CN214136043U - 柔性升降装置和包括其的机器人底盘 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种柔性升降装置和包括其的机器人底盘，所述装置包括至少一个升降链条，每一升降链条对应设置一个举升电机和一个卷放电机，其中，所述升降链条包括多个链节，所述多个链节首尾通过可转动轴销连接，所述链节内部中空，所述升降链条一端为升降端，另一端为收放端；所述举升电机与所述升降链条相连接，用于控制所述升降链条的升降，所述升降端在所述举升电机的带动下沿所述第一方向在预设的第一高度和第二高度之间升降；所述卷放电机与所述收放端相连接，所述卷放电机用于在所述升降链条升降过程中沿顺时针或逆时针方向收放所述升降链条。本申请降低了升降装置的最低高度，缩小了升降装置占据空间，提高了升降的灵活性。

Description

柔性升降装置和包括其的机器人底盘

技术领域

本申请涉及柔性升降装置技术领域，尤其涉及一种柔性升降装置和包括其的机器人底盘。

背景技术

在很多应用场合，需要用到升降装置，例如很多机器人底盘需要采用升降装置来控制机器人搭载的部件升降。常见的机器人升降装置采用单轴滑轨的方式在底盘上构成升降部件，通常会在底盘上始终竖立固定一个单轴滑轨。

但是，由于单轴滑轨为刚性结构，无法收纳，会导致机器人整机收纳后升降装置的最低高度仍保持为一个较高的高度，且机器人的最大升起高度也不能超过此滑轨的最大升起高度，升降高度可控性差。此外，当机器人设备需要机器人底盘供电或与底盘有线数据传输时，必须另外安装走线支架，并且需要兼顾滑块的往复范围、负载大小等，这使得升降装置的结构复杂，占据空间大，不便于安装维护，且升降中易卡滞，升降灵活性差。由此可知，如何降低升降装置的最低高度，缩小升降装置占据空间，提高升降的灵活性成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种柔性升降装置和包括其的机器人底盘，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种柔性升降装置，包括至少一个升降链条，每一升降链条对应设置一个举升电机和一个卷放电机，其中，

所述升降链条包括多个链节，所述多个链节首尾通过可转动轴销连接，所述链节内部中空，所述升降链条一端为升降端，另一端为收放端，所述升降链条上包括随升降链条的升降动态变化的分段点，所述升降端和所述分段点之间的升降链条为第一链条段，所述第一链条段沿预设的第一方向呈直线状，所述分段点与所述收放端之间的升降链条为所述第二链条段，所述第二链条段呈盘绕卷曲状；

所述举升电机与所述升降链条相连接，用于控制所述升降链条的升降，所述升降端在所述举升电机的带动下沿所述第一方向在预设的第一高度和第二高度之间升降；

所述卷放电机与所述收放端相连接，所述卷放电机用于在所述升降链条升降过程中沿顺时针或逆时针方向收放所述升降链条。

第二方面，本申请实施例提供一种机器人底盘，包括本申请第一方面所述的柔性升降装置。

通过上述技术方案，本申请通过举升电机升降链条的第一链条段，卷放电机配合举升电机收放第二链条段，可以使得升降链条的升降端可以停留在第一高度和第二高度的任何位置，具有很好的升降可控性，且所述装置能够将第二链条段卷曲收纳，降低了柔性升降装置的最低高度，此外，升降链条为中空结构，能够容纳线缆，缩小了柔性升降装置占据空间，通过举升电机和卷放电机共同控制升降链条的升降，在升降过程中不会出现卡滞，提高了升降的灵活性。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。

图1为本申请一实施例所描述的柔性升降装置示意图。

【符号说明】

1：升降链条 2：举升电机

3：卷放电机 4：收纳箱

5：导向管槽 10：链节

11：升降端 12：收放端

13：分段点 41：链条通孔

100：第一升降链条 101：第二升降链条

200：第一举升电机 201：第二举升电机

300：第一卷放电机 301：第二卷放电机

6：链条固定部

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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种柔性升降装置，如图1所示，包括至少一个升降链条1，每一升降链条1对应设置一个举升电机2和一个卷放电机3。其中，所述升降链条1为单向可弯折中空链条，具体包括多个链节10，所述多个链节10首尾通过可转动轴销连接，所述链节10内部中空，所述升降链条1一端为升降端11，另一端为收放端12，所述升降链条1上包括随升降链条1的升降动态变化的分段点13，所述升降端11和所述分段点13之间的升降链条1为第一链条段，所述第一链条段沿预设的第一方向呈直线状，第一链条段具有一定的刚性，不会侧向弯曲，作为示例，所述第一方向为竖直方向。所述分段点13与所述收放端12之间的升降链条1为所述第二链条段，所述第二链条段呈盘绕卷曲状。所述举升电机2与所述升降链条1相连接，用于控制所述升降链条1的升降，所述升降端11在所述举升电机2的带动下沿所述第一方向在预设的第一高度和第二高度之间升降，可以理解的是，第一高度为升降端11能够到达的最低高度，第二高度为升降端11能够达到的第二高度，第一高度和第二高度的具体值可根据升降链条1的长度以及升降装置的具体结构设定。所述卷放电机3与所述收放端12相连接，所述卷放电机3用于在所述升降链条1升降过程中沿顺时针或逆时针方向收放所述升降链条1。需要说明的是，图1中以包括两个升降链条1对本申请所述装置进行说明，但可以理解的是，根据举升物重量、所需举升高度等因素，可以适应性调整所述升降链条1的数量，即所述装置也可单个升降链条1或两个以上的升降链条1，均在本申请保护范围之内。

本申请所述柔性升降装置通过举升电机2升降链条1的第一链条段，卷放电机3配合举升电机2收放第二链条段，可以使得升降链条1的升降端11可以停留在第一高度和第二高度的任何位置，举升高度自由可控；且所述装置能够将第二链条段卷曲收纳，降低了柔性升降装置的最低高度。此外，升降链条1为中空结构，能够容纳线缆，缩小了柔性升降装置的占据空间，通过举升电机2和卷放电机3共同控制升降链条1的升降，在升降过程中不会出现卡滞，提高了升降的灵活性。

需要说明的是，在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。术语“一个示例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

作为一种实施例，所述装置还可包括收纳箱4，作为所述柔性升降装置的安装外壳和盘绕链条保护外壳。所述卷放电机3和所述举升电机2均安装在所述收纳箱4内部，所述收放端12始终位于所述收纳箱4内部，所述升降端11始终位于所述收纳箱4外部，所述收纳箱4上开设有链条通孔41，作为升降链条1进出所述收纳箱4的进出口。

作为一种实施例，所述装置还可包括导向管槽5，如图1所示，导向管槽5作为升降链条1进出收纳箱4进出口的导向引导约束装置，安装在所述收纳箱4外部，并与所述链条通孔41连通，所述升降链条1始终贯穿过所述链条通孔41和所述导向管槽5，所述导向管槽5还可有效防止位于其内部以及往下直至所述分段点13之间的升降链条1发生弯折或偏向。

作为一种实施例，如图1所示，所述装置还可包括链条固定部6，用于与所述升降端11固定连接。当有多个升降链条1时，链条固定部6可以将所有升降链条1的升降端11固定在一起，第一升降链条100的升降端11和所述第二升降链条101的升降端11通过所述链条固定部6固定连接在一起。链条固定部6随所述升降端11的升降而升降。所述链条固定部6还用于承载待举升物，例如机器人。所述装置还包括线缆，所述线缆安装在所述升降链条1的中空部，所述线缆一端与所述链条固定部6连接，另一端与所述卷放电机3连接，所述线缆随所述升降链条1的升降而升降，所述线缆包括电源线、数据线和通讯线，线缆直接布置在升降链条1中，可以大大节省柔性升降装置的空间，无需额外安装走线支架，结构简单，便于安装和维护。

举升电机2与升降链条1接触连接，具体可通过举升电机2和升降链条1之间的摩擦力或者通过咬合结构来升降所述升降链条1，当举升电机2和升降链条1之间通过摩擦力来升降所述升降链条1时，所述举升电机2可包括外圈大摩擦力橡胶轮，举升电机2还包括内部旋转编码器和电机旋转轴，电机旋转轴的两端固定安装在收纳箱4的内壁上。在升降过程中，通过举升电机2提供动力，起到主动作用，内部旋转编码器用于检测电机的转速和角度变化量，通过所述编码器可以获取升降链条1升降的速度和高度。所述收放端12与卷放电机3外圈连接，卷放电机3为可调速、正反转可控的电机，卷放电机3根据升降链条1的收放长度调整转速收放升降链条1，调速功能用于适应升降链条1在不同升降情况下的不同盘绕角速度，正反转则配合对应举升电机2的正反转动作，及时地收放升降链条1，辅助举升电机2，完成升降链条1的升降，避免升降过程中出现卡滞，提高了升降过程的灵活性，可以理解的是，正反转指的就是顺时针或逆时针旋转。

如图1所示示例，所述装置可包括两个背对背设置的升降链条1，分别为第一升降链条100和第二升降链条101，所述第一升降链条100对应设置有第一举升电机200和第一卷放电机300，所述第二升降链条101对应设置有第二举升电机201和第二卷放电机301，所述第一升降链条100和第二升降链条101在所述第一举升电机200和第二举升电机201的带动下同步升降。

作为一种实施例，为了防止第一升降链条100和第二升降链条101背部贴合时侧滑，所述第一升降链条100的每一链节10的背部设置有凸起(图中未示出)，所述第二链条的每一链节10的背部设置有与所述凸起匹配的凹槽(图中未示出)，当所述第一升降链条100和第二升降链条101背对背贴合时，所述凸起与对应的凹槽咬合。作为上述实施例的变形，也可以在所述第一升降链条100和第二升降链条101的背部涂覆可吸附涂层，或者在所述第一升降链条100和第二升降链条101的背部增加吸合磁块，使得第一升降链条100和第二升降链条101的背部贴合时相吸附，所述吸附涂层可包括铁磁性材料，上述结构也可以有效防止第一升降链条100和第二升降链条101背部贴合时侧滑。此外，第一升降链条100和第二升降链条101对应的第一链条段本身也具有不会侧向弯曲的特性，结合上述防侧滑结构，可以进一步防止第一升降链条100和第二升降链条101贴合时侧滑，提高第一升降链条100和第二升降链条101升降的稳定性。

如图1所示示例，所述第一举升电机200和所述第二举升电机201的旋转轴平行，所述第一举升电机200安装在所述第一升降链条100的第一链条段背部对侧，所述第二举升电机201对应安装在所述第二升降链条101的第一链条段背部对侧。所述第一举升电机200和第二举升电机201共同夹紧当前与所述第一举升电机200和第二举升电机201相接触的第一升降链条100的链节10和第二升降链条101的链节10。第一举升电机200和第二举升电机201均可绕自身旋转轴进行顺时针或逆时针旋转。例如，当所述第一举升电机200逆时针旋转，同时所述第二举升电机2以同等角速度顺时针旋转，所述第一升降链条100和第二升降链条101被第一举升电机200和第二举升电机201夹持住同步上升，所述第一卷放电机300沿逆时针方向旋转，同时第二卷放电机301沿顺时针方向旋转，同步释放所述第一升降链条100和第二升降链条101。当所述第一举升电机200顺时针旋转，同时所述第二举升电机2以同等角速度逆时针旋转，所述第一升降链条100和第二升降链条101被第一举升电机200和第二举升电机201夹持住同步下降，所述第一卷放电机300沿顺时针方向旋转，同时第二卷放电机301沿逆时针方向旋转，同步盘绕收纳所述第一升降链条100和第二升降链条101。

本申请实施例还提供一种机器人底盘，包括本申请实施例所述的柔性升降装置，机器人底盘可以为可移动底盘，收纳箱4与可移动底盘固定连接。机器人是指自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。当机器人搭载上述可移动机器人底盘时，机器人可以随处移动，灵活使用并控制柔性升降装置的升降功能，举升高度自由可控。不用时控制使其缩回，无需在机器人上始终竖立一个刚性立柱或支撑部件，大大减小机器人的高度尺寸、缩小了整机的占用空间、同时也降低了机器人的重心、在很多高度受限的场合大大提高机器人的通过性能，非常有利于机器人整机的控制。由于所述柔性升降装置本身占用空间小、功耗低、控制简单、灵活、快捷，特别应用在可移动机器人底盘上时，有着极大的优势。此外，由于所述柔性升降装置还能极大方便上部承载设备的电源及信号走线，可直接利用升降链条1内部空间部署电源线及信号线即可，不占用外部额外空间、不影响设备整体外观、同时线缆也能得到有效保护。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种柔性升降装置，其特征在于，

包括至少一个升降链条，每一升降链条对应设置一个举升电机和一个卷放电机，其中，

所述升降链条包括多个链节，所述多个链节首尾通过可转动轴销连接，所述链节内部中空，所述升降链条一端为升降端，另一端为收放端，所述升降链条上包括随升降链条的升降动态变化的分段点，所述升降端和所述分段点之间的升降链条为第一链条段，所述第一链条段沿预设的第一方向呈直线状，所述分段点与所述收放端之间的升降链条为第二链条段，所述第二链条段呈盘绕卷曲状；

所述举升电机与所述升降链条相连接，用于控制所述升降链条的升降，所述升降端在所述举升电机的带动下沿所述第一方向在预设的第一高度和第二高度之间升降；

所述卷放电机与所述收放端相连接，所述卷放电机用于在所述升降链条升降过程中沿顺时针或逆时针方向收放所述升降链条。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述装置包括两个背对背设置的升降链条，分别为第一升降链条和第二升降链条，所述第一升降链条对应设置有第一举升电机和第一卷放电机，所述第二升降链条对应设置有第二举升电机和第二卷放电机，所述第一升降链条和第二升降链条在所述第一举升电机和第二举升电机的带动下同步升降。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述第一升降链条的每一链节的背部设置有凸起，所述第二链条的每一链节的背部设置有与所述凸起匹配的凹槽，当所述第一升降链条和第二升降链条背对背贴合时，所述凸起与对应的凹槽咬合。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述第一举升电机和所述第二举升电机的旋转轴平行，所述第一举升电机安装在所述第一升降链条的第一链条段背部对侧，所述第二举升电机对应安装在所述第二升降链条的第一链条段背部对侧，所述第一举升电机和第二举升电机共同夹紧当前与所述第一举升电机和第二举升电机相接触的第一升降链条的链节和第二升降链条的链节。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述第一举升电机逆时针旋转，同时所述第二举升电机以同等角速度顺时针旋转，所述第一升降链条和第二升降链条同步上升，所述第一卷放电机沿逆时针方向旋转，同时第二卷放电机沿顺时针方向旋转，同步释放所述第一升降链条和第二升降链条；

所述第一举升电机顺时针旋转，同时所述第二举升电机以同等角速度逆时针旋转，所述第一升降链条和第二升降链条同步下降，所述第一卷放电机沿顺时针方向旋转，同时第二卷放电机沿逆时针方向旋转，同步盘绕收纳所述第一升降链条和第二升降链条。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括收纳箱，所述卷放电机和所述举升电机均安装在所述收纳箱内部，所述收放端始终位于所述收纳箱内部，所述升降端始终位于所述收纳箱外部，所述收纳箱上开设有链条通孔，所述升降链条通过所述链条通孔进出所述收纳箱。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括导向管槽，安装在所述收纳箱外部，并与所述链条通孔连通，所述升降链条始终贯穿过所述链条通孔和所述导向管槽。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括链条固定部，用于与所述升降端固定连接，并随所述升降端的升降而升降，所述链条固定部还用于承载待举升物。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括线缆，所述线缆安装在所述升降链条的中空部，所述线缆一端与所述链条固定部连接，另一端与所述卷放电机连接，所述线缆随所述升降链条的升降而升降，所述线缆包括电源线、数据线和通讯线。

10.一种机器人底盘，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的柔性升降装置。

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