CN210998675U - 一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，包括支撑架、第一旋转电机、旋转主齿轮、旋转从齿轮、第一旋转轴、驱动机构、轮履切换机构、垫板和机械臂机构；在支撑架的内底面对称设有第一旋转轴，第一旋转轴水平纵向设置，且与支撑架转动连接；在第一旋转轴上套接设有旋转从齿轮，且在第一旋转电机的输出端套接设有旋转主齿轮，旋转主齿轮与旋转从齿轮啮合连接；在第一旋转轴的两端设有轮履切换机构，且在轮履切换机构的内侧设有驱动机构，驱动机构的输出端与轮履切换机构联动连接；在支撑架的上表面设有垫板，且在垫板的上表面两侧对称设有机械臂机构。本实用新型通过设置轮履切换机构，实现了轮式移动与履带式移动的转换。

Description

一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人

技术领域

本实用新型涉及一种移动运载机器人，具体涉及一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人。

背景技术

在机器人的运载方面，传统机器人的货物装运主要采取机械臂抓取搬运的形式，通过伸缩、旋转和升降来夹取物体；其中，实现旋转、升降运动是由横臂和产柱去完成。机械臂的基本作用是将手爪移动到所需位置，并承受抓取工件的最大重量、以及机械臂本身的重量等。然而，传统的单机械臂结构在遇到较重和形状特殊的物体时，单机械臂无法做到良好的抓取与放置，容易出现超重、无法稳定抓取搬运等问题。

在机器人的运动机构方面，主要分为腿式、履带式和轮式。其中，腿式机构最灵活，适于在平整路面工作，但其稳定性比较差且控制系统非常复杂。履带式机构具有良好的自复位和越障能力，适合在野外山区工作，但是其体积大、整体机构笨重且能量损耗较大。轮式机构的结构简单、速度快、行动灵活、外形小、容易控制且工作效率高、耗能低，但越障能力较差。然而，传统单一行走机构的机器人由于自身条件的局限性已经不能完成某些特殊作业的任务；以上问题亟需解决。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，通过设置轮履切换机构，实现了轮式移动与履带式移动的相互转换，便于适应各种复杂的路况，同时采用多臂协同抓取，提高了工作效率，且适用范围更广。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：本实用新型的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其创新点在于：包括支撑架、第一旋转电机、旋转主齿轮、旋转从齿轮、第一旋转轴、驱动机构、轮履切换机构、垫板和机械臂机构；所述支撑架为水平设置的梯形框架结构，且在其内底面还左右对称设有第一旋转轴，每一所述第一旋转轴均水平纵向设置，且其两端分别垂直延伸出所述支撑架，并分别与所述支撑架转动连接；在每一所述第一旋转轴的中间位置还套接固定设有旋转从齿轮，且在每一所述旋转从齿轮的一侧还水平设有第一旋转电机，每一所述第一旋转电机均固定设置在所述支撑架的内底面上，且在其输出端还套接固定设有旋转主齿轮，每一所述旋转主齿轮均与对应所述旋转从齿轮啮合连接，且每一所述第一旋转电机均与对应所述第一旋转轴联动连接；在每一所述第一旋转轴的两端还分别竖直固定设有轮履切换机构，且在每一所述轮履切换机构的内侧还水平设有驱动机构，每一所述驱动机构的固定端均与所述支撑架的下表面固定连接，且其输出端的设置方向均与对应所述第一旋转轴的设置方向相一致，并分别与对应所述轮履切换机构联动连接；在所述支撑架的上表面还水平固定设有垫板，且在所述垫板的上表面两侧还对称设有机械臂机构，两个所述机械臂机构分别设于所述支撑架的运动方向两侧，且其固定端分别与所述垫板的上表面固定连接。

优选的，在每一所述第一旋转轴与所述支撑架的接合处还竖直设有立式轴承，且每一所述立式轴承均固定设置在所述支撑架的内底面上；每一所述第一旋转轴均与对应所述立式轴承套接，且其两端分别延伸出对应所述立式轴承，并分别通过立式轴承与所述支撑架转动连接。

优选的，每一所述驱动机构均包括驱动电机、驱动齿轮、驱动电机安装板和固定柱；在每一所述立式轴承的正下方左右两侧还竖直对称设有固定柱，且每一所述固定柱的上端分别与所述支撑架的下表面固定连接；在两个相邻所述固定柱的外侧还竖直设有驱动电机安装板，且每一所述驱动电机安装板分别沿对应所述固定柱上下滑动，并分别通过螺栓与对应所述固定柱螺接固定；在每一所述驱动电机安装板的内侧表面中间位置还垂直固定设有驱动电机，且每一所述驱动电机的输出端均垂直延伸出对应所述驱动电机安装板，并分别延伸至所述支撑架的两侧；在每一所述驱动电机的输出端还套接固定设有驱动齿轮，且每一所述驱动齿轮均与所述支撑架互不干涉设置。

优选的，每一所述轮履切换机构均包括连接板、履带轮安装板、第一皮带、履带轮、第一从动轴、第一行走齿轮、第二从动轴、第二行走齿轮和轮胎；每一所述连接板均为竖直设置的长方形结构，且其中间位置分别与对应所述第一旋转轴的两端固定连接，并分别通过第一旋转轴与对应所述第一旋转电机联动连接；在每一所述连接板的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第一从动轴，且每一所述第一从动轴均与对应所述连接板转动连接；在每一所述第一从动轴的一端还套接固定设有轮胎，且每一所述轮胎均设于对应所述连接板的外侧，并分别通过第一从动轴与对应所述连接板转动连接；在每一所述第一从动轴的另一端还套接固定设有第一行走齿轮，且每一所述第一行走齿轮均与所述支撑架互不干涉设置，并分别通过第一从动轴与对应所述连接板转动连接；在每一所述连接板的外侧面偏下位置还竖直贴合设有履带轮安装板，且每一所述履带轮安装板均与对应所述连接板螺接固定；在每一所述履带轮安装板的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二从动轴，且每一所述第二从动轴均垂直贯穿对应所述连接板的内侧面，并分别与对应所述履带轮安装板以及连接板转动连接；在每一所述履带轮安装板的外侧面沿其四周边沿还间隔设有数个履带轮，且最上面一个所述履带轮均与对应所述第二从动轴的一端套接固定，并分别通过第二从动轴与对应所述履带轮安装板转动连接，其余所述履带轮均与对应所述履带轮安装板转动连接；在每一所述履带轮安装板的履带轮上还套接设有第一皮带，每一所述第一皮带均呈履带状设置，且其转动方向与所述支撑架的运动方向相一致；在每一所述第二从动轴的另一端还套接固定设有第二行走齿轮，且每一所述第二行走齿轮均与所述支撑架互不干涉设置，并分别通过第二从动轴与对应所述连接板转动连接。

优选的，还包括锁紧螺母；在每一所述连接板的外侧面中间位置还垂直贯穿设有贯通孔，且每一所述贯通孔均与对应所述第一旋转轴相匹配；每一所述第一旋转轴的两端分别延伸出对应所述连接板上的贯通孔，且分别通过锁紧螺母与对应所述连接板固定连接。

优选的，每一所述第一行走齿轮、第二行走齿轮以及驱动齿轮均竖直设于同一竖直平面内，且每一所述第一行走齿轮和第二行走齿轮分别与对应所述驱动齿轮相匹配；每一所述第一旋转电机均通过第一旋转轴带动连接板旋转，且分别将第一行走齿轮或第二行走齿轮与对应所述驱动齿轮啮合连接。

优选的，每一所述机械臂机构均包括机械臂底座、机械爪安装板、机械爪、第一关节和第二关节；每一所述机械臂底座的一端面均与所述垫板的上表面螺接固定，且在其另一端面还依次间隔设有数个第一关节，第一个所述第一关节的一端面均与对应所述机械臂底座的另一端面转动连接，且在每个相邻所述第一关节之间均设有第二关节；每一所述第二关节的一端面均与前一个所述第一关节的另一端面转动连接，且其另一端面均与后一个所述第一关节的一端面转动连接；每一所述机械爪安装板均为L形结构，且其长边内侧面均与最后一个所述第一关节的另一端面转动连接，并在每一所述机械爪安装板的短边外侧面还垂直固定设有机械爪。

优选的，每一所述机械臂底座均包括第二旋转电机、第一旋转电机安装板、第一侧板、第二侧板、第二旋转轴、第二皮带、第一法兰盘和数个螺柱；每一所述第一侧板、第一旋转电机安装板以及第二侧板均为竖直设置的长方形结构，且三者之间均依次间隔平行设置，并分别通过螺柱间隔固定连接；每一所述第一旋转电机安装板的下边沿均设于对应所述第一侧板下边沿的下方，且均设于对应所述第二侧板下边沿的上方；在每一所述第一旋转电机安装板的一侧面偏下位置还垂直设有第二旋转电机，每一所述第二旋转电机均设于靠对应所述第一侧板的一侧，且其输出端均垂直延伸出对应所述第一旋转电机安装板，并均与对应所述第二侧板互不干涉；在每一所述第一旋转电机安装板的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二旋转轴，每一所述第二旋转轴均与对应所述第一旋转电机安装板转动连接，且其一端均与对应所述第一侧板转动连接，每一所述第二旋转轴的另一端均与对应所述第二侧板转动连接，且均垂直延伸出对应所述第二侧板，并分别与对应所述第一法兰盘的一端面固定连接；在每一所述第一旋转电机安装板与对应所述第二侧板之间还竖直设有第二皮带，每一所述第二皮带均呈环状套接在对应所述第二旋转电机的输出端以及第二旋转轴上，且每一所述第二旋转电机均通过第二皮带与对应所述第二旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第一法兰盘转动；每一所述第二侧板靠第二旋转电机的一侧面偏下位置均与所述垫板的上表面螺接固定，且每一所述机械臂底座均通过第二侧板与所述垫板固定连接。

优选的，每一所述第一关节均包括第三旋转电机、第二旋转电机安装板、第三侧板、第一L形板、第三旋转轴、第三皮带、第二法兰盘、固定板和数个螺柱；每一所述固定板均为竖直设置的长方形结构，且在其一侧面偏上位置还水平设有第一L形板，每一所述第一L形板的短边一端均竖直向上设置，且其短边外侧面均与对应所述固定板固定连接；在每一所述第一L形板的长边正下方还水平间隔设有第二旋转电机安装板，且每一所述第二旋转电机安装板均为长方形结构，每一所述第二旋转电机安装板的上表面均通过螺柱与对应所述第一L形板的长边外侧面间隔固定连接，且其侧面均与对应所述固定板固定连接；在每一所述第二旋转电机安装板的下表面远离固定板一侧还水平间隔设有第三侧板，且每一所述第三侧板均为长方形结构，并分别通过螺柱与对应所述第二旋转电机安装板间隔固定连接；在每一所述第二旋转电机安装板的下表面靠固定板一侧还垂直设有第三旋转电机，且每一所述第三旋转电机的输出端均垂直延伸出对应所述第二旋转电机安装板，并均与对应所述第一L形板互不干涉；在每一所述第三侧板的上表面中间位置还垂直设有第三旋转轴，且每一所述第三旋转轴的一端均与对应所述第三侧板转动连接；每一所述第三旋转轴的另一端竖直向上依次延伸出对应所述第二旋转电机安装板以及第一L形板，且分别与对应所述第二法兰盘的一端面固定连接，并分别与对应所述第二旋转电机安装板以及第一L形板转动连接；在每一所述第二旋转电机安装板与对应所述第一L形板之间还水平设有第三皮带，每一所述第三皮带均呈环状套接在对应所述第三旋转电机的输出端以及第三旋转轴上，且每一所述第三旋转电机均通过第三皮带与对应所述第三旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第二法兰盘转动；第一个所述第一关节的固定板另一侧面均与对应所述机械臂底座的第一法兰盘另一端面螺接固定，且第一个所述第一关节均通过第一法兰盘与对应所述机械臂底座联动连接；最后一个所述第一关节的第二法兰盘另一端面均与对应所述机械爪安装板的长边内侧面螺接固定，且最后一个所述第一关节均通过第二法兰盘与对应所述机械爪安装板联动连接。

优选的，每一所述第二关节均包括第四旋转电机、第三旋转电机安装板、第四侧板、第二L形板、第四旋转轴、第四皮带、第三法兰盘和数个螺柱；每一所述第二L形板均水平设置，且其短边一端均竖直向下设置；在每一所述第二L形板的短边内侧还依次间隔竖直设有第三旋转电机安装板以及第四侧板，且每一所述第二L形板的短边内侧面、第三旋转电机安装板以及第四侧板之间均通过螺柱间隔固定连接；每一所述第三旋转电机安装板的下边沿均设于对应所述第四侧板下边沿的下方，且在其靠第四侧板的一侧面偏下位置还垂直设有第四旋转电机，每一所述第四旋转电机的输出端均垂直延伸出对应所述第三旋转电机安装板，且均与对应所述第二L形板互不干涉；在每一所述第三旋转电机安装板的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第四旋转轴，每一所述第四旋转轴均与对应所述第三旋转电机安装板转动连接，且其一端均与对应所述第四侧板转动连接，每一所述第四旋转轴的另一端均与对应所述第二L形板转动连接，且均垂直延伸出对应所述第二L形板，并分别与对应所述第三法兰盘的一端面固定连接；在每一所述第三旋转电机安装板与对应所述第二L形板的短边内侧面之间还竖直设有第四皮带，每一所述第四皮带均呈环状套接在对应所述第四旋转电机的输出端以及第四旋转轴上，且每一所述第四旋转电机均通过第四皮带与对应所述第四旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第三法兰盘转动；每一所述第二L形板的长边一端内侧面均与前一个所述第一关节的第二法兰盘另一端面螺接固定，且每一所述第二关节均通过第二法兰盘与前一个所述第一关节联动连接；每一所述第三法兰盘的另一端面均与后一个所述第一关节的固定板另一侧面螺接固定，且每一所述第二关节均通过第三法兰盘与后一个所述第一关节联动连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置轮履切换机构，实现了轮式移动与履带式移动的相互转换，便于适应各种复杂的路况，同时采用多臂协同抓取，提高了工作效率，且适用范围更广。

附图说明

为了更清晰地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人的结构示意图。

图2为图1中轮履切换机构的结构示意图。

图3为图1中驱动机构的结构示意图。

图4为图1中机械臂机构的结构示意图。

图5为图4中机械臂底座与第一关节的连接示意图。

图6为图4中第一关节与第二关节的连接示意图。

其中，1-支撑架；2-第一旋转电机；3-旋转主齿轮；4-旋转从齿轮；5-第一旋转轴；6-立式轴承；7-驱动电机；8-驱动齿轮；9-驱动电机安装板；10-固定柱；11-连接板；12-履带轮安装板；13-第一皮带；14-履带轮；15-贯通孔；16-第一从动轴；17-第一行走齿轮；18-第二从动轴；19-第二行走齿轮；20-轮胎；21-锁紧螺母；22-机械臂底座；23-第一关节；24-第二关节；25-机械爪安装板；26-机械爪；27-垫板；28-摄像头；221-第二旋转电机；222-第一旋转电机安装板；223-第一侧板；224-第二侧板；225-第二旋转轴；226-第二皮带；227-第一法兰盘；228-螺柱；231-第三旋转电机；232-第二旋转电机安装板；233-第三侧板；234-第一L形板；235-第三旋转轴；236-第三皮带；237-第二法兰盘；238-固定板；241-第四旋转电机；242-第三旋转电机安装板；243-第四侧板；244-第二L形板；245-第四旋转轴；246-第四皮带；247-第三法兰盘。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，包括支撑架1、第一旋转电机2、旋转主齿轮3、旋转从齿轮4、第一旋转轴5、驱动机构、轮履切换机构、垫板27和机械臂机构；具体结构如图1所示，支撑架1为水平设置的梯形框架结构，且在其内底面还左右对称设有第一旋转轴5，每一个第一旋转轴5均水平纵向设置，且其两端分别垂直延伸出支撑架1；在每一个第一旋转轴5与支撑架1的接合处还竖直设有立式轴承6，且每一个立式轴承6均固定设置在支撑架1的内底面上；本实用新型中每一个第一旋转轴5均与对应的立式轴承6套接，且其两端分别延伸出对应的立式轴承6，并分别通过立式轴承6与支撑架1转动连接。

在每一个第一旋转轴5的中间位置还套接固定设有旋转从齿轮4，且在每一个旋转从齿轮4的一侧还水平设有第一旋转电机2，如图1所示，每一个第一旋转电机2均固定设置在支撑架1的内底面上，且在其输出端还套接固定设有旋转主齿轮3；本实用新型每一个旋转主齿轮3均与对应的旋转从齿轮4啮合连接，从而使得每一个第一旋转电机2均与对应的第一旋转轴5联动连接。

本实用新型在每一个第一旋转轴5的两端还分别竖直固定设有轮履切换机构，且每一个轮履切换机构均包括连接板11、履带轮安装板12、第一皮带13、履带轮14、第一从动轴16、第一行走齿轮17、第二从动轴18、第二行走齿轮19和轮胎20；如图1、图2所示，每一个连接板11均为竖直设置的长方形结构，且在其外侧面中间位置还垂直贯穿设有贯通孔15，其中，每一个贯通孔15均与对应的第一旋转轴5相匹配；本实用新型每一个第一旋转轴5的两端分别延伸出对应连接板11上的贯通孔15，且分别通过锁紧螺母21与对应的连接板11固定连接，从而使得每一个连接板11分别通过第一旋转轴5与对应的第一旋转电机2联动连接；

在每一个连接板11的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第一从动轴16，且每一个第一从动轴16均与对应的连接板11转动连接；如图1、图2所示，在每一个第一从动轴16的一端还套接固定设有轮胎20，且每一个轮胎20均设于对应连接板11的外侧，并分别通过第一从动轴16与对应的连接板11转动连接；在每一个第一从动轴16的另一端还套接固定设有第一行走齿轮17，且每一个第一行走齿轮17均与支撑架1互不干涉设置，并分别通过第一从动轴16与对应的连接板11转动连接；

在每一个连接板11的外侧面偏下位置还竖直贴合设有履带轮安装板12，且每一个履带轮安装板12均与对应的连接板11螺接固定；如图1、图2所示，在每一个履带轮安装板12的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二从动轴18，且每一个第二从动轴18均垂直贯穿对应连接板11的内侧面，并分别与对应的履带轮安装板12以及连接板11转动连接；在每一个履带轮安装板12的外侧面沿其四周边沿还间隔设有数个履带轮14，且最上面一个履带轮14均与对应第二从动轴18的一端套接固定，并分别通过第二从动轴18与对应的履带轮安装板12转动连接，其余的履带轮14均与对应的履带轮安装板12转动连接；在每一个履带轮安装板12的履带轮14上还套接设有第一皮带13，每一个第一皮带13均呈履带状设置，且其转动方向与支撑架1的运动方向相一致；在每一个第二从动轴18的另一端还套接固定设有第二行走齿轮19，且每一个第二行走齿轮19均与支撑架1互不干涉设置，并分别通过第二从动轴18与对应的连接板11转动连接。

本实用新型在每一个轮履切换机构的内侧还水平设有驱动机构，且每一个驱动机构均包括驱动电机7、驱动齿轮8、驱动电机安装板9和固定柱10；如图1、图3所示，在每一个立式轴承6的正下方左右两侧还竖直对称设有固定柱10，且每一个固定柱10的上端分别与支撑架1的下表面固定连接；在两个相邻固定柱10的外侧还竖直设有驱动电机安装板9，且每一个驱动电机安装板9分别沿对应的固定柱10上下滑动，并分别通过螺栓与对应的固定柱10螺接固定；在每一个驱动电机安装板9的内侧表面中间位置还垂直固定设有驱动电机7，且每一个驱动电机7的输出端均垂直延伸出对应的驱动电机安装板9，并分别延伸至支撑架1的两侧；在每一个驱动电机7的输出端还套接固定设有驱动齿轮8，且每一个驱动齿轮8均与支撑架1互不干涉设置。其中，每一个第一行走齿轮17、第二行走齿轮19以及驱动齿轮8均竖直设于同一竖直平面内，且每一个第一行走齿轮17和第二行走齿轮19分别与对应的驱动齿轮8相匹配；本实用新型中每一个第一旋转电机2均通过第一旋转轴5带动连接板11旋转，当连接板11转动到适当的位置后，通过驱动电机安装板9在固定柱10上下滑动，来调整驱动齿轮8的位置，并使得第一行走齿轮17或第二行走齿轮19与对应的驱动齿轮8啮合连接，再用螺栓将驱动电机安装板9紧固住；然后驱动电机7带动第一行走齿轮17或第二行走齿轮19转动，从而带动轮胎20或者第一皮带13转动，实现了轮式移动与履带式移动的相互转换，便于适应各种复杂的路况。

本实用新型在支撑架1的上表面还水平固定设有垫板27，且在垫板27的上表面两侧还对称设有机械臂机构，如图1所示，两个机械臂机构分别设于支撑架1的运动方向两侧，且其固定端分别与垫板27的上表面固定连接；每一个机械臂机构均包括机械臂底座22、机械爪安装板25、机械爪26、第一关节23和第二关节24；如图4所示，每一个机械臂底座22的一端面均与垫板27的上表面螺接固定，且在其另一端面还依次间隔设有数个第一关节23，第一个第一关节23的一端面均与对应机械臂底座22的另一端面转动连接，且在每个相邻第一关节23之间均设有第二关节24；每一个第二关节24的一端面均与前一个第一关节23的另一端面转动连接，且其另一端面均与后一个第一关节23的一端面转动连接；每一个机械爪安装板25均为L形结构，且其长边内侧面均与最后一个第一关节23的另一端面转动连接，并在每一个机械爪安装板25的短边外侧面还垂直固定设有机械爪26，用于进行抓取工作；

其中，每一个机械臂底座22均包括第二旋转电机221、第一旋转电机安装板222、第一侧板223、第二侧板224、第二旋转轴225、第二皮带226、第一法兰盘227和数个螺柱228；如图4、图5所示，每一个第一侧板223、第一旋转电机安装板222以及第二侧板224均为竖直设置的长方形结构，且三者之间均依次间隔平行设置，并分别通过螺柱228间隔固定连接；每一个第一旋转电机安装板222的下边沿均设于对应第一侧板223下边沿的下方，且均设于对应第二侧板224下边沿的上方；

如图4、图5所示，在每一个第一旋转电机安装板222的一侧面偏下位置还垂直设有第二旋转电机221，每一个第二旋转电机221均设于靠对应第一侧板223的一侧，且其输出端均垂直延伸出对应第一旋转电机安装板222，并均与对应第二侧板223互不干涉；在每一个第一旋转电机安装板222的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二旋转轴225，每一个第二旋转轴225均与对应的第一旋转电机安装板222转动连接，且其一端均与对应的第一侧板223转动连接，每一个第二旋转轴225的另一端均与对应的第二侧板224转动连接，且均垂直延伸出对应的第二侧板224，并分别与对应第一法兰盘227的一端面固定连接；在每一个第一旋转电机安装板222与对应第二侧板224之间还竖直设有第二皮带226，每一个第二皮带226均呈环状套接在对应第二旋转电机221的输出端以及第二旋转轴225上，且每一个第二旋转电机221均通过第二皮带226与对应第二旋转轴225联动连接，并分别带动对应第一法兰盘227转动；本实用新型中每一个第二侧板224靠第二旋转电机221的一侧面偏下位置均与垫板27的上表面螺接固定，从而使得每一个机械臂底座22均通过第二侧板224与垫板27固定连接；

每一个第一关节23均包括第三旋转电机231、第二旋转电机安装板232、第三侧板233、第一L形板234、第三旋转轴235、第三皮带236、第二法兰盘237、固定板238和数个螺柱228；如图4~6所示，每一个固定板238均为竖直设置的长方形结构，且在其一侧面偏上位置还水平设有第一L形板234，每一个第一L形板234的短边一端均竖直向上设置，且其短边外侧面均与对应固定板238固定连接；在每一个第一L形板234的长边正下方还水平间隔设有第二旋转电机安装板232，且每一个第二旋转电机安装板232均为长方形结构，每一个第二旋转电机安装板232的上表面均通过螺柱228与对应第一L形板234的长边外侧面间隔固定连接，且其侧面均与对应固定板238固定连接；在每一个第二旋转电机安装板232的下表面远离固定板238一侧还水平间隔设有第三侧板233，且每一个第三侧板233均为长方形结构，并分别通过螺柱228与对应第二旋转电机安装板232间隔固定连接；

如图4~6所示，在每一个第二旋转电机安装板232的下表面靠固定板238一侧还垂直设有第三旋转电机231，且每一个第三旋转电机231的输出端均垂直延伸出对应第二旋转电机安装板232，并均与对应第一L形板234互不干涉；在每一个第三侧板233的上表面中间位置还垂直设有第三旋转轴235，且每一个第三旋转轴235的一端均与对应的第三侧板233转动连接；每一个第三旋转轴235的另一端竖直向上依次延伸出对应第二旋转电机安装板232以及第一L形板234，且分别与对应第二法兰盘237的一端面固定连接，并分别与对应第二旋转电机安装板232以及第一L形板234转动连接；在每一个第二旋转电机安装板232与对应第一L形板234之间还水平设有第三皮带236，每一个第三皮带236均呈环状套接在对应第三旋转电机231的输出端以及第三旋转轴235上，且每一个第三旋转电机231均通过第三皮带236与对应第三旋转轴235联动连接，并分别带动对应第二法兰盘237转动；本实用新型中第一个第一关节23的固定板另一侧面均与对应机械臂底座22的第一法兰盘227另一端面螺接固定，从而使得第一个第一关节23均通过第一法兰盘227与对应机械臂底座22联动连接；最后一个第一关节23的第二法兰盘237另一端面均与对应机械爪安装板25的长边内侧面螺接固定，从而使得最后一个第一关节23均通过第二法兰盘237与对应机械爪安装板25联动连接，并带动机械爪26转动；

每一个第二关节24均包括第四旋转电机241、第三旋转电机安装板242、第四侧板243、第二L形板244、第四旋转轴245、第四皮带246、第三法兰盘247和数个螺柱228；如图4、图6所示，每一个第二L形板244均水平设置，且其短边一端均竖直向下设置；在每一个第二L形板244的短边内侧还依次间隔竖直设有第三旋转电机安装板242以及第四侧板243，且每一个第二L形板244的短边内侧面、第三旋转电机安装板242以及第四侧板243之间均通过螺柱228间隔固定连接；

如图4、图6所示，每一个第三旋转电机安装板242的下边沿均设于对应第四侧板243下边沿的下方，且在其靠第四侧板243的一侧面偏下位置还垂直设有第四旋转电机241，每一个第四旋转电机241的输出端均垂直延伸出对应第三旋转电机安装板242，且均与对应第二L形板244互不干涉；在每一个第三旋转电机安装板242的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第四旋转轴245，每一个第四旋转轴245均与对应第三旋转电机安装板242转动连接，且其一端均与对应第四侧板243转动连接，每一个第四旋转轴245的另一端均与对应第二L形板244转动连接，且均垂直延伸出对应第二L形板244，并分别与对应第三法兰盘247的一端面固定连接；在每一个第三旋转电机安装板242与对应第二L形板244的短边内侧面之间还竖直设有第四皮带246，每一个第四皮带246均呈环状套接在对应第四旋转电机241的输出端以及第四旋转轴245上，且每一个第四旋转电机241均通过第四皮带246与对应第四旋转轴245联动连接，并分别带动对应第三法兰盘247转动；

如图4、图6所示，每一个第二L形板244的长边一端内侧面均与前一个第一关节23的第二法兰盘237另一端面螺接固定，从而使得每一个第二关节24均通过第二法兰盘237与前一个第一关节23联动连接；每一个第三法兰盘247的另一端面均与后一个第一关节23的固定板238另一侧面螺接固定，从而使得每一个第二关节24均通过第三法兰盘247与后一个第一关节23联动连接。本实用新型通过机械臂底座22、第一关节23、第二关节24以及机械爪安装板25之间的联动连接，使得机械爪26的运动范围更大，从而提高了抓取效率，且适用范围更广。

本实用新型在垫板27的上表面中间位置还设有摄像头28，如图1所示，该摄像头28的型号采用蓝色妖姬M2200暮色，用于采集图像信息。

本实用新型的工作原理：

1）当需要轮式移动时，机械臂机构撑地，使得连接板11悬空，然后第一旋转电机2驱动第一旋转轴5，并带动连接板11旋转，使得第一行走齿轮17与驱动齿轮8啮合，接着机械臂机构抬起，在驱动电机7的带动下，支撑架1通过轮胎20进行轮式移动；

2）当需要履带式移动时，机械臂机构撑地，使得连接板11悬空，然后第一旋转电机2驱动第一旋转轴5，并带动连接板11旋转，使得第二行走齿轮19与驱动齿轮8啮合，接着机械臂机构抬起，在驱动电机7的带动下，支撑架1通过第一皮带13和履带轮14的配合进行履带式移动；

3）当支撑架1移动到工作位置时，机械臂结构通过机械臂底座22、第一关节23、第二关节24以及机械爪安装板25之间的联动，将机械爪26调整到合适的抓取位置，然后开始进行抓取工作。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置轮履切换机构，实现了轮式移动与履带式移动的相互转换，便于适应各种复杂的路况，同时采用多臂协同抓取，提高了工作效率，且适用范围更广。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (10)

1.一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：包括支撑架、第一旋转电机、旋转主齿轮、旋转从齿轮、第一旋转轴、驱动机构、轮履切换机构、垫板和机械臂机构；所述支撑架为水平设置的梯形框架结构，且在其内底面还左右对称设有第一旋转轴，每一所述第一旋转轴均水平纵向设置，且其两端分别垂直延伸出所述支撑架，并分别与所述支撑架转动连接；在每一所述第一旋转轴的中间位置还套接固定设有旋转从齿轮，且在每一所述旋转从齿轮的一侧还水平设有第一旋转电机，每一所述第一旋转电机均固定设置在所述支撑架的内底面上，且在其输出端还套接固定设有旋转主齿轮，每一所述旋转主齿轮均与对应所述旋转从齿轮啮合连接，且每一所述第一旋转电机均与对应所述第一旋转轴联动连接；在每一所述第一旋转轴的两端还分别竖直固定设有轮履切换机构，且在每一所述轮履切换机构的内侧还水平设有驱动机构，每一所述驱动机构的固定端均与所述支撑架的下表面固定连接，且其输出端的设置方向均与对应所述第一旋转轴的设置方向相一致，并分别与对应所述轮履切换机构联动连接；在所述支撑架的上表面还水平固定设有垫板，且在所述垫板的上表面两侧还对称设有机械臂机构，两个所述机械臂机构分别设于所述支撑架的运动方向两侧，且其固定端分别与所述垫板的上表面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：在每一所述第一旋转轴与所述支撑架的接合处还竖直设有立式轴承，且每一所述立式轴承均固定设置在所述支撑架的内底面上；每一所述第一旋转轴均与对应所述立式轴承套接，且其两端分别延伸出对应所述立式轴承，并分别通过立式轴承与所述支撑架转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述驱动机构均包括驱动电机、驱动齿轮、驱动电机安装板和固定柱；在每一所述立式轴承的正下方左右两侧还竖直对称设有固定柱，且每一所述固定柱的上端分别与所述支撑架的下表面固定连接；在两个相邻所述固定柱的外侧还竖直设有驱动电机安装板，且每一所述驱动电机安装板分别沿对应所述固定柱上下滑动，并分别通过螺栓与对应所述固定柱螺接固定；在每一所述驱动电机安装板的内侧表面中间位置还垂直固定设有驱动电机，且每一所述驱动电机的输出端均垂直延伸出对应所述驱动电机安装板，并分别延伸至所述支撑架的两侧；在每一所述驱动电机的输出端还套接固定设有驱动齿轮，且每一所述驱动齿轮均与所述支撑架互不干涉设置。

4.根据权利要求3所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述轮履切换机构均包括连接板、履带轮安装板、第一皮带、履带轮、第一从动轴、第一行走齿轮、第二从动轴、第二行走齿轮和轮胎；每一所述连接板均为竖直设置的长方形结构，且其中间位置分别与对应所述第一旋转轴的两端固定连接，并分别通过第一旋转轴与对应所述第一旋转电机联动连接；在每一所述连接板的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第一从动轴，且每一所述第一从动轴均与对应所述连接板转动连接；在每一所述第一从动轴的一端还套接固定设有轮胎，且每一所述轮胎均设于对应所述连接板的外侧，并分别通过第一从动轴与对应所述连接板转动连接；在每一所述第一从动轴的另一端还套接固定设有第一行走齿轮，且每一所述第一行走齿轮均与所述支撑架互不干涉设置，并分别通过第一从动轴与对应所述连接板转动连接；在每一所述连接板的外侧面偏下位置还竖直贴合设有履带轮安装板，且每一所述履带轮安装板均与对应所述连接板螺接固定；在每一所述履带轮安装板的外侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二从动轴，且每一所述第二从动轴均垂直贯穿对应所述连接板的内侧面，并分别与对应所述履带轮安装板以及连接板转动连接；在每一所述履带轮安装板的外侧面沿其四周边沿还间隔设有数个履带轮，且最上面一个所述履带轮均与对应所述第二从动轴的一端套接固定，并分别通过第二从动轴与对应所述履带轮安装板转动连接，其余所述履带轮均与对应所述履带轮安装板转动连接；在每一所述履带轮安装板的履带轮上还套接设有第一皮带，每一所述第一皮带均呈履带状设置，且其转动方向与所述支撑架的运动方向相一致；在每一所述第二从动轴的另一端还套接固定设有第二行走齿轮，且每一所述第二行走齿轮均与所述支撑架互不干涉设置，并分别通过第二从动轴与对应所述连接板转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：还包括锁紧螺母；在每一所述连接板的外侧面中间位置还垂直贯穿设有贯通孔，且每一所述贯通孔均与对应所述第一旋转轴相匹配；每一所述第一旋转轴的两端分别延伸出对应所述连接板上的贯通孔，且分别通过锁紧螺母与对应所述连接板固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述第一行走齿轮、第二行走齿轮以及驱动齿轮均竖直设于同一竖直平面内，且每一所述第一行走齿轮和第二行走齿轮分别与对应所述驱动齿轮相匹配；每一所述第一旋转电机均通过第一旋转轴带动连接板旋转，且分别将第一行走齿轮或第二行走齿轮与对应所述驱动齿轮啮合连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述机械臂机构均包括机械臂底座、机械爪安装板、机械爪、第一关节和第二关节；每一所述机械臂底座的一端面均与所述垫板的上表面螺接固定，且在其另一端面还依次间隔设有数个第一关节，第一个所述第一关节的一端面均与对应所述机械臂底座的另一端面转动连接，且在每个相邻所述第一关节之间均设有第二关节；每一所述第二关节的一端面均与前一个所述第一关节的另一端面转动连接，且其另一端面均与后一个所述第一关节的一端面转动连接；每一所述机械爪安装板均为L形结构，且其长边内侧面均与最后一个所述第一关节的另一端面转动连接，并在每一所述机械爪安装板的短边外侧面还垂直固定设有机械爪。

8.根据权利要求7所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述机械臂底座均包括第二旋转电机、第一旋转电机安装板、第一侧板、第二侧板、第二旋转轴、第二皮带、第一法兰盘和数个螺柱；每一所述第一侧板、第一旋转电机安装板以及第二侧板均为竖直设置的长方形结构，且三者之间均依次间隔平行设置，并分别通过螺柱间隔固定连接；每一所述第一旋转电机安装板的下边沿均设于对应所述第一侧板下边沿的下方，且均设于对应所述第二侧板下边沿的上方；在每一所述第一旋转电机安装板的一侧面偏下位置还垂直设有第二旋转电机，每一所述第二旋转电机均设于靠对应所述第一侧板的一侧，且其输出端均垂直延伸出对应所述第一旋转电机安装板，并均与对应所述第二侧板互不干涉；在每一所述第一旋转电机安装板的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第二旋转轴，每一所述第二旋转轴均与对应所述第一旋转电机安装板转动连接，且其一端均与对应所述第一侧板转动连接，每一所述第二旋转轴的另一端均与对应所述第二侧板转动连接，且均垂直延伸出对应所述第二侧板，并分别与对应所述第一法兰盘的一端面固定连接；在每一所述第一旋转电机安装板与对应所述第二侧板之间还竖直设有第二皮带，每一所述第二皮带均呈环状套接在对应所述第二旋转电机的输出端以及第二旋转轴上，且每一所述第二旋转电机均通过第二皮带与对应所述第二旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第一法兰盘转动；每一所述第二侧板靠第二旋转电机的一侧面偏下位置均与所述垫板的上表面螺接固定，且每一所述机械臂底座均通过第二侧板与所述垫板固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述第一关节均包括第三旋转电机、第二旋转电机安装板、第三侧板、第一L形板、第三旋转轴、第三皮带、第二法兰盘、固定板和数个螺柱；每一所述固定板均为竖直设置的长方形结构，且在其一侧面偏上位置还水平设有第一L形板，每一所述第一L形板的短边一端均竖直向上设置，且其短边外侧面均与对应所述固定板固定连接；在每一所述第一L形板的长边正下方还水平间隔设有第二旋转电机安装板，且每一所述第二旋转电机安装板均为长方形结构，每一所述第二旋转电机安装板的上表面均通过螺柱与对应所述第一L形板的长边外侧面间隔固定连接，且其侧面均与对应所述固定板固定连接；在每一所述第二旋转电机安装板的下表面远离固定板一侧还水平间隔设有第三侧板，且每一所述第三侧板均为长方形结构，并分别通过螺柱与对应所述第二旋转电机安装板间隔固定连接；在每一所述第二旋转电机安装板的下表面靠固定板一侧还垂直设有第三旋转电机，且每一所述第三旋转电机的输出端均垂直延伸出对应所述第二旋转电机安装板，并均与对应所述第一L形板互不干涉；在每一所述第三侧板的上表面中间位置还垂直设有第三旋转轴，且每一所述第三旋转轴的一端均与对应所述第三侧板转动连接；每一所述第三旋转轴的另一端竖直向上依次延伸出对应所述第二旋转电机安装板以及第一L形板，且分别与对应所述第二法兰盘的一端面固定连接，并分别与对应所述第二旋转电机安装板以及第一L形板转动连接；在每一所述第二旋转电机安装板与对应所述第一L形板之间还水平设有第三皮带，每一所述第三皮带均呈环状套接在对应所述第三旋转电机的输出端以及第三旋转轴上，且每一所述第三旋转电机均通过第三皮带与对应所述第三旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第二法兰盘转动；第一个所述第一关节的固定板另一侧面均与对应所述机械臂底座的第一法兰盘另一端面螺接固定，且第一个所述第一关节均通过第一法兰盘与对应所述机械臂底座联动连接；最后一个所述第一关节的第二法兰盘另一端面均与对应所述机械爪安装板的长边内侧面螺接固定，且最后一个所述第一关节均通过第二法兰盘与对应所述机械爪安装板联动连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于轮履切换机构的多臂协同运载机器人，其特征在于：每一所述第二关节均包括第四旋转电机、第三旋转电机安装板、第四侧板、第二L形板、第四旋转轴、第四皮带、第三法兰盘和数个螺柱；每一所述第二L形板均水平设置，且其短边一端均竖直向下设置；在每一所述第二L形板的短边内侧还依次间隔竖直设有第三旋转电机安装板以及第四侧板，且每一所述第二L形板的短边内侧面、第三旋转电机安装板以及第四侧板之间均通过螺柱间隔固定连接；每一所述第三旋转电机安装板的下边沿均设于对应所述第四侧板下边沿的下方，且在其靠第四侧板的一侧面偏下位置还垂直设有第四旋转电机，每一所述第四旋转电机的输出端均垂直延伸出对应所述第三旋转电机安装板，且均与对应所述第二L形板互不干涉；在每一所述第三旋转电机安装板的一侧面偏上位置还垂直贯穿设有第四旋转轴，每一所述第四旋转轴均与对应所述第三旋转电机安装板转动连接，且其一端均与对应所述第四侧板转动连接，每一所述第四旋转轴的另一端均与对应所述第二L形板转动连接，且均垂直延伸出对应所述第二L形板，并分别与对应所述第三法兰盘的一端面固定连接；在每一所述第三旋转电机安装板与对应所述第二L形板的短边内侧面之间还竖直设有第四皮带，每一所述第四皮带均呈环状套接在对应所述第四旋转电机的输出端以及第四旋转轴上，且每一所述第四旋转电机均通过第四皮带与对应所述第四旋转轴联动连接，并分别带动对应所述第三法兰盘转动；每一所述第二L形板的长边一端内侧面均与前一个所述第一关节的第二法兰盘另一端面螺接固定，且每一所述第二关节均通过第二法兰盘与前一个所述第一关节联动连接；每一所述第三法兰盘的另一端面均与后一个所述第一关节的固定板另一侧面螺接固定，且每一所述第二关节均通过第三法兰盘与后一个所述第一关节联动连接。

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