CN205097176U - 一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块，包括夹爪、滑块、第一舵机、弹性凸起件、齿轮组、第二舵机、第一连接件和滑环，夹爪通过第一连接板和齿轮组连接，第二舵机安装在齿轮组上方，安装在夹爪外层的凹槽上，凹槽两端设有圆柱孔，弹性凸起件安装在所述圆柱孔内，夹爪与第一舵机通过滑环连接。本实用新型设计的末端夹持器模块，结构简单，在比较平坦的地面上，夹持器可以转换成滚轮，通过舵机驱动实现滚轮的转动，从而实现机器人的轮式爬行方式，提高了其爬行速度和爬行稳定性。

Description

一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块。

背景技术

由于实际环境的复杂性，机器人的移动性能决定着其应用的环境场合范围。目前机器人的虽然已经实现了轮式、履带式、腿足式等移动方式，但大多数机器人都是针对某一特定环境所开发的，对环境的适应性较差。

Minibibot爬行机器人是具有多种运动方式的小型双手夹爪攀爬机器人，中间由4个关节转轴互相平行的T型关节串接，而后在两端各接1个I型关节，再在两个末端分别连接一个夹持器模块。通过软件控制，该机器人可以实现蛇形匍匐、双足步行、码垛操作、攀爬杆件、单杠回环五种运动方式。

目前该机器人这些运动方式适用于各种复杂的环境地形，但存在着明显的缺点：一是移动速度相对较慢；二是运动形式比较复杂，控制起来比较困难；三是运动姿态不稳定，振动剧烈。在比较平坦的地形上相对轮式和履带式的移动方式体现出较大的劣势。

实用新型内容

为克服目前Minibibot爬行机器人的运动缺陷，丰富其爬行方式，本实用新型设计了一种新的末端夹持器模块，该模块结构简单，在比较平坦的地面上，夹持器可以转换成滚轮，通过舵机驱动实现滚轮的转动，从而实现机器人的轮式爬行方式，提高了其爬行速度和爬行稳定性。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块，包括夹爪、滑块、第一舵机、弹性凸起件、齿轮组、第二舵机、第一连接件和滑环，所述夹爪通过第一连接板和齿轮组连接，第二舵机安装在齿轮组上方，滑块安装在夹爪外层的凹槽上，所述凹槽两端设有圆柱孔，弹性凸起件安装在所述圆柱孔内，所述夹爪与第一舵机通过滑环连接。

在上述技术方案中，所述夹爪呈对称分布结构，以便其张开或闭合时两夹爪块同时对称动作；所述夹爪呈圆弧形，外层开有圆弧凹槽，圆弧凹槽两端各开有两个圆柱孔；所述圆弧凹槽上分布圆弧滑块，所述圆弧滑块沿圆弧凹槽滑动，其两端各开有两个球形凹槽；所述球形凹槽与圆柱孔的中心线重合，相邻凹槽或圆柱孔的中心线相交于所述圆弧夹爪的中心线上，交角为45°；所述圆柱孔内分布有弹性凸起结构；所述夹持模块与舵机转轴通过滑环相互连接，所述滑环的中心线与舵机转轴重合，并与所述夹持器的对称面重合。

优选的，所述夹爪呈圆弧状，两边对称分布，外围开有凹槽导向轨，所述凹槽内嵌套滑块，所述滑块呈圆弧状，圆心角为30-60度，所述滑块两端内侧对称开有球形凹槽，所述球形凹槽的轴线交角为45°。

优选的，所述夹爪的圆弧圆心角与滑块的圆弧圆心角相同。

优选的，所述齿轮组由两个对称啮合的齿轮组成，第二舵机驱动齿轮组转动，齿轮组带动夹爪实现对称张合动作。

优选的，所述滑环包括内环和外环，所述内环和外环相互独立转动，外环与所述第一舵机固定连接，内环与所述夹爪固定连接。

本实用新型结构简单，制作方便，当所述滑块处于不同位置是，该结构能分别实现夹持功能和滚动爬行功能。对于杆件，该机器人可以通过夹持功能进行攀爬，对于平坦的地面，该机器人可以将夹持模块转化为滚轮，实现地面的滚动爬行，丰富了机器人的运动方式，也提高了其移动速度。

与现有技术相比，本实用新型采用的技术方案具有下述有益效果：

1）本实用新型结构简单，制作方便，能够根据滑块所处位置的不同，分别实现夹持功能和滚动爬行功能；

2）对于杆件，本末端模块可以通过夹持功能进行攀爬，对于平坦的地面，本末端模块可以将夹持模块转化为滚轮，实现地面的滚动爬行；

3）本末端模块丰富了机器人的运动方式，也提高了其移动速度。

附图说明

图1为本实用新型中夹持模块的零件爆炸图。

图2为本实用新型中夹持模块采用夹持功能时夹爪张开的状态。

图3为本实用新型中夹持模块转化为滚轮功能时的状态。

图4为使用本实用新型的MiniBibot机器人的轴测图。

图中：1-夹爪，2-滑块，3-第一舵机，4-万向轮，5-弹性凸起件，6-齿轮组，7-第二舵机，8-第一连接板，9-滑环，10-第二连接板，11-凹槽，12-圆柱孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块。

参照图1所示，一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块，包括夹爪1、滑块2、第一舵机3、弹性凸起件5、齿轮组6、第二舵机7、第一连接件8和滑环9，所述夹爪1通过第一连接板8和齿轮组6连接，第二舵机7安装在齿轮组6上方，滑块2安装在夹爪1外层的凹槽11上，所述凹槽11两端设有圆柱孔12，弹性凸起件5安装在所述圆柱孔12内，所述夹爪1与第一舵机3通过滑环9连接。

参照图1所示，滑环9能实现外环固定，内环沿轴线转动的功能，第一舵机3和夹持模块通过滑环9连接，第一舵机3的输出轴，滑环9的转轴与夹持模块的转轴重合，从而防止电线发生缠绕。夹爪1两边呈对称分布，通过第一连接件8与第二舵机7和齿轮组6连接，第二舵机7驱动齿轮组6转动，齿轮组6由两个对称啮合的齿轮组成，齿轮组6带动夹爪1实现对称张合动作。夹爪1呈圆弧状，圆心角优选50°，夹爪1外层开有凹槽11作为滑块2的导向槽，凹槽11两端对称开有圆柱孔12，圆柱孔12轴线相交于夹爪中心轴，交角为45°。圆柱孔12内固定有弹性凸起件5，弹性凸起件5由弹性件和凸起构建组成。滑块2呈圆弧状，圆心角优选50°，其两端内侧对称开有球形凹槽，滑块2安装于夹爪1外层的凹槽11上，滑块2能够沿该凹槽11滑动。

当夹持模块处于夹持功能时，参见图2，滑块2滑动至夹爪1外层，覆盖夹爪1外层的凹槽11，此时弹性凸起件5顶住滑块2两端的凹槽11，从而将滑块2固定。当夹持模块处于滚轮状态时，参见图3，滑块2沿夹爪外层凹槽11从夹爪1外层滑至夹爪1两侧，补全轮辋，此时弹性凸起件5凸起顶住滑块2两端的凹槽11，将滑块2固定，于是夹持模块形成滚轮，实现轮式运动。

参见图4，当遇到比较平坦的地面时，MiniBibot机器人变化成图4的“几”字形，对称面上的第二连接板10上装有万向轮4，万向轮4起支撑和导向作用；夹持模块上的夹爪1闭合，同时滑块2补全轮辋，夹持模块形成左右两端对称的轮子，在第一舵机3的驱动下滚动，从而实现轮式运动。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种夹持与轮滚结合的机器人末端模块，其特征在于：包括夹爪（1）、滑块（2）、第一舵机（3）、弹性凸起件（5）、齿轮组（6）、第二舵机（7）、第一连接件（8）和滑环（9），所述夹爪（1）通过第一连接板（8）和齿轮组（6）连接，第二舵机（7）安装在齿轮组（6）上方，滑块（2）安装在夹爪（1）外层的凹槽（11）上，所述凹槽（11）两端设有圆柱孔（12），弹性凸起件（5）安装在所述圆柱孔（12）内，所述夹爪（1）与第一舵机（3）通过滑环（9）连接。

2.如权利要求1所述的夹持与轮滚结合的机器人末端模块，其特征在于：所述夹爪（1）呈圆弧状，两边对称分布，外围开有凹槽导向轨，所述凹槽（11）内嵌套滑块（2），所述滑块（2）呈圆弧状，圆心角为30-60度，所述滑块（2）两端内侧对称开有球形凹槽，所述球形凹槽的轴线交角为45°。

3.如权利要求2所述的夹持与轮滚结合的机器人末端模块，其特征在于：所述夹爪（1）的圆弧圆心角与滑块（2）的圆弧圆心角相同。

4.如权利要求1所述的夹持与轮滚结合的机器人末端模块，其特征在于：所述齿轮组（6）由两个对称啮合的齿轮组成，第二舵机（7）驱动齿轮组（6）转动，齿轮组（6）带动夹爪（1）实现对称张合动作。

5.如权利要求1所述的夹持与轮滚结合的机器人末端模块，其特征在于：所述滑环（9）包括内环和外环，所述内环和外环相互独立转动，外环与所述第一舵机（3）固定连接，内环与所述夹爪（1）固定连接。