CN212273584U - 机器人底盘顶升机构以及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机器人底盘顶升机构以及机器人，属于机器人制造技术领域。本申请提出一种机器人底盘顶升机构，包括底盘；顶板；连杆组件，连杆组件的底部与底盘相连，连杆组件的顶部与顶板相连，连杆组件能够展开或折叠；以及升降驱动机构，升降驱动机构安装于底盘，升降驱动机构能够驱动连杆组件的顶部升降，以使连杆组件的顶部带动顶板同步升降。相对于现有的机器人底盘顶升机构，本申请实施例中的机器人底盘顶升机构中，升降驱动机构直接驱动连杆组件的顶部升降，其耗费较小的扭矩，耗费电力小；连杆组件限制了顶板在升降的过程中与底盘保持平行，从而实现顶板的平稳升降。

Description

机器人底盘顶升机构以及机器人

技术领域

本申请涉及机器人制造技术领域，具体而言，涉及一种机器人底盘顶升机构以及机器人。

背景技术

目前市场上的服务型机器人中，所采用底盘顶升机构主要包括丝杠结合直线导轨机构和连杆升降机构。其中，丝杠结合直线导轨机构要求直线导轨机构和丝杠高精度配合,组装比较麻烦。而主流的连杆升降机构为双平行四边形结构，采用曲柄连杆结构水平作用于中间连接轴的方式驱动，该种构造占据空间较大，且对电机扭矩要求较大。

实用新型内容

为此，本申请提出一种机器人底盘顶升机构以及机器人，其顶板能够相对于底盘升降，顶板升降平稳，且耗费电力较小。

本申请的实施例提出一种机器人底盘顶升机构，包括底盘；顶板；连杆组件，连杆组件的底部与底盘相连，连杆组件的顶部与顶板相连，连杆组件能够展开或折叠；以及升降驱动机构，升降驱动机构安装于底盘，升降驱动机构能够驱动连杆组件的顶部升降，以使连杆组件的顶部带动顶板同步升降。

相对于现有的机器人底盘顶升机构，本申请实施例中的机器人底盘顶升机构中，升降驱动机构直接驱动连杆组件的顶部升降，其耗费较小的扭矩，耗费电力小；连杆组件限制了顶板在升降的过程中与底盘保持平行，从而实现顶板的平稳升降。

另外，根据本申请实施例的机器人底盘顶升机构还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，机器人底盘顶升机构还包括顶部连接件，顶部连接件铰接于连杆组件的顶部，顶部连接件的上侧用于安装顶板，连杆组件、顶部连接件和底盘共同构成双平行四边形铰链机构。通过该种布置形式，能够提高顶板升降的稳定性，且限制顶在升降过程中均平行于底盘。

根据本申请的一些实施例，连杆组件包括四个同步动作的二连杆机构，每个二连杆机构的一端铰接于顶部连接件，另一端铰接于底盘。该种布置形式利于组装，构造简单。

根据本申请的一些实施例，机器人底盘顶升机构还包括四个固定座，固定座与二连杆机构一一对应，固定座安装于底盘，并与二连杆机构的一端铰接。该种布置形式利于组装，还利于维修更换。

根据本申请的一些实施例，顶部连接件为中空的框架，以降低顶部连接件的重量。

根据本申请的一些实施例，升降驱动机构包括支撑架，支撑架安装于底盘；推板，推板与连杆组件的顶部铰接；以及升降机构，升降机构安装于支撑架，并能够驱动推板升降，以使推板带动连杆组件的顶部同步升降。使用推板连接于升降机构的输出端，能够进一步地调整升降机构的升降行程。

根据本申请的一些实施例，升降机构包括电机，电机安装于支撑架；以及丝杠滑台机构，电机的输出端与丝杠滑台机构传动连接，丝杠滑台机构的输出端与推板固定连接。该种布置形式易于组装，且传动平稳，能够高精度升降。

根据本申请的一些实施例，丝杠滑台机构包括丝杠，丝杠转动安装于支撑架，丝杠与电机的输出端传动连接；以及滑台，滑台与支撑架滑动配合，丝杠竖向贯穿滑台并与滑台螺纹配合，丝杠转动能够带动滑台升降，滑台与推板固定连接。该种布置形式构造简单，易于组装，且传动平稳。

根据本申请的一些实施例，底盘上设有向下凹陷的凹槽，升降驱动机构的底部嵌入凹槽中，升降驱动机构的上部暴露于底盘之上。该种布置形式能够降低整个升降驱动机构的高度，使其布置紧凑。

本申请的实施例还提出一种机器人，机器人包括上述的机器人底盘顶升机构，该机器人整体结构紧凑，举升省力，且可靠性好。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人底盘顶升机构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的机器人底盘顶升机构的结构示意图(不包括底盘和顶板)；

图3为本申请实施例提供的机器人底盘顶升机构中升降驱动机构(不包括推板)的结构示意图。

图标：100-机器人底盘顶升机构；10-底盘；11-凹槽；20-顶板；30-连杆组件；31-二连杆机构；311-第一二连杆机构；312-第二二连杆机构；313-第三二连杆机构；314-第四二连杆机构；32-第一连杆；321-第一端；322-第二端；33-第二连杆；331-第三端；332-第四端；34-中间铰接轴；35-第一铰接轴；36-第二铰接轴；37-中间连杆；38-第三铰接轴；40-升降驱动机构；41-支撑架；411-第一支撑板；412-第二支撑板；413-第三支撑板；414-滑轨；42-推板；421-推板上侧；422-推板下侧；43-升降机构；431-电机；432-丝杠滑台机构；4321-丝杠；4322-滑台；50-顶部连接件；51-顶部框架本体；52-镂空部；60-双平行四边形铰链机构；70-固定座；71-第一固定座；72-第二固定座；73-第三固定座；74-第四固定座。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例的机器人底盘顶升机构100，包括底盘10、顶板20、连杆组件30和升降驱动机构40。连杆组件30的底部与底盘10相连，连杆组件30的顶部与顶板20相连，连杆组件30能够展开或折叠。升降驱动机构40安装于底盘10，升降驱动机构40能够驱动连杆组件30的顶部升降，以使连杆组件30的顶部带动顶板20同步升降。

相对于现有的机器人底盘顶升机构，本申请实施例中的机器人底盘顶升机构100中，升降驱动机构40直接驱动连杆组件30的顶部升降，其耗费较小的扭矩，耗费电力小；连杆组件30限制了顶板20在升降的过程中与底盘10保持平行，从而实现顶板20的平稳升降。

下述本申请实施例的机器人底盘顶升机构100的各部件的结构与相互连接关系。

请参照图1，底盘10为机器人的行走装置，顶板20用于托举机器人的机身等部件，以带动机器人的机身等部件升降。

在本申请的一些实施例中，连杆组件30和升降驱动机构40均安装于底盘10，顶板20平行布置于底盘10的上方，且能够相对于底盘10升降。

在连杆组件30和升降驱动机构40的共同作用下，顶板20能够相对于底盘10升降。

请参照图2，在本申请的一些实施例中，机器人底盘顶升机构100还包括顶部连接件50，顶部连接件50铰接于连杆组件30的顶部。顶部连接件50的上侧用于安装顶板20，连杆组件30、顶部连接件50和底盘10共同构成双平行四边形铰链机构60。

请参照图1，连杆组件30包括四个同步动作的二连杆机构31，每个二连杆机构31的一端铰接于顶部连接件50，另一端铰接于底盘10。

可选地，机器人底盘顶升机构100还包括四个固定座70，固定座70与二连杆机构31一一对应，固定座70安装于底盘10，并与二连杆机构31的一端铰接。

请参照图2，具体而言，四个二连杆机构31分别为第一二连杆机构311、第二二连杆机构312、第三二连杆机构313和第四二连杆机构314；四个固定座70分别为第一固定座71、第二固定座72、第三固定座73和第四固定座74。容易理解的，第一二连杆机构311与第一固定座71对应，第二二连杆机构312与第二固定座72对应，第三二连杆机构313与第三固定座73对应，第四二连杆机构314与第四固定座74对应。

请参照图2，以第一二连杆机构311和与其对应的第一固定座71为例，第一二连杆机构311包括相互铰接的第一连杆32和第二连杆33。第一连杆32包括第一端321和第二端322，第二连杆33包括第三端331和第四端332。其中，第一端321与顶部连接件50铰接，第二端322与第三端331通过中间铰接轴34铰接。第一固定座71安装于底盘10，第二连杆33的第四端332与第一固定座71铰接。

四个二连杆机构31分别铰接于顶部连接件50的四角，且能够同步动作，在升降驱动机构40的作用下，连杆组件30能够展开或折叠。

在本申请的一些实施例中，第一二连杆机构311的第一端321与第二二连杆机构312的第一端(图中没有示出)通过第一铰接轴35与顶部连接件50铰接；第三二连杆机构313的第一端(图中没有示出)和第四二连杆机构314的第一端(图中没有示出)通过第二铰接轴36与顶部连接件50铰接。

连杆组件30还包括两个中间连杆37和两个第三铰接轴38。

第一二连杆机构311的中间铰接轴34与第三二连杆机构313的中间铰接轴(图中没有示出)通过一个中间连杆37相连，中间连杆37的两端分别铰接于第一二连杆机构311的中间铰接轴34与第三二连杆机构313的中间铰接轴。同样地，另一个中间连杆37的两端分别铰接于第二二连杆机构312的中间铰接轴与第四二连杆机构314的中间铰接轴。

第三二连杆机构313的中间铰接轴与第四二连杆机构314的中间铰接轴通过一个第三铰接轴38相连，另一个第三铰接轴将第三二连杆机构313的第四端和第四二连杆机构314的第四端相连。

容易理解的，连杆组件30、顶部连接件50和底盘10共同构成双平行四边形铰链机构60。随着连杆组件30展开或折叠，顶部连接件50远离或靠近底盘10，在双平行四边形铰链机构60的限制下，顶部连接件50的升降过程中均平行于底盘10。

可选地，第一铰接轴35和第二铰接轴36均固定安装于顶部连接件50。第一二连杆机构311的第一端321与第二二连杆机构312的第一端均与第一铰接轴35转动连接；第三二连杆机构313的第一端与第四二连杆机构314的第一端均与第二铰接轴36转动连接。

可选地，顶部连接件50为中空的框架，以减小其重量。

在本申请的一些实施例中，顶部连接件50包括顶部框架本体51，顶部框架本体51的中间具有镂空部52。

请参照图1，升降驱动机构40用于驱动顶部连接件50升降。

请参照图1和图3，升降驱动机构40包括支撑架41、推板42和升降机构43。支撑架41安装于底盘10上，推板42与连杆组件30的顶部铰接。升降机构43安装于支撑架41，能够驱动推板42升降，以使推板42带动连杆组件30的顶部同步升降。

请参照图3，在本申请的一些实施例中，支撑架41包括第一支撑板411、第二支撑板412和第三支撑板413，三块支撑板固定连接。其中，第二支撑板412竖向安装于第一支撑板411和第三支撑板413之间。

其中，第三支撑板413可部分或全部布置于顶部连接件50之下，第三支撑板413的顶部用于限定顶部连接件50的最低极限位置。

请参照图2，在本申请的一些实施例中，推板42具有推板上侧421和推板下侧422。推板上侧421与顶部连接件50铰接；具体而言，推板上侧421与第一铰接轴35传动连接。推板下侧422与升降机构43的输出端可拆卸地连接，以使升降机构43能够驱动推板42升降。

请参照图3，作为一种示例形式，升降机构43包括电机431和丝杠滑台机构432，丝杠滑台机构432包括丝杠4321和滑台4322。

电机431安装于支撑架41的第一支撑板411的上侧，且输出端穿过第一支撑板411暴露于第一支撑板411的下侧。丝杠4321竖向转动安装于第一支撑板411，于第一支撑板411的下侧，电机431的输出端与丝杠4321通过同步带传动连接。

第二支撑板412上设有竖向的滑轨414，滑台4322与滑轨414滑动配合，丝杠4321竖向贯穿滑台4322且与滑台4322螺纹配合。丝杠4321转动时，能够带动滑台4322升降。

滑台4322与推板下侧422通过螺纹件固定相连。

容易理解的，在电机431的驱动下，滑台4322带动推板42同步升降，推板42带动顶部连接件50升降，顶部连接件50带动顶板20同步升降。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，底盘10上设有向下凹陷的凹槽11，升降驱动机构40的底部嵌入凹槽11中，升降驱动机构40的上部暴露于底盘10之上。

具体而言，第一支撑板411覆盖住凹槽11的开口，并与底盘10通过螺纹件固定相连。电机431的输出端、丝杠4321的下部以及同步带位于第一支撑板411以下，并被容纳于凹槽11之中。

容易理解的，该种布置形式能够降低整个升降驱动机构40的高度。

下述机器人底盘顶升机构100的工作原理。

电机431通过同步带将扭矩传递给丝杠4321，带动丝杠4321转动；

滑台4322在丝杠4321的转动下沿上下方向升降，并将电机431的扭矩转化为上下方向上的移动；

滑台4322带动推板42同步升降；

推板42带动顶部连接件50升降；

顶部连接件50带动顶板20同步升降，从而实现托物的功能。

本申请实施例的机器人底盘顶升机构100，升降驱动机构40集成在一起，占用了较小的安装空间，利于底盘10上的堆叠布局。

本申请的实施例还提出一种机器人，包括机器人底盘顶升机构100，该机器人整体结构紧凑，举升省力，且可靠性好。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人底盘顶升机构，其特征在于，包括：

底盘；

顶板；

连杆组件，所述连杆组件的底部与所述底盘相连，所述连杆组件的顶部与所述顶板相连，所述连杆组件能够展开或折叠；

升降驱动机构，所述升降驱动机构安装于所述底盘，所述升降驱动机构能够驱动所述连杆组件的顶部升降，以使所述连杆组件的顶部带动所述顶板同步升降。

2.根据权利要求1所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述机器人底盘顶升机构还包括顶部连接件，顶部连接件铰接于所述连杆组件的顶部，所述顶部连接件的上侧用于安装所述顶板，所述连杆组件、所述顶部连接件和所述底盘共同构成双平行四边形铰链机构。

3.根据权利要求2所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述连杆组件包括四个同步动作的二连杆机构，每个二连杆机构的一端铰接于所述顶部连接件，另一端铰接于所述底盘。

4.根据权利要求3所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述机器人底盘顶升机构还包括四个固定座，固定座与二连杆机构一一对应，所述固定座安装于所述底盘，并与所述二连杆机构的一端铰接。

5.根据权利要求2所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述顶部连接件为中空的框架。

6.根据权利要求1所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述升降驱动机构包括：

支撑架，所述支撑架安装于所述底盘；

推板，所述推板与所述连杆组件的顶部铰接；

升降机构，所述升降机构安装于所述支撑架，并能够驱动所述推板升降，以使所述推板带动所述连杆组件的顶部同步升降。

7.根据权利要求6所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述升降机构包括：

电机，所述电机安装于所述支撑架；

丝杠滑台机构，所述电机的输出端与所述丝杠滑台机构传动连接，所述丝杠滑台机构的输出端与所述推板固定连接。

8.根据权利要求7所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述丝杠滑台机构包括：

丝杠，所述丝杠转动安装于所述支撑架，所述丝杠与所述电机的输出端传动连接；

滑台，所述滑台与所述支撑架滑动配合，所述丝杠竖向贯穿所述滑台并与所述滑台螺纹配合，所述丝杠转动能够带动所述滑台升降，所述滑台与所述推板固定连接。

9.根据权利要求1所述的机器人底盘顶升机构，其特征在于，所述底盘上设有向下凹陷的凹槽，所述升降驱动机构的底部嵌入所述凹槽中，所述升降驱动机构的上部暴露于所述底盘之上。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求1-9任一项所述的机器人底盘顶升机构。

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