CN210525094U - 一种单动力源模块化抓举机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单动力源模块化抓举机构，涉及机器人技术领域，所述单动力源模块化抓举机构包括抓举机构和机身系统；其中所述抓举机构与所述机身系统相连；所述机身系统为板件插接结构；所述抓举机构为模块化结构。本实用新型提供的单动力源模块化抓举机构，通过将机身系统设计为插接结构，并将抓举机构设计为模块化结构，简化了抓举机构的结构，降低了抓举机构的组装维修以及控制难度，降低了抓举机构的制造与维修成本，还扩大了抓举机构的使用范围。

Description

一种单动力源模块化抓举机构

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种单动力源模块化抓举机构。

背景技术

抓举类格斗机器人在格斗对抗中通过将对手抓举抬高再摔下来对对手进行打击。由于格斗对抗中机器人经常与对手发生撞击，尤其对于抓举类格斗机器人而言，因格斗武器的主要作用是对对手进行抓举，因而不能通过格斗武器来对机身进行保护，机身的零部件极易发生损坏，而目前的抓举类格斗机器人结构普遍较为复杂，零部件较多，组装与维修均不方便。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种单动力源模块化抓举机构，包括抓举机构和机身系统；

其中所述抓举机构与所述机身系统相连；

所述机身系统为板件插接结构；所述抓举机构为模块化结构。

可选地，所述机身系统包括上板、下板、侧板；其中所述上板、所述下板、所述侧板首尾依次相插接，共同围合构成一三角形结构；所述下板与所述侧板之间的夹角为钝角。

可选地，所述抓举机构包括夹爪、驱动机构以及齿轮组；所述夹爪、所述驱动机构均与所述齿轮组相连；所述单动力源模块化抓举机构进行抓举时，所述驱动机构带动所述齿轮组转动，所述齿轮组带动所述夹爪动作进行抓取与抬升。

可选地，所述驱动机构包括电机与减速器，所述电机通过所述减速器与所述齿轮组相连。

可选地，所述抓举机构还包括防护结构，所述防护结构设置于所述驱动机构的外部以对所述驱动机构进行保护。

可选地，所述齿轮组包括主动轮、第一从动轮以及第二从动轮；其中所述主动轮与所述驱动机构相连；所述第一从动轮分别与所述主动轮、所述第二从动轮相啮合；所述第二从动轮与所述夹爪相连。

可选地，所述夹爪包括上夹手与下夹手，所述上夹手与所述第二从动轮固定连接，所述下夹手与所述上夹手转动连接，且所述下夹手与所述第一从动轮同轴。

可选地，所述下夹手与所述机身系统转动连接。

可选地，所述下夹手包括下夹臂与浮动铲，所述下夹臂与所述上夹手转动连接，且所述下夹臂与第一从动轮同轴；所述下夹臂与所述浮动铲固定连接；所述浮动铲为楔形结构。

可选地，所述抓举机构还包括辅助铲，所述辅助铲的数量为两个，两个所述辅助铲均与所述机身系统相连，且两个所述辅助铲分别设置于所述夹爪的两侧。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：

1，本实用新型提供的单动力源模块化抓举机构，通过将机身系统设计为插接结构，并将抓举机构设计为模块化结构，简化了抓举机构的结构，降低了抓举机构的组装与维修难度，降低了抓举机构的制造与维修成本，还扩大了抓举机构的使用范围；

2，本实用新型提供的单动力源模块化抓举机构，通过将上板、下板以及侧板首尾依次相插接，使机身系统构成一三角形结构，从而便于该单动力源模块化抓举机构对抓取的物体进行摔击，增加对对手的攻击力度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的单动力源模块化抓举机构的俯视图；

图2是本实用新型的单动力源模块化抓举机构的结构简图；

图3是本实用新型的单动力源模块化抓举机构的左视图。

附图标记说明：

1-抓举机构；11-夹爪；111-上夹手；112-下夹手；1121-下夹臂；1122-浮动铲； 12-驱动机构；13-齿轮组；131-主动轮；132-第一从动轮；133-第二从动轮； 14-防护机构；15-辅助铲；2-机身系统；21-上板；22-下板；23-侧板；24-加固板；25-支承板。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

为解决目前抓举类格斗机器人结构复杂，维修不便的问题，本实施例提供一种单动力源模块化抓举机构，参见图1所示，该单动力源模块化抓举机构包括抓举机构1、机身系统2；其中抓举机构1与机身系统2相连；机身系统2为板件插接结构；抓举机构1为模块化结构。

其中机身系统2用于对抓举机构1进行支撑及固定，抓举机构1用于将对手抓起，并进行摔击来对对手进行攻击。

因该抓举机构1在格斗对抗中机身系统2极易因受到对手攻击而受到损坏，为简化该单动力源模块化抓举机构的结构，降低其组装及为修难度，本实施例将机身系统2设计为板件插接结构，在对该机身系统2进行组装时，只需将相应的板件进行插接即可，方便快捷，且因减少了机身系统的零部件，还有利于降低该单动力源模块化抓举机构的成本；此外，如该机身系统2中的某个部件在格斗对抗中受到损坏，只需将该部件所在的板件进行更换即可，从而降低了维修难度与维修成本。

为进一步简化该单动力源模块化抓举机构的结构，降低组装与维修难度，本实施例进一步将抓举机构1设置为模块化结构，将该抓举机构1与机身系统2 的接口设计为标准化接口，从而在需要对抓举机构1进行更换时，只需将抓举机构1与机身系统2之间的接口位置进行拆卸，再更换为新的抓举机构1即可，降低了维修难度；还可将该抓举机构1连接于其他设置有标准接口的机身系统上，从而扩大该抓举机构的使用范围。

本实施例提供的单动力源模块化抓举机构，通过将机身系统设计为插接结构，并将抓举机构设计为模块化结构，简化了抓举机构的结构，降低了抓举机构的组装与维修难度，降低了抓举机构的制造与维修成本，还扩大了抓举机构的使用范围。

实施例二

在实施例一的基础上，参见图2所示，本实施例提供的单动力源模块化抓举机构中，机身系统2包括上板21、下板22、侧板23；其中上板21、下板22、侧板23首尾依次相插接，共同围合构成一三角形结构；下板22与侧板23之间的夹角为钝角。

由于单动力源模块化抓举机构通过将抓举的对手进行摔击来达到打击对手的目的，本实施例将板件插接结构的机身系统2设置为三角形结构，即该机身系统2的侧面投影为三角形，从而使该单动力源模块化抓举机构在进行摔击过程中，机身系统2进行一定角度的翻转，使对机身系统2进行支撑的板件进行改变，以对抓举机构1的角度进行调整，从而使抓举机构2将抓取的对手摔出，以达到对对手进行攻击的目的。

具体的，上板21位于机身系统2的上部，用于对来自机身上方的攻击进行防护；在该单动力源模块化抓举机构对对手进行抓举的过程中，下板22位于下方，对机身系统2进行支撑；当该单动力源模块化抓举机构对对手进行抓取后，调整抓举机构1的角度，使抓举机构1将对手举起，再进一步将对手移动至机身系统的后侧，此时，因机身系统2的重力发生改变，机身发生翻转，原来对机身系统2进行支撑的下板22离开地面，同时，侧板23着地，对机身系统2 进行支撑。当侧板23着地时，抓举机构2离地面更近，从而有利于将抓取的对手摔出，有利于增加对对手进行打击的力度。

为便于机身系统2进行翻转后能够回复至初始状态，即下板22着地的状态，本实施例优选下板22与侧板23之间的角度为钝角，即下板22与侧板23位于机身系统内的角度范围为90°～180°。

为将上板21、下板22、侧板23的首尾依次进行插接，需要在相邻板件相连接的位置设置相应的凸块与通孔或凹槽，通过将凸块插入至相应的通孔或凹槽内来实现插接，对于插接的具体形式本文不进行限制。

此外，为增加机身系统的连接强度，本实施例提供的机身系统2进一步还包括加固板24，该加固板21的数量为两个，两个加固板24分别位于机身系统 2的左右两侧，且加固板24的形状及大小均与机身系统2侧面投影的形状及大小相适配，以使该加固板24分别与上板21、下板22、侧板23相插接，一方面对机身系统2进行支撑，以增加机身系统2的连接强度，另一方面，还可用于在该加固板24上连接相应的运动系统，以便于对该单动力源模块化抓举机构所在的机器人的运动系统进行固定。

本实施例提供的单动力源模块化抓举机构，通过将上板、下板以及侧板首尾依次相插接，使机身系统构成一三角形结构，从而便于该单动力源模块化抓举机构对抓取的物体进行摔击，增加对对手的攻击力度。

实施例三

在实施例二的基础上，参见图2所示，本实施例中的抓举机构1包括夹爪 11、驱动机构12以及齿轮组13；夹爪11、驱动机构12均与齿轮组13相连；单动力源模块化抓举机构进行抓举时，驱动机构12带动齿轮组13转动，齿轮组13带动夹爪11动作进行抓取与抬升。

使用抓举机构1进行抓举时，通过夹爪11来对物体进行抓取与夹持；其中驱动机构12用于对夹爪11进行抓取与夹持提供动力，并通过齿轮组13来将驱动机构12提供的动力传递至夹爪11。

通过齿轮组13变换不同的工作方式，在驱动机构12的带动下，带动夹爪 11进行不同的动作，实现夹爪11对物体分别进行抓取与抬升，即通过一个动力源，实现夹爪11对物体进行抓取与抬升两个动作的控制，简化了抓举机构的结构，降低了抓举机构的操控难度，同时减轻了抓举机构的重量，降低了成本。

具体的，驱动机构12包括电机与减速器，电机通过减速器与齿轮组13相连；使用该抓举机构1进行抓举时，通过电机的运转来提供动力，电机经减速器减速后，带动齿轮组13动作，进而带动与齿轮组13相连的夹爪11动作来实现对物体的抓举。

因驱动机构12用于对抓举机构1提供动力，驱动机构12的性能对抓举机构1的格斗能力起着至关重要的作用；为避免驱动机构12在格斗对抗中受到损坏，参见图3所示，本实施例中的抓举机构1还包括防护结构14，该防护结构 14设置于驱动机构12的外部以对驱动机构12进行保护。

具体的，该防护结构14为箱体结构，箱体结构的大小及形状根据驱动机构 12的大小及形状而定；为便于对该防护结构14进行固定，该箱体结构的底部与机身系统2相连，具体的，与上板21相连；该箱体结构还可设置为板件插接结构，以便于对驱动机构12进行维修等。

在格斗对抗中，通过设置于驱动机构12外部的防护结构14来对对手的攻击进行防护，避免驱动机构12受到损坏，从而提高驱动机构12的使用寿命。

本实施例提供的单动力源模块化抓举机构，通过齿轮组作为动力传递结构，将驱动机构的动力传递至夹爪，实现一个动力源对抓举机构的抓取与抬升两个动作进行控制，结构简单，易于操作；通过在驱动机构的外部设置防护结构，提高了驱动机构的安全性，延长了驱动机构的使用寿命。

实施例四

在实施例三的基础上，参见图2所示，本实施例中的齿轮组13包括主动轮 131、第一从动轮132以及第二从动轮133；其中主动轮131与驱动机构12相连；第一从动轮132分别与主动轮131、第二从动轮133相啮合；第二从动轮133与夹爪11相连。

具体的，驱动机构12中的电机与减速器相连，减速器与主动轮131相连。电机经减速后，带动主动轮131转动，主动轮131带动与之相啮合的第一从动轮132转动，第一从动轮132再进一步带动第二从动轮133转动，第二从动轮 133进一步带动夹爪11进行相应的转动，实现抓举。

为便于对物体进行抓举，本实施例中的夹爪11包括上夹手111与下夹手 112，上夹手111与第二从动轮133固定连接，下夹手112与上夹手111转动连接，且下夹手112与第一从动轮132同轴。

通过齿轮组13带动上夹手111以及下夹手112的动作，来实现对物体的抓举。具体过程为，参见图2所示，首先该单动力源模块化抓举机构所在的格斗机器人移动至所要抓举的物体，即目标物体前，并调整角度，移动该抓举机构1 中的下夹手112至目标物体的底部，并对该目标物体进行支撑；电机经减速器减速后，带动主动轮131顺时针旋转，主动轮131带动第一从动轮132逆时针旋转，在上夹手111未与下夹手112接触前，第一从动轮132带动第二从动轮 133顺时针旋转，从而在第二从动轮133的带动下，上夹手111进行顺时针旋转；此过程中第一从动轮132为惰轮，第一从动轮132在两个不相接触的主动轮131 和第二从动轮133之间起到传递作用，使得第二从动轮133的转动方向与主动轮131相同，第一传动轮132在该过程中只是起到改变转向的作用，并不能改变齿轮间的传动比。为增加该抓取过程中上夹手111的下降速度，同时增加上夹手111与目标物体接触后对目标物体的夹持力度，第二从动轮133与主动轮 131之间的传动比大于1，优选为1.25，即主动轮131与第二从动轮133之间的传动比小于1，从而防止目标物体从抓举机构1中掉落，相当于增加了单动力源模块化抓举机构的攻击力，同时该齿轮组13的三齿轮结构使得单动力源模块化抓举机构的结构更加紧凑，空间利用率高，能够实现单动力源模块化抓举机构的小型化。

当上夹手111与下夹手112接触，同时接触目标物体，对目标物体进行夹持后，上夹手111与下夹手112之间的夹角不再减小，由于第二从动轮133与上夹手111之间固定连接，上夹手111与下夹手112之间的夹角不再减小时，第二从动轮133与第一从动轮132之间不再发生相对运动，此时，电机经减速器减速后，带动主动轮131顺时针旋转，主动轮131带动第一从动轮132逆时针旋转，由于第二从动轮133与第一从动轮132之间不再发生相对运动，第二从动轮133 带动与之固定连接的上夹手111也逆时针旋转，从而实现上夹手111的抬升；虽然此时第二从动轮133不再在第一从动轮132的带动下顺时针旋转，但是第二从动轮133始终收到第一从动轮132的驱动，从而使得上夹手111与下夹手112 始终夹紧，保持二者之间的夹角不变，使得下夹手112以及目标物体一起随上夹手111抬升，从而实现抓举机构1的抬升过程。

主动轮131顺时针旋转，继续带动第一从动轮132逆时针旋转，由于下夹手112连接第一从动轮132和上夹手111，上夹手111与下夹手112转动连接，而上夹手111与第二从动轮133固定连接，从而第一从动轮132在旋转时能够将目标物体向上抬升，抬升至最高处后，随着电机继续运转，上夹手111与下夹手112以及二者之间的目标物体继续向单动力源模块化抓举机构的后方转动，此时由于重力后移，使得机身系统2失去平衡，向后方翻转，此时下板22离开地面，而侧板23着地，对机身系统2进行支撑；随着机身系统2的翻转，上夹手111与下夹手112松开格斗对象5，并向后摔击目标物体，摔击后目标物体会从上夹手111与下夹手112的夹持状态下脱离，从而单动力源模块化抓举机构对目标物体的攻击。其中，为增加对抓举机构1的抓举效果，该抬升过程中第二从动轮133与第一从动轮132之间的传动比大于1，优选为1.625，即第一从动轮132与第二从动轮133之间的传动比小于1，从而使抓举机构1能够抬升起重量更大的物体。

通过齿轮组13对目标物体进行夹紧和抬升过程中，只依靠一个电机就能实现夹紧和抬升两个运动的控制过程，简化了抓举机构1的结构，实现了抓举机构的单动力源驱动，从而减小了单动力源模块化抓举机构的体积和重量，同时提高了抓举过程中的输出力矩，提高了抓举机构1的抓举能力。

为进一步增加抓举机构1的稳定性，本实施例进一步将下夹手112与机身系统2转动连接，从而在抓举机构1进行抓举的过程中，通过机身系统2来限制下夹手112的活动范围，增加抓举机构1运行的稳定性。

具体的，本实施例提供的机身系统2还包括用于对抓举机构1进行固定的支承板25，该支承板25的数量为两个；两个支承板平行设置，且两个支承板 25均与上板21垂直固定连接；两个支承板25之间设置有安装抓举机构1的空间，通过将下夹手112与两个支承板25转动连接，来实现下夹手112与机身系统2的转动连接。

抓举机构1在对目标物体进行一次夹紧、抬升及摔击后，会导致单动力源模块化抓举机构处于倾倒状态，此时在电机停止运转后，由于上夹手111不再受到第二从动齿轮133施加的力，上夹手111与下夹手112会发生分离，此时一般依靠重力，单动力源模块化抓举机构会自动回复至初始状态；若由于环境因素导致该单动力源模块化抓举机构无法自动回复至初始状态，则专用电子调速器会控制抓举机构1中的电机旋转从而带动齿轮组13旋转，依靠上夹手111撑地，进而将单动力源模块化抓举机构推回到水平放置状态，专用电子调速器控制电机再反向旋转，从而将单动力源模块化抓举机构回复至初始状态，预备下次抓举攻击。

本实施例提供的单动力源模块化抓举机构，通过以三个齿轮组成的齿轮组作为传动机构，经多级减速，增加扭矩，实现了通过一个电机实现对抓举机构进行夹紧和抬升两个运动的控制过程，简化了抓举机构的结构，实现了抓举机构的单动力源驱动，从而减小了单动力源模块化抓举机构的体积和重量，同时提高了抓举过程中的输出力矩，提高了抓举机构的抓举能力。

实施例五

在实施例四的基础上，为便于夹爪11对目标物体进行夹持，参见图2所示，

本实施例中下夹手112包括下夹臂1121与浮动铲1122，其中下夹臂1121 与上夹手111转动连接，且下夹臂1121与第一从动轮132同轴；下夹臂1121 与浮动铲1122固定连接；浮动铲1122为楔形结构。

为便于对目标物体进行抓取时，下夹手112能够深入至目标物体的底部，本实施例将下夹手112设置为下夹臂1121与浮动铲1122相连的结构，其中下夹臂1121用于将浮动铲1122与机身系统2以及抓举机构1相连；而浮动铲1122 则用于将目标物体铲起，以为对该目标物体进行抓举做准备。

为便于能够从目标物体的底部将目标物体铲起，本实施例进一步将浮动铲 1122设计为楔形结构，即该浮动铲1122的尖端较薄，从而易于插入至目标物体的底部，达到将目标物体铲起的目的。

为增加夹爪11对目标物体的夹持力度，本实施例进一步将浮动铲1122设计为倾斜式的阶梯状结构，倾斜式结构是为了适应目标物体的不同离地高度；而在每一级阶梯之间存在一个陡坡，从而能够防止目标物体从上夹手111与下夹手112之间滑出，将目标物体有效地固定在抓举机构1处。本实施例提供的浮动铲1122，在尽量不增加单动力源模块化抓举机构整体重量的前提下，增大了抓举机构1与目标物体的接触面积，从而能够适应各种不同形状的目标物体，满足对不同形状的目标物体的有效夹持。

为降低抓举机构1对目标物体的抓举难度，本实施例进一步增加辅助铲15，即抓举机构1还包括辅助铲15，辅助铲15的数量为两个，两个辅助铲15均与机身系统2相连，且两个辅助铲分别设置于夹爪11的两侧。

其中两个辅助铲15均为楔形结构，且两个辅助铲15楔形结构与浮动铲1122 的倾斜角度相同。在抓举机构1进行抓举过程中，通过两个辅助铲15对目标物体的角度进行相应的调整，以将目标物体调整至易于被浮动铲铲起的状态，从而降低抓举机构的抓举难度。

此外，设置于抓举机构1两侧的辅助铲15，还有利于机身系统2保持稳定，从而增加单动力源模块化抓举机构运行的稳定性，提高抓举能力。

本实施例提供的单动力源模块化抓举机构，通过在夹爪中设置浮动铲，使得抓举机构易于将目标物体从底部铲起，降低了抓举机构对目标物体进行抓举的难度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单动力源模块化抓举机构，其特征在于，包括抓举机构(1)和机身系统(2)；

其中所述抓举机构(1)与所述机身系统(2)相连；

所述机身系统(2)为板件插接结构；所述抓举机构(1)为模块化结构。

2.如权利要求1所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述机身系统(2)包括上板(21)、下板(22)、侧板(23)；其中所述上板(21)、所述下板(22)、所述侧板(23)首尾依次相插接，共同围合构成一三角形结构；所述下板(22)与所述侧板(23)之间的夹角为钝角。

3.如权利要求1或2所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述抓举机构(1)包括夹爪(11)、驱动机构(12)以及齿轮组(13)；所述夹爪(11)、所述驱动机构(12)均与所述齿轮组(13)相连；所述单动力源模块化抓举机构进行抓举时，所述驱动机构(12)带动所述齿轮组(13)转动，所述齿轮组(13)带动所述夹爪(11)动作进行抓取与抬升。

4.如权利要求3所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述驱动机构(12)包括电机与减速器，所述电机通过所述减速器与所述齿轮组相连。

5.如权利要求3所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述抓举机构(1)还包括防护结构(14)，所述防护结构(14)设置于所述驱动机构(12)的外部以对所述驱动机构(12)进行保护。

6.如权利要求3所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述齿轮组(13)包括主动轮(131)、第一从动轮(132)以及第二从动轮(133)；其中所述主动轮(131)与所述驱动机构(12)相连；所述第一从动轮(132)分别与所述主动轮(131)、所述第二从动轮(133)相啮合；所述第二从动轮(133)与所述夹爪(11)相连。

7.如权利要求6所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述夹爪(11)包括上夹手(111)与下夹手(112)，所述上夹手(111)与所述第二从动轮(133)固定连接，所述下夹手(112)与所述上夹手(111)转动连接，且所述下夹手(112)与所述第一从动轮(132)同轴。

8.如权利要求7所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述下夹手(112)与所述机身系统(2)转动连接。

9.如权利要求7所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述下夹手(112)包括下夹臂(1121)与浮动铲(1122)，所述下夹臂(1121)与所述上夹手(111)转动连接，且所述下夹臂(1121)与所述第一从动轮(132)同轴；所述下夹臂(1121)与所述浮动铲(1122)固定连接；所述浮动铲(1122)为楔形结构。

10.如权利要求9所述的单动力源模块化抓举机构，其特征在于，所述抓举机构(1)还包括辅助铲(15)，所述辅助铲(15)的数量为两个，两个所述辅助铲(15)均与所述机身系统(2)相连，且两个所述辅助铲分别设置于所述夹爪(11)的两侧。

Images