器人技术领域，具体涉及一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人。

背景技术

抹平机器人用于对施工的路面进行抹平处理，抹平机器人外部配有一台NUC微型电脑、一个微型显示屏、一台路由器，内部利用履带式底盘提供牵引力，通讯方面外部电脑通过ip连接无线操控的方式对NUC进行连接控制，在NUC内置的ROS操作平台内发送电机驱动信号和小车双自由度移动信号。在抹平面质量检测方面，利用深度相机和激光收发器的方式确保施工精度，深度相机利用ROS内置的SIFT特征识别算法和FAST角点检测算法，利用AI的机器学习方法提高工作面的精度。

现有的抹平机器人在施工中，利用抹平机构对路面进行抹平的过程中，需要在指定路线上需要进行多次抹平，这样机器人行走的路线上，以及抹平机构转动抹平时，机器人两边边缘处均留下堆积状态，这样会影响质量，而且影响效率，另外路线进行中存在坡度，这样机器人无法自行适应坡度变化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，包括：

行走机器人，其用于在预设的路线上移动；

抹平装置，所述抹平装置设置在所述行走机器人车尾的位置，在所述行走机器人移动时，抹平装置摆动对行走机器人行走的区域进行抹平处理，其中：

所述抹平装置包括驱动电机一、摆动机构和抹平机构，所述驱动电机一固定连接在所述行走机器人的尾部，所述驱动电机一通过电机座固定在所述行走机器人的顶部，所述驱动电机一使所述摆动机构往复摆动，所述抹平机构固定在所述摆动机构的一侧；

三位抹平机构，所述三位抹平机构包括一体侧向抹平机构和前侧抹平机构，一体侧向抹平机构用于对行走机器人两侧进行抹平，所述前侧抹平机构的设置在所述行走机器人的前端，用于对前侧区域进行抹平；

三并联悬挂机构，设置在所述行走机器人车头的位置，所述三并联悬挂机构的两侧设置有用于感应行走路线坡度的接触机构，前侧抹平机构设置在所述三并联悬挂机构中间的位置。

进一步地，所述摆动机构包括固定座架、第一连接板、第二连接板和顶部安装板，所述固定座架设置在所述行走机器人上，所述固定座架、第一连接板、第二连接板和顶部安装板呈平行四边形框架，所述第一连接板、第二连接板沿机器人宽度方向前后设置，所述第一连接板与第二连接板和所述固定座架和顶部安装板之间采用铰接的连接方式，所述第二连接板的外侧设置有连接齿轮一，所述平行四边形框架内设置有十字导向机构，所述驱动电机一的输出端有一个导向杆在所述十字导向机构的槽内，所述十字导向机构的水平端铰接在所述第一连接板和所述第二连接板内。

进一步地，所述摆动机构还包括反向摆臂机构，其包括两个转动轴，所述转动轴转动设置在所述顶部安装板的一侧，其中一个所述转动轴的一端固定连接有连接齿轮二，所述连接齿轮一与所述连接齿轮二啮合，两个所述转动轴的另一端均连接有摆动臂，两个所述摆动臂的底端铰接有连接座，所述连接座与所述抹平机构固定连接。

进一步地，所述抹平机构包括竖向架，所述竖向架内设置有转动丝杆机构，滑座在所述转动丝杆机构上上下滑动，所述滑座的外侧固定连接有驱动电机二，所述驱动电机二的输出端固定连接有抹平板。

进一步地，所述一体侧向抹平机构包括固定支撑，所述固定支撑上固定连接有安装条，所述安装条底部固定连接有第一正反转电机，所述第一正反转电机的输出端固定连接有摆杆，所述摆杆底部固定连接有第一刮平板。

进一步地，所述前侧抹平机构包括旋转座，所述旋转座转动设置在所述三并联悬挂机构内，所述旋转座上固定连接有第二正反转电机，所述第二正反转电机的输出端固定连接有转动部分，所述转动部分固定连接有第二刮平板。

进一步地，所述接触机构包括连杆座，所述连杆座的外端固定连接有转套，所述转套内套接有行走轮，所述连杆座的内端铰接有铰接座，所述连杆座的内端设置有齿轮一，所述齿轮一啮合有齿轮二，所述齿轮二转动连接在所述铰接座内，所述齿轮二的一侧固定连接有拨杆。

进一步地，所述三并联悬挂机构包括U形座，所述U形座内铰接有所述旋转座，所述旋转座的两端轴杆固定连接有驱动齿轮，位于所述U形座的一侧固定连接有不完全齿轮，不完全齿轮通过支撑杆固定在行走机器人上，所述不完全齿轮的外侧固定连接有连接轴，所述连接轴的外端通过拉簧固定连接在所述行走机器人上，所述拨杆位于所述连接轴的下方。

本发明具有如下有益效果：

三并联悬挂机构占用空间小，结构紧凑，承载能力大，可以在空间内调整第二刮板在任意所需姿态角度，使抹平板的抹平工作更容易实现，如上坡时三并联悬挂机构使车整体上坡的情况下抹平板保持水平，从而实现同一水平线抹平。

附图说明

图1是本发明在坡度区域行走时的状态图；

图2是本发明在水平区域行走时的状态图；

图3是本发明抹平装置的左视图；

图4是本发明抹平装置的右视图；

图5是本发明一体侧向抹平机构的示意图；

图6是本发明接触机构的示意图；

图7是本发明三并联悬挂机构的示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

请参阅1和图2，一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，包括：行走机器人1，其用于在预设的路线上移动，行走机器人1使用磨砂平履带，解决了在混凝土上行走出现压痕的情况；

抹平装置2，抹平装置2设置在行走机器人1车尾的位置，在行走机器人1移动时，抹平装置2摆动对行走机器人1行走的区域进行抹平处理，其中：

参阅图3和图4所示的抹平装置2包括驱动电机一25、摆动机构和抹平机构，驱动电机一25固定连接在行走机器人1的尾部，驱动电机一25通过电机座固定在行走机器人1的顶部，驱动电机一25使摆动机构往复摆动，抹平机构固定在摆动机构的一侧，在摆动机构摆动时，抹平机构与之反向摆动；

驱动电机一25的输出端带动摆动机构左右摆动时，抹平机构与摆动机构摆动的方向始终保持相反，这样能够使得抹平机构在前进的路线上来回移动，移动的过程中抹平处与地面接触一边旋转抹平，一边往复抹平，这样能够在一个周期内，可多次对混凝土路线进行抹平，能够快速的将凸起的底面进行处理，不用机器人往复操作，提高了抹平的效率。

在上述实施例中，摆动机构包括固定座架21、第一连接板22、第二连接板23和顶部安装板24，固定座架21设置在行走机器人1上，固定座架21、第一连接板22、第二连接板23和顶部安装板24呈平行四边形框架，第一连接板22、第二连接板23沿机器人宽度方向前后设置，第一连接板22与第二连接板23和固定座架21和顶部安装板24之间采用铰接的连接方式，第二连接板23的外侧设置有连接齿轮一27，平行四边形框架内设置有十字导向机构26，驱动电机一25的输出端有一个导向杆在十字导向机构26的槽内，十字导向机构26的水平端铰接在第一连接板22和第二连接板23内。摆动机构还包括反向摆臂机构，其包括两个转动轴，转动轴转动设置在顶部安装板24的一侧，其中一个转动轴的一端固定连接有连接齿轮二211，连接齿轮一27与连接齿轮二212啮合，两个转动轴的另一端均连接有摆动臂212，两个摆动臂212的底端铰接有连接座213，连接座213与抹平机构固定连接。抹平机构包括竖向架214，竖向架214内设置有转动丝杆机构215，滑座29在转动丝杆机构215上上下滑动，滑座29的外侧固定连接有驱动电机二28，驱动电机二28的输出端固定连接有抹平板210。

驱动电机一25输出端的导向杆在十字导向机构26的槽转动时，十字导向机构26具有一个竖向槽，导杆带动十字导向机构26在前进的方向上左右摆动，进而当十字导向机构26左右移动时，平行四边形框架的四个连接点采用铰接，这样平行四边形框架能够被十字导向机构26带动往复转动，在摆动时，连接齿轮一27与连接齿轮二212啮合，连接齿轮一27带动连接齿轮二212与之反向转动，进而连接齿轮二212能使得摆动臂212与之相反方向摆动，此时驱动电机二28的输出端的抹平板210能够在旋转中，左右摆动，进而能够提高抹平的效率，转动丝杆机构215可以转动，使得滑座29能够上下调节高度，这样能够根据施工操作中的场景不同，可进行适当调节。

参阅图1、图2、图5和图6所示的三位抹平机构3，三位抹平机构包括一体侧向抹平机构31和前侧抹平机构32，一体侧向抹平机构31用于对行走机器人1两侧进行抹平，前侧抹平机构32的设置在行走机器人1的前端，用于对前侧区域进行抹平，一体侧向抹平机构包括固定支撑，固定支撑上固定连接有安装条311，安装条311底部固定连接有第一正反转电机312，第一正反转电机312的输出端固定连接有摆杆313，摆杆313底部固定连接有第一刮平板314，前侧抹平机构32包括旋转座324，旋转座324转动设置在三并联悬挂机构4内，旋转座324上固定连接有第二正反转电机321，第二正反转电机321的输出端固定连接有转动部分323，转动部分323固定连接有第二刮平板322。

一体侧向抹平机构31和前侧抹平机构32在机器人行走中沿着轴向转动，这样第二刮平板322和第一刮平板314能够对行进的路面进行刮抹，这样设置的好处在于第二刮平板322将行走机器人1前进方向上的路面的凸起的混凝土进行刮抹和摊匀，避免影响机器人行走，第一刮平板314将机器人行走时产生的压痕积累进行抹平，进而保证了路面的刮抹效果。

参阅6和参阅7所示的三并联悬挂机构4，设置在行走机器人1车头的位置，三并联悬挂机构4的两侧设置有用于感应行走路线坡度的接触机构5，前侧抹平机构32设置在三并联悬挂机构4中间的位置，接触机构5包括连杆座51，连杆座51的外端固定连接有转套，转套内套接有行走轮52，连杆座51的内端铰接有铰接座53，连杆座53的内端设置有齿轮一54，齿轮一54啮合有齿轮二55，齿轮二55转动连接在铰接座53内，齿轮二55的一侧固定连接有拨杆56。三并联悬挂机构4包括U形座41，U形座41内铰接有旋转座324，旋转座324的两端轴杆固定连接有驱动齿轮42，位于U形座41的一侧固定连接有不完全齿轮43，不完全齿轮43通过支撑杆44固定在行走机器人1上，不完全齿轮44的外侧固定连接有连接轴45，连接轴45的外端通过拉簧46固定连接在行走机器人1上，拨杆56位于连接轴45的下方。

接触机构5的使用，行走轮52与斜坡接触时，由于存在坡度，行走轮52使得连杆座51另一端的转动，连杆座51上的齿轮一54向下转动，进而与齿轮一54啮合的齿轮二55向上转动，这样一来，齿轮二55另一端的使得连接轴45向上翘起，进而连接轴45上的不完全齿轮43向下转动，这样不完全齿轮43啮合驱动齿轮42能够转动，进而第二刮板322能够转动起来，这样当行走机器人1在斜坡上行走时，能够避免第二盖板322与斜面产生碰撞造成机器人出现损坏的情况，使得第二刮板322能够对根据斜面角度，适应性的调节至斜面的角度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于,包括：

行走机器人，其用于在预设的路线上移动；

抹平装置，所述抹平装置设置在所述行走机器人车尾的位置，在所述行走机器人移动时，抹平装置摆动对行走机器人行走的区域进行抹平处理，其中：

所述抹平装置包括驱动电机一、摆动机构和抹平机构，所述驱动电机一固定连接在所述行走机器人的尾部，所述驱动电机一通过电机座固定在所述行走机器人的顶部，所述驱动电机一使所述摆动机构往复摆动，所述抹平机构固定在所述摆动机构的一侧；

三位抹平机构，所述三位抹平机构包括一体侧向抹平机构和前侧抹平机构，一体侧向抹平机构用于对行走机器人两侧进行抹平，所述前侧抹平机构的设置在所述行走机器人的前端，用于对前侧区域进行抹平；

三并联悬挂机构，设置在所述行走机器人车头的位置，所述三并联悬挂机构的两侧设置有用于感应行走路线坡度的接触机构，前侧抹平机构设置在所述三并联悬挂机构中间的位置。

2.根据权利要求书1所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述摆动机构包括固定座架、第一连接板、第二连接板和顶部安装板，所述固定座架设置在所述行走机器人上，所述固定座架、第一连接板、第二连接板和顶部安装板呈平行四边形框架，所述第一连接板、第二连接板沿机器人宽度方向前后设置，所述第一连接板与第二连接板和所述固定座架和顶部安装板之间采用铰接的连接方式，所述第二连接板的外侧设置有连接齿轮一，所述平行四边形框架内设置有十字导向机构，所述驱动电机一的输出端有一个导向杆在所述十字导向机构的槽内，所述十字导向机构的水平端铰接在所述第一连接板和所述第二连接板内。

3.根据权利要求书2所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述摆动机构还包括反向摆臂机构，其包括两个转动轴，所述转动轴转动设置在所述顶部安装板的一侧，其中一个所述转动轴的一端固定连接有连接齿轮二，所述连接齿轮一与所述连接齿轮二啮合，两个所述转动轴的另一端均连接有摆动臂，两个所述摆动臂的底端铰接有连接座，所述连接座与所述抹平机构固定连接。

4.根据权利要求书3所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述抹平机构包括竖向架，所述竖向架内设置有转动丝杆机构，滑座在所述转动丝杆机构上上下滑动，所述滑座的外侧固定连接有驱动电机二，所述驱动电机二的输出端固定连接有抹平板。

5.根据权利要求书4所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述一体侧向抹平机构包括固定支撑，所述固定支撑上固定连接有安装条，所述安装条底部固定连接有第一正反转电机，所述第一正反转电机的输出端固定连接有摆杆，所述摆杆底部固定连接有第一刮平板。

6.根据权利要求书5所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述前侧抹平机构包括旋转座，所述旋转座转动设置在所述三并联悬挂机构内，所述旋转座上固定连接有第二正反转电机，所述第二正反转电机的输出端固定连接有转动部分，所述转动部分固定连接有第二刮平板。

7.根据权利要求书6所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述接触机构包括连杆座，所述连杆座的外端固定连接有转套，所述转套内套接有行走轮，所述连杆座的内端铰接有铰接座，所述连杆座的内端设置有齿轮一，所述齿轮一啮合有齿轮二，所述齿轮二转动连接在所述铰接座内，所述齿轮二的一侧固定连接有拨杆。

8.根据权利要求书7所述的一种带有自主悬挂机构的地面抹平机器人，其特征在于：所述三并联悬挂机构包括U形座，所述U形座内铰接有所述旋转座，所述旋转座的两端轴杆固定连接有驱动齿轮，位于所述U形座的一侧固定连接有不完全齿轮，不完全齿轮通过支撑杆固定在行走机器人上，所述不完全齿轮的外侧固定连接有连接轴，所述连接轴的外端通过拉簧固定连接在所述行走机器人上，所述拨杆位于所述连接轴的下方。