CN215155137U - 一种双足采泥机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双足采泥机器人，包括直线行走机构、转向机构和采泥机构。所述直线行走机构为驱动电机由蜗杆蜗轮带动主传动轴，经曲柄连杆滑块机构，使机器人脚掌交替落地，实现双足直线行走。所述转向机构由蜗轮蜗杆驱动齿轮，带动齿条，实现其上下移动，使转向机构脚掌落地，直线行走机构脚掌离地，转向驱动电机带动齿轮，驱动宽齿轮，带动转向机构脚掌，因转向机构脚掌和地面相对静止，实现转向。所述采泥机构由电动推杆推动安装筒，安装筒上连轴承，下连取泥筒，取泥筒受电动推杆的推力和导向销的限制，边旋转边下移，实现采泥动作。本双足采泥机器人能够实现沼泽、河滩的泥样自动采集，相比于人工泥样采集效率更高、也更加安全。

Description

一种双足采泥机器人

技术领域

本实用新型涉及泥样采集技术领域，具体为一种双足行走式采泥机器人。

背景技术

滩涂湿地的泥样能反映江河湖泊水体的污染情况。在环境监测及研究、治理的过程中，需要对泥样进行采集，进而对环境进行监测和有效治理。与表层土的采集不同，柱状泥样确保不打乱沉积物的自然层次，更能反映水体随着时间变化的污染情况。

由于滩涂湿地泥泞和易陷等原因，人工现场采集既不安全，效率又低。因此，通过采泥机器人自动实现采泥作业可以很好的解决传统泥样采集方法中的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双足采泥机器人，实现滩涂湿地泥样的自动采集功能，相比于人工泥样采集，其工作效率更高、更安全。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双足采泥机器人，包括直线行走机构，所述直线行走机构的主机架是一个倒置的“T”字形机构，驱动电机固定于主机架上，其输出轴联接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮将动力传给直线行走机构主传动轴，直线行走机构主传动轴再将动力传给左右两套曲柄连杆滑块机构。

优选的，所述直线行走机构的左右两套曲柄连杆滑块机构的曲柄呈180度夹角安装。所述曲柄连杆滑块机构由曲柄作为动力杆，将动力依次传递给连杆和主腿，连杆滑块、主腿滑块和约束滑块在曲柄连杆滑块机构中起到运动件的导向和约束作用，可以将驱动电机输出轴的旋转运动变换为两条主腿末端对应的两个机器人脚掌的空间曲线运动，交替踩在地面，实现类似灵长类动物的行走方式。

优选的，转向机构固定板固定于主机架上，转向机构固定板上固定两个导向直线轴承、一个转向蜗轮蜗杆电机和一个升降蜗轮蜗杆电机，升降蜗轮蜗杆电机将动力通过齿轮传递给宽齿条，宽齿条和转向机构上挡板、转向机构下挡板、两个导向柱及转向机构脚掌之间固定连接，随着宽齿条一起沿着导向直线轴承的上下移动。

优选的，所述转向机构固定板上固定的转向蜗轮蜗杆电机将动力通过齿轮传递给与转向机构脚掌同轴的长齿轮，进而带动同轴的转向机构脚掌旋转，因为转向机构脚掌与地面由于摩擦力而相对固定，按照力的相互作用原理，蜗轮蜗杆电机的电机壳带动与之固定连接的转向机构固定板，进而带动整个机器人实现转向运动。

优选的，所述前后两套采泥机构的固定板固定于主机架上，电动推杆的活塞杆推动螺旋滑槽所在的安装筒，安装筒的上部连接轴承，下部连接取泥筒，受电动推杆的推力和导向销的限制，取泥筒实现一边旋转一边下移的复合运动，深入泥地实现采泥动作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1)所述双足采泥机器人采用如下机构实现其直线前进和后退，由一个直线行走机构驱动电机101通过一根直线行走机构主传动轴102驱动呈180度对称安装的左右两个曲柄109，两个曲柄109作为动力杆，分别带动由连杆111、连杆滑块112、主腿107、主腿滑块108和约束滑块110构成的曲柄连杆滑块机构。直线行走机构主传动轴的转动转换为两个机器人脚掌106的交替前后上下平面复合运动，进而实现类似于灵长类动物的双足行走步态。

2)所述双足采泥机器人采用如下机构实现其转向，转向蜗轮蜗杆电机205将动力通过齿轮A 204传递给与转向机构脚掌206同轴的长齿轮213，进而带动同轴的转向机构脚掌206旋转，转向机构脚掌与地面由于摩擦力而相对固定，按照力的相互作用原理，蜗轮蜗杆电机205的电机壳带动与之固定连接的转向机构固定板202，进而带动整个机器人实现转向运动。

3)所述双足采泥机器人采用如下机构实现其采泥动作，电动推杆302的活塞杆推动螺旋滑槽所在的安装筒309，安装筒309的上部联接轴承307，下部连接取泥筒305，受电动推杆的推力和导向销304的限制，取泥筒305实现一边旋转一边下移的复合运动，深入泥地实现采泥动作。

4)双足采泥机器人在直线行走状态时，两个机器人脚掌106交替踩地，实现前进或者后退，需要转向时，两个机器人脚掌106都暂时踩在地面，利用转向机构机器人脚掌 206踏地顶起机器人使两个机器人脚掌106悬空，转向蜗轮蜗杆电机205驱动，实现机器人整体转向，转向完成后转向机构机器人脚掌206收起，两个机器人脚掌106恢复踩地状态，然后继续交替踏地，实现进行或者后退运动，直到达到采泥地点，通过采泥机构的取泥筒305 采泥，并带回泥样。

附图说明

附图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图2为本实用新型的直线行走机构示意图。

附图3为本实用新型的转向机构示意图。

附图4为本实用新型的采泥机构示意图。

图中：1、直线行走机构；101、驱动电机；102、蜗杆；103、蜗轮；104、直线行走机构主传动轴；105、主机架；106、机器人脚掌；107、主腿；108、主腿滑块；109、曲柄；110、约束滑块；111、连杆；112、连杆滑块；

2、转向机构；201、转向机构上挡板；202、转向机构固定板；203、齿轮轴； 204、齿轮A；205、转向蜗轮蜗杆电机；206、转向机构脚掌；207、转向机构下挡板；208、齿轮B；209、导向柱；210、升降蜗轮蜗杆电机；211、导向直线轴承；212、宽齿条；213、长齿轮；

3、采泥机构；301、采泥机构固定板；302、电动推杆；303、螺纹紧固件； 304、导向销；305、取泥筒；306、螺旋滑槽；307、轴承；308、采泥机构固定架；309、安装筒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，一种双足采泥机器人，包括直线行走机构1，直线行走机构主传动轴104通过轴承安装在主机架105上，直线行走机构主传动轴104与曲柄109之间轴向和周向固定，左右两个曲柄109呈180度夹角安装，曲柄109与连杆111之间铰接，连杆111 与主腿107之间铰接，主腿滑块110在主机架105的导轨槽内平移滑动，主腿107在主腿滑块108中滑动。

在本实施例中，所述转向机构2的转向机构固定板202固定在主机架105上，两个导向直线轴承211固定在转向机构固定板202上，起到对两个升降蜗轮蜗杆电机210的导向作用，导向柱209的上下两端分别固定在转向机构上挡板201和转向机构下挡板207上，转向机构脚掌206所在的中心轴通过轴承安装在转向机构上挡板201和转向机构下挡板207 上，随着转向机构上挡板201和转向机构下挡板207上下移动的同时也可以相对转向机构上挡板201和转向机构下挡板207转动，升降蜗轮蜗杆电机210固定于与转向机构固定板202 一体的安装板上，其输出轴带动齿轮B 208转动，齿轮B 208与齿条212啮合，实现转向机构脚掌206的升降动作，转向蜗轮蜗杆电机205固定于转向机构固定板202上，其输出轴带动齿轮A204转动，齿轮A 204与齿条213啮合，实现转向机构脚掌206的转动。

在本实施例中。前后两个采泥机构固定板301固定在主机架105上，电动推杆 302固定在采泥机构固定板301上，304固定在采泥机构固定架308上并插入螺旋滑槽306中，电动推杆302的活塞杆与安装筒309之间通过轴承连接可以实现相对转动，安装筒309上开有螺旋滑槽306，安装筒309下部连接取泥筒307，安装筒309分为上下两端并有螺纹紧固件303相连接，方便采泥后取下取泥筒305，受电动推杆的推力和导向销304的限制，取泥筒305实现一边旋转一边下移的复合运动，深入泥地实现采泥动作。

本双足采泥机器人，取泥筒一边下降一边在淤泥中旋转，插入所需深度淤泥后，取泥筒一边上升一边反转脱离开滩涂表面，为提高采泥机器人一次采样效率，采用对称安装的两套采泥机构。

综上所述：本双足采泥机器人，实现滩涂、河滩泥样的自动搜集功能，相比于人工泥样采集工作效率更高、更安全。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种双足采泥机器人，其特征是由直线行走机构(1)、转向机构(2)和采泥机构(3)三部分组成，直线行走机构实现双足采泥机器人的前进和后退，转向机构实现双足机器人的转弯，采泥机构实现滩涂柱状泥样的采集。

2.根据权利要求1所述的一种双足采泥机器人，其特征在于：所述直线行走机构(1)的动力源是驱动电机(101)，由蜗杆(102)和蜗轮(103)组成减速机构并实现反向运动自锁。

3.根据权利要求1所述的一种双足采泥机器人，其特征在于：所述直线行走机构(1)运动变换机构由曲柄连杆滑块机构实现，所述曲柄连杆滑块机构以曲柄(109)作为动力杆，将动力依次传递给连杆(111)和主腿(107)，连杆滑块(112)、主腿滑块(108)和约束滑块(110)在曲柄连杆滑块机构中起到运动件的导向和约束作用，最终将驱动电机(101)输出轴的旋转运动变换为两条主腿(107)末端对应的两个机器人脚掌(106)的空间曲线运动，即两个机器人脚掌交替踩在地面，实现类似灵长类动物的行走方式。

4.根据权利要求1所述的一种双足采泥机器人，其特征在于：所述转向机构(2)中的升降蜗轮蜗杆电机(210)将动力通过齿轮B(208)传递给宽齿条(212)，宽齿条(212)与转向机构上挡板(201)、转向机构下挡板(207)、两个导向柱(209)及转向机构脚掌(206)固定连接成一整体结构，该整体结构随着宽齿条(212)一起沿着导向直线轴承(211)上下移动，转向机构脚掌踩在地面上，将整个机器人顶起而使直线行走机构的两个机器人脚掌脱离地面，为机器人转向提供条件。

5.根据权利要求1所述的一种双足采泥机器人，其特征在于：所述转向机构(2)中的转向蜗轮蜗杆电机(205)将动力通过齿轮A(204)传递给与转向机构脚掌(206)同轴的长齿轮(213)，进而带动同轴的转向机构脚掌(206)旋转，转向机构脚掌与地面由于摩擦力而相对固定，按照力的相互作用原理，转向蜗轮蜗杆电机(205)的电机壳带动与之固定连接的转向机构固定板(202)，进而带动整个机器人实现转向运动。

6.根据权利要求1所述的一种双足采泥机器人，其特征在于：所述采泥机构(3)的电动推杆的活塞杆推动螺旋滑槽所在的安装筒(309)，安装筒(309)的上部连接轴承(307)，下部连接取泥筒(305)，受电动推杆的推力和导向销(304)的限制，取泥筒(305)做一边旋转一边下移的复合运动，深入泥地实现采泥动作。

Images