CN208896084U - 一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人 - Google Patents
一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，包括全向移动底盘、抬升机构、转动机构和气动夹持装置，其中，所述抬升机构固定在所述全向移动底盘上，所述抬升机构与所述转动机构连接，所述转动机构与所述气动夹持装置连接，所述气动夹持装置包括夹持支架和固定在所述夹持支架上的两个对称设置的夹持机构，所述转动机构与所述夹持支架转动连接。本实用新型的有益效果是：采用气缸作为夹持结构的动力元件，克服了传统电动夹持结构容易出现电机过载而损坏的问题，成本低；再加上抬升机构、转动机构，使气动夹持装置具备转动和抬升功能，可以大幅提升气动夹持装置的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人，尤其涉及一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人。
背景技术
夹持结构是实现机器人搬运功能的重要部分。传统的夹持结构多是采用电机或者舵机驱动机械臂收缩夹持，电机和舵机容易因为潮湿，高温等环境原因或是长期使用而出现损坏，并且电机和舵机的成本也较高。传统的夹持结构不具备转动和抬升功能。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，不容易损坏，并且，成本较低，具备转动和抬升功能。
本实用新型提供了一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，包括抬升机构、转动机构和气动夹持装置，其中，所述抬升机构与所述转动机构连接，所述转动机构与所述气动夹持装置连接，所述气动夹持装置包括夹持支架和固定在所述夹持支架上的两个对称设置的夹持机构，所述转动机构与所述夹持支架转动连接，所述夹持机构包括平行四边形连杆机构和驱动所述平行四边形连杆机构进行夹持动作的气缸，所述平行四边形连杆机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆的两端分别与所述连杆的中部、夹持支架铰接，所述第二摇杆的两端分别与所述连杆的端部、夹持支架铰接，所述气缸与所述第一摇杆铰接。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一摇杆两端之间的连线与所述第二摇杆两端之间的连线长度相等并且相平行。
作为本实用新型的进一步改进，所述转动机构包括转动支架和固定在所述转动支架上的两个对称设置的第一带传动机构，所述第一带传动机构包括第一同步带、第一主动轮和第一从动轮，所述第一同步带张紧在所述第一主动轮、第一从动轮上，所述转动支架上设有两个对称设置的转动电机，所述转动电机与所述第一主动轮连接，所述第一主动轮与所述转动支架转动连接，所述第一从动轮固定在所述夹持支架上。
作为本实用新型的进一步改进，所述夹持支架上设有转轴，两个对称设置的第一带传动机构的第一从动轮分别固定在所述转轴的两端。
作为本实用新型的进一步改进，所述抬升机构包括抬升电机、抬升顶板和第二带传动机构，所述第二带传动机构包括第二同步带、第二主动轮和第二从动轮，所述第二同步带张紧在所述第二主动轮、第二从动轮上，所述抬升电机与所述第二主动轮连接，所述第二从动轮与所述抬升顶板转动连接，所述第二同步带与所述转动支架固定连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述全向移动搬运机器人还包括全向移动底盘，所述抬升电机、抬升顶板均固定在所述全向移动底盘上，所述第二主动轮与所述全向移动底盘转动连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述全向移动底盘上设有两个对称设置的导柱，所述转动支架上设有两个对称设置的直线轴承，所述直线轴承设置在所述导柱上。
作为本实用新型的进一步改进，所述全向移动底盘连接有麦克纳姆轮。
作为本实用新型的进一步改进，两个对称设置的夹持机构的气缸连接同一气源。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，采用气缸作为夹持结构的动力元件，克服了传统电动夹持结构容易出现电机过载而损坏的问题，成本低；再加上抬升机构、转动机构，使气动夹持装置具备转动和抬升功能，可以大幅提升气动夹持装置的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的气动夹持装置的主视图。
图2是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的气动夹持装置的立体示意图。
图3是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的转动机构和气动夹持装置的示意图。
图4是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的局部示意图。
图5是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的麦克纳姆轮的示意图。
图6是本实用新型一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人的整体示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1至图6所示，一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，包括全向移动底盘5、抬升机构、转动机构2和气动夹持装置1，其中，所述全向移动底盘5连接有麦克纳姆轮4，麦克纳姆轮可以实现全向移动，所述全向移动底盘5为铝条搭接而成的框架，起支撑作用。
如图1至图6所示，所述抬升机构固定在所述全向移动底盘5上，所述抬升机构与所述转动机构2连接，所述转动机构2与所述气动夹持装置1连接，所述气动夹持装置1包括夹持支架11和固定在所述夹持支架11上的两个对称设置的夹持机构，所述转动机构2与所述夹持支架11转动连接，所述夹持机构包括平行四边形连杆机构和驱动所述平行四边形连杆机构进行夹持动作的气缸12，所述平行四边形连杆机构包括连杆15、第一摇杆13和第二摇杆14，所述第一摇杆13的两端分别与所述连杆15的中部、夹持支架11铰接，所述第二摇杆14的两端分别与所述连杆15的端部、夹持支架11铰接，所述气缸12与所述第一摇杆13铰接，所述连杆15的一端与第二摇杆14铰接，另一端则用于夹持物体。
如图1至图6所示，所述第一摇杆13两端之间的连线与所述第二摇杆14两端之间的连线长度相等并且相平行，为了结构紧凑，所述第一摇杆13设置为曲折结构而非直线结构。
如图1至图6所示，所述转动机构2包括转动支架21和固定在所述转动支架21上的两个对称设置的第一带传动机构，所述第一带传动机构包括第一同步带23、第一主动轮24和第一从动轮25，所述第一同步带23张紧在所述第一主动轮24、第一从动轮25上，所述转动支架21上设有两个对称设置的转动电机22，所述转动电机22与所述第一主动轮24连接，所述第一主动轮24与所述转动支架21转动连接，所述第一从动轮25固定在所述夹持支架11上。
如图1至图6所示，所述夹持支架11上设有转轴，两个对称设置的第一带传动机构的第一从动轮25分别固定在所述转轴的两端，转动电机22驱动第一从动轮25转动，从而来实现气动夹持装置1的转动功能。
如图1至图6所示，所述抬升机构包括抬升顶板31和第二带传动机构，所述抬升顶板31固定在所述全向移动底盘5上，所述第二带传动机构包括第二同步带35、第二主动轮33和第二从动轮34，所述第二同步带35张紧在所述第二主动轮33、第二从动轮34上，所述全向移动底盘5上设有抬升电机32，所述抬升电机32与所述第二主动轮33连接，所述第二主动轮33与所述全向移动底盘5转动连接，所述第二从动轮34与所述抬升顶板31转动连接，所述第二同步带35与所述转动支架21固定连接，抬升电机32驱动第二同步带35上下移动，从而驱动转动支架21进行上下升降运动，从而实现了气动夹持装置1的抬升功能。抬升电机32为3510无刷减速电机。
如图1至图6所示，所述全向移动底盘5上设有两个对称设置的导柱37，所述转动支架21上设有两个对称设置的直线轴承36，所述直线轴承36设置在所述导柱37上，为转动支架21的上下升降运动进行导向。
本实用新型提供的一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，气动夹持装置1的基本形式是平行四边形连杆结构，通过连杆间的相对约束关系，使两连杆15保持平行。图2中所示的一对气缸12，气缸12长度随气压变化而变化，而后使平行四边形结构的角度姿态改变，从而夹持目标物体并提供夹持所需的对被夹持物体的正压力。气缸12连接于同一气源，相同的气压可使夹持结构的左右部分速度和姿态相同，保持左右对称，将物品夹持于正中。
在气动夹持装置2的基础上，本机器人为气动夹持装置2增加了转动机构2，以便将夹持物品放入机器人内部存储空间，提高搬运能力。转动电机22带动第一主动轮24旋转，通过第一同步带23的传动作用，使上方夹持支架11左右两侧的第一从动轮25旋转，最终使气动夹持装置1实现转动。两个转动电机22通过PID控制器来实现同步控制。
由于被夹持物体的高度位置是不确定的，为了使气动夹持装置1有更强的适应性，夹持不同高度上的物体，本机器人为气动夹持装置1设计了抬升机构以实现其对不同高度物体的适应。抬升机构采用同步带抬升的方案，使用3510无刷减速电机作为动力源，通过第二主动轮33的转动驱动第二同步带35作竖直运动，第二同步带35通过转动支架21与上层的气动夹持装置1固连，从而实现上层气动夹持装置1的抬升降落竖直运动。另外，抬升机构两侧采用长度为40mm的直线轴承36约束其运动，可保证其运动垂直度及流畅度。
采用麦克纳姆轮4能让本机器人更灵活的移动。麦克纳姆轮4：实现全方位移动的主要原动件。通过四个麦克纳姆轮4不同的旋转方向和转速的配合，合成一个方向的力从而实现任意方向的运动：直线前进、后退，直线左右平移，原地旋转。
本实用新型提供的一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，使用气源作为夹持装置的动力来源，具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点，避免电动机带来的不可控因素，保证搬运机器人的功能长期稳定正常实现。麦克纳姆轮4的全向移动方案将提升搬运机器人在复杂工作场景下的适应能力和工作效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：包括抬升机构、转动机构和气动夹持装置，其中，所述抬升机构与所述转动机构连接，所述转动机构与所述气动夹持装置连接，所述气动夹持装置包括夹持支架和固定在所述夹持支架上的两个对称设置的夹持机构，所述转动机构与所述夹持支架转动连接，所述夹持机构包括平行四边形连杆机构和驱动所述平行四边形连杆机构进行夹持动作的气缸，所述平行四边形连杆机构包括连杆、第一摇杆和第二摇杆，所述第一摇杆的两端分别与所述连杆的中部、夹持支架铰接，所述第二摇杆的两端分别与所述连杆的端部、夹持支架铰接，所述气缸与所述第一摇杆铰接。
2.根据权利要求1所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述第一摇杆两端之间的连线与所述第二摇杆两端之间的连线长度相等并且相平行。
3.根据权利要求1所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述转动机构包括转动支架和固定在所述转动支架上的两个对称设置的第一带传动机构，所述第一带传动机构包括第一同步带、第一主动轮和第一从动轮，所述第一同步带张紧在所述第一主动轮、第一从动轮上，所述转动支架上设有两个对称设置的转动电机，所述转动电机与所述第一主动轮连接，所述第一主动轮与所述转动支架转动连接，所述第一从动轮固定在所述夹持支架上。
4.根据权利要求3所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述夹持支架上设有转轴，两个对称设置的第一带传动机构的第一从动轮分别固定在所述转轴的两端。
5.根据权利要求3所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述抬升机构包括抬升电机、抬升顶板和第二带传动机构，所述第二带传动机构包括第二同步带、第二主动轮和第二从动轮，所述第二同步带张紧在所述第二主动轮、第二从动轮上，所述抬升电机与所述第二主动轮连接，所述第二从动轮与所述抬升顶板转动连接，所述第二同步带与所述转动支架固定连接。
6.根据权利要求5所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述全向移动搬运机器人还包括全向移动底盘，所述抬升电机、抬升顶板均固定在所述全向移动底盘上，所述第二主动轮与所述全向移动底盘转动连接。
7.根据权利要求6所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述全向移动底盘上设有两个对称设置的导柱，所述转动支架上设有两个对称设置的直线轴承，所述直线轴承设置在所述导柱上。
8.根据权利要求6所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：所述全向移动底盘连接有麦克纳姆轮。
9.根据权利要求1所述的具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人，其特征在于：两个对称设置的夹持机构的气缸连接同一气源。
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| CN201821537543.7U CN208896084U (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 一种具有可升降的气动夹持装置的全向移动搬运机器人 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111645775A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-11 | 燕山大学 | 一种新型气动搬运机器人 |
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