CN215240878U - 一种折叠机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种折叠机器人，涉及娱乐机器人技术领域。包括折叠装置，折叠装置的下端连接有驱动装置，驱动装置用于驱动折叠装置折叠或伸展；折叠装置的一侧设置有平衡装置，平衡装置与折叠装置连接，并用于平衡折叠装置伸展或折叠；平衡装置固定于驱动装置的一端。该折叠机器人通过驱动装置给折叠装置提供折叠或伸展的动力，通过平衡装置使折叠装置平稳地折叠或伸展，有效的降低了折叠机器人运行过程中的冲击和抖动，增强了折叠机器人运动时的平稳性，提高了展示效果；驱动组件为气缸，通过气缸推动滚动轴直线移动，带动折叠装置折叠或伸展，折叠装置采用剪切式升降结构，提高了传动效率，减小了机构所需驱动力大小，降低能耗、节约资源。

Description

一种折叠机器人

技术领域

本实用新型涉及娱乐机器人技术领域，尤其涉及一种折叠机器人。

背景技术

我国主题公园的发展经历了四个发展阶段，在当今主流的第四代主题公园中采用了大量的娱乐机器人来营造各种气氛，并且都开始向个性化、主题化方向发展。尤其是高仿真大型折叠机器人结合特种电影特效，可带给游客新奇、刺激、难忘的游乐体验，提高主题公园的品质和知名度，以吸引更多的游客去参观游乐。

目前大多数主题公园中的娱乐机器人主要是各类仿人形机器人，而在片状折叠机器人领域几乎还是空白。随着第四代主题公园的发展，对机器人的可靠性和展示效果要求越来越高，需要有更逼真、更可靠、更稳定的实现大型折叠机器人升降运动的机构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供了一种可在限定的狭小空间内稳定地实现大型折叠机器人的折叠和展开动作，同时解决了纵向大行程条件下折叠机构运行的抖动和动力不足的问题的折叠机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种折叠机器人，包括折叠装置，折叠装置的下端连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动折叠装置折叠或伸展；折叠装置的一侧设置有平衡装置，所述平衡装置与折叠装置连接，并用于平衡折叠装置伸展或折叠；所述平衡装置固定于驱动装置的一端。

优选的，所述驱动装置包括底座，固定于底座上端的驱动组件，驱动组件的一端连接有滚动轴，所述驱动组件用于驱动滚动轴水平方向移动。

优选的，所述平衡装置包括固定于驱动装置一端的支架，所述支架的上端设有滑轮组，所述支架的一侧设有配重箱，所述配重箱通过连接绳与折叠装置的上端连接，所述连接绳与滑轮组相适配；所述支架的高度不小于折叠装置伸展后的高度。

优选的，所述支架上远离驱动装置的一侧设有与配重箱相适配的滑轨，所述配重箱沿滑轨竖直方向移动。

优选的，所述折叠装置为剪切式升降结构，包括交叉连接的第一连杆单元和第二连杆单元，第一连杆单元和第二连杆单元可沿连接处旋转；所述第一连杆单元包括若干首尾依次铰接的第一连杆，所述第二连杆单元包括若干首尾依次铰接的第二连杆，所述第一连杆的中部与第二连杆的中部铰接；第一连杆单元的下端与底座固定连接，第二连杆单元的下端与滚动轴固定连接。

优选的，相邻第一连杆的铰接处或相邻第二连杆的铰接处固定有导向滑块，所述平衡装置上沿竖直方向设有与导向滑块相适配的导向滑槽，所述导向滑块沿导向滑槽直线移动。

优选的，所述滑块的数量为两个或两个以上。

优选的，所述折叠装置还包括设置第一连杆单元与第二连杆单元之间的若干辅助连杆单元，辅助连杆单元包括一端铰接于第一连杆上的第一辅助杆、一端铰接于第二连杆上的第二辅助杆，第一辅助杆的另一端与第二辅助杆的另一端相铰接。

优选的，所述折叠装置的数量为两个，两个折叠装置对称设置，两个折叠装置之间通过若干固定轴连接，若干固定轴平行设置，若干固定轴用于稳定对称设置的两个折叠装置。

优选的，固定轴的两端对应连接两个折叠装置上相邻第一连杆相铰接的铰接点，和/或相邻第二连杆相铰接的铰接点，和/或第一连杆与第二连杆相铰接的铰接点，和/或第一辅助杆与第二辅助杆相铰接的铰接点。

优选的，位于第一连杆单元最下端的固定轴固定于底座上，位于第二连杆单元最下端的固定轴固定于滚动轴上，所述驱动组件用于驱动滚动轴，并带动位于第二连杆单元最下端的固定轴移动；所述折叠装置固定有折叠外壳，所述折叠装置可带动折叠外壳折叠或伸展。

优选的，所述驱动组件包括气缸，所述气缸固定于底座上，所述气缸的一端设有推杆，所述推杆与滚动轴固定连接，并用于推动滚动轴移动。

优选的，所述底座的侧面设有用于控制驱动组件的电磁阀。

优选的，所述底座上端的两侧平行设置有导向槽，所述滚动轴两端通过导向滚轮设置于导向槽内，所述滚动轴可沿导向槽直线移动；所述导向槽的两端设有缓冲组件。

优选的，相邻第一连杆之间、相邻第二连杆之间、第一连杆与第二连杆之间、第一辅助杆与第一连杆之间、第二辅助杆与第二连杆之间、第一辅助杆与第二辅助杆之间均通过销轴或铆钉铰接。

相比于现有技术,本实用新型的有益效果在于：一种折叠机器人，包括折叠装置，折叠装置的下端连接有驱动装置，驱动装置用于驱动折叠装置折叠或伸展；折叠装置的一侧设置有平衡装置，平衡装置与折叠装置连接，并用于平衡折叠装置伸展或折叠；平衡装置固定于驱动装置的一端。该折叠机器人通过驱动装置给折叠装置提供折叠或伸展的动力，通过平衡装置使折叠装置平稳地折叠或伸展，有效的降低了折叠机器人运行过程中的冲击和抖动，增强了折叠机器人运动时的平稳性，折叠装置可带动折叠外壳折叠或伸展，提高了展示效果；驱动组件为气缸，通过气缸推动滚动轴直线移动，从而带动折叠装置折叠或伸展，折叠装置采用剪切式升降结构，提高了传动效率，减小了机构所需驱动力大小，降低能耗、节约资源；该折叠机器人可靠、稳定、展示效果好，填补了大型片状折叠机器人领域的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的机构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中一种折叠机器人的结构图；

图2是本实用新型实施例中一种折叠机器人的驱动装置的结构图；

图3是本实用新型实施例中一种折叠机器人的平衡装置的结构图；

图4是本实用新型实施例中一种折叠机器人的折叠装置的结构图；

图中：100为驱动装置，101为滚动轴，102为导向滚轮，103为底座，104为导向槽，105为电磁阀，106为感应开关，107为气缸，108为缓冲组件，109为限位块，200为折叠装置，201为第一连杆，202为第三固定轴，203为导向滑块，204为衔接轴承，205为连接绳挂点，206为造型杆，207为第二辅助杆，208为第一辅助杆，209为第一固定轴，210为第二固定轴，211为第二连杆，300为平衡装置，301为配重箱，302为铜套，303为连接绳挂钩，304为滑轨，305为导向滑槽，306为滑轮组，307为支架，400为折叠外壳。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“顶”、“底”、“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，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。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

参考图1，图1为本实施例中一种折叠机器人的结构图，本实施例中折叠机器人包括折叠装置200，本实施例中的折叠装置200采用剪切式升降结构，折叠装置200的下端连接有驱动装置100，驱动装置100用于驱动折叠装置200折叠或伸展；折叠装置200的一侧设置有平衡装置300，平衡装置300用于平衡折叠装置200伸展或折叠，平衡装置300垂直固定于驱动装置100的一端，折叠装置200位于驱动装置100与平衡装置300之间。

参考图2，图2是本实施例中一种折叠机器人的驱动装置100的结构图；本实施中执行装置包括底座103，固定于底座103上端的驱动组件，驱动组件的一端连接有滚动轴101，驱动组件用于驱动滚动轴101水平方向移动。在本实施例中，驱动组件包括气缸107，气缸107固定于底座103上，气缸107的一端设有推杆，推杆与滚动轴101垂直固定连接，并用于推动滚动轴101直线移动，驱动组件沿底座103长度方向设置，并设置于底座103中线上，气缸107位于底座103上远离平衡装置300的一端。在一具体的实施例中，气缸107与底座铰接，并可绕铰接点转动以吸收水平方向上的安装误差。底座103的侧面设有电磁阀105，电磁阀105作为主要控制元件用于控制驱动组件工作。

具体的，底座103的上表面两侧沿长度方向设有平行的凸块，凸块的一相对面设有导向槽104，滚动轴101两端通过导向滚轮102限位于导向槽104内，滚动轴101的中部与推杆固定连接，气缸107推动推杆带动滚动轴101沿导向槽104直线运动，具体的导向槽104位于平衡装置300与气缸107之间，滚动轴101在平衡装置300与气缸107之间直线往复滚动。在一具体的实施例中，导向槽104两端均安装有限位块109，保证滚动轴101在有效行程范围内往返运动，限位块109外层材质为聚氨酯，可有效减小的导向滚轮102冲击和碰撞的噪音。在本实施例中，推动杆移动的起始位置和末端位置设有缓冲组件108，缓冲组件108可以大幅度降低滚动轴101的冲击，并保护折叠装置200上的零部件，气缸107外表面的两个极限位置对应安装有两个感应开关106，感应开关106用于检测滚动轴101位置。

如图3中所示，图3是本实施例中一种折叠机器人的平衡装置300的结构图，平衡装置300驱动装置100对应安装基准配合，平衡装置300包括固定于底座103一端的支架307、设于支架307一侧的配重箱301，支架307的上端设有滑轮组306，支架307的高度高于折叠装置200伸展后的高度，在本实施例中，支架307上远离驱动装置100的一侧设有与配重箱301相适配的滑轨304，配重箱301通过铜套302装配于滑轨304上并可沿滑轨304竖直方向移动，导杆的加工和安装有严格的平行度要求。具体的，配重箱301通过连接绳与折叠装置的上端连接，连接绳的一端连接配重箱301，连接绳另一端绕过滑轮组306与折叠装置200的上端连接，使得配重箱301有效平衡折叠装置的负载和阻力。

如图4所示，图4是本实施例中一种折叠机器人的折叠装置200的结构图，折叠装置200固定于驱动装置100的上端，且位于平衡装置300的一侧，在本实施例中，折叠装置200采用剪切式升降结构，具体的，折叠装置200包括交叉连接的第一连杆单元和第二连杆单元，第一连杆单元与第二连杆单元通过销轴或铆钉连接，第一连杆单元和第二连杆单元可沿连接处旋转；第一连杆单元包括若干首尾依次铰接的第一连杆，相邻第一连杆之间通过销轴或铆钉连接，相邻第一连杆201之间可以连接处为支点，在相对角度范围内旋转；第二连杆单元包括若干首尾依次铰接的第二连杆211，相邻第二连杆211之间通过销轴或铆钉连接，相邻第二连杆211之间可以连接处为支点，在相对角度范围内旋转。第一连杆201的中部与第二连杆211的中部铰接；第一连杆单元的下端与底座103固定连接，第二连杆单元的下端与滚动轴101固定连接，通过驱动组件推动第二连杆单元的下端往复运动，使第一连杆单元与第二连杆单元下降折叠、上升伸展。相邻第一连杆201的铰接处或相邻第二连杆211的铰接处固定有导向滑块203，即导向滑块203设置于第一连杆单元或第二连杆单元上，并通过衔接轴承204与第一连杆单元、第二连杆单元转动连接，在本实施例中，导向滑块203的数量为两个，支架307上沿竖直方向设有与导向滑块203相适配的导向滑槽305，导向滑块203沿导向滑槽305直线移动，在本实施例中，导向滑槽305位于支架307侧面，导向滑槽305的加工有严格的平行度要求，以便导向滑块203在滑槽槽内直线移动。折叠装置200还包括设置第一连杆单元与第二连杆单元之间的若干辅助连杆单元，辅助连杆单元包括铰接于第一连杆201上的第一辅助杆208、铰接于第二连杆211上的第二辅助杆207，第一辅助杆208的一端通过销轴或铆钉与第一连杆201铰接，铰接点位于相邻第一连杆201的铰接点与第一连杆201、第二连杆211铰接点中间的位置；第二辅助杆207的一端通过销轴或铆钉与第一连杆201铰接，铰接点位于相邻第二连杆211的铰接点与第一连杆201、第二连杆211铰接点中间的位置，第一辅助杆208的另一端与第二辅助杆207的另一端相铰接。折叠装置200还包括造型杆206，造型杆206为L形状，第一辅助杆208与第二辅助杆207的铰接点与造型杆206一端部连接，第一连杆201与第一辅助杆208的铰接点与造型杆206中部弯折处连接，造型杆206用于保持第一连杆单元、第二连杆单元、辅助连杆单元的结构稳定。如图4，在本实施例中，折叠装置200的数量为两个，两个折叠装置对称设置，两个折叠装之间通过若干固定轴连接，若干固定轴平行设置，具体的，若干固定轴包括第一固定轴209、第二固定轴210、第三固定轴202、第四固定轴、第五固定轴，第一固定轴209一端连接第一连杆单元的最下端，另一端连接另一折叠装置上对应的第一连杆单元的最下端；第二固定轴210一端连接第二连杆单元的最下端，另一端连接另一折叠装置上对应的第二连杆单元的最下端；第三固定轴202一端连接第一辅助杆208与第二辅助杆207的铰接点，另一端连接另一折叠装置对应的第一辅助杆208与第二辅助杆207的铰接点上；第四固定轴的一端与相邻第一连杆201的铰接点连接，第四固定轴的另一端与另一折叠装置上对应的相邻第一连杆201的铰接点连接；第五固定轴的一端与相邻第二连杆211的铰接点连接，第五固定轴的另一端与另一折叠装置上对应的相邻第二连杆211的铰接点连接。在本实施例中，支架307的两侧均设有导向滑槽305，两个折叠装置上共设有四个导向滑块203，四个导向滑块203两两位于支架307两侧的导向滑槽305内，有效的降低了折叠装置200在折叠或伸展过程中的冲击和抖动，增强了折叠机器人运动时的平稳性。在本实施例中，第一固定轴209固定于底座103上，第二固定轴210固定于滚动轴101上，气缸107推动滚动轴101带动第二固定轴210直线往复运动，同时折叠装置200构成一套完整的连杆系统，形成剪切式升降结构，通过第二固定轴210直线往返运动，使折叠装置200折叠或伸展。在本实施例中，连接绳一端连接配重箱301上端的连接绳挂钩303，连接绳另一端绕过滑轮组306与位于折叠装置最上端的第三固定轴202固定连接，第三固定轴202上设有连接绳挂点205，连接绳连接于连接绳挂点205上。配重箱301可以有效平衡连杆单元的负载和阻力。

具体的，折叠装置200固定有折叠外壳400，折叠外壳400随着折叠装置200折叠或伸展。

本实施例的折叠机器人，其驱动装置100的导向槽104具有较高的平行度要求，气缸107推力根据行程大小、速度-加速度曲线采用ANSYS软件分析求解，可以计算出在不同运动状态下气缸107驱动力大小的表达式。驱动装置100的气缸107通过电磁阀105和调速阀的控制可实现终端位置平稳停止，具有运行平稳、气缸107推力大、噪音小、过载保护等优势，因此可以更好地实现折叠机器人在伸展站立和折叠之间的变换过程。折叠装置200由一套具有严格尺寸关系的杆件串联而成，通过控制各杆件的长度确保在两个极限位置条件下这折叠装置200的传动角都是最优解。驱动装置100中的感应开关106和电磁阀105与控制系统连接，实时反馈折叠机器人机构在站立和折叠两个极限状态的位置信号给控制系统。感应开关106是用来检测机构自身位置的传感器，并且将折叠装置200的位置信息转化为输出信号传递给控制系统，使控制系统对机构所处的各位置进行调节，实现机器人运动的精确控制。

一种折叠机器人，包括折叠装置200，折叠装置200的下端连接有驱动装置100，驱动装置100用于驱动折叠装置200折叠或伸展；折叠装置200的一侧设置有平衡装置300，平衡装置300与折叠装置200连接，并用于平衡折叠装置200伸展或折叠；平衡装置300固定于驱动装置100的一端。该折叠机器人通过驱动装置100给折叠装置200提供折叠或伸展的动力，通过平衡装置300使折叠装置200平稳地折叠或伸展，有效的降低了折叠机器人运行过程中的冲击和抖动，增强了折叠机器人运动时的平稳性，折叠装置200可带动折叠外壳400折叠或伸展，提高了展示效果；驱动组件为气缸107，通过气缸107推动滚动轴101直线移动，从而带动折叠装置200折叠或伸展，折叠装置200采用剪切式升降结构，提高了传动效率，减小了机构所需驱动力大小，降低能耗、节约资源。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种折叠机器人，其特征在于，包括折叠装置，折叠装置的下端连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动折叠装置折叠或伸展；折叠装置的一侧设置有平衡装置，所述平衡装置与折叠装置连接，并用于平衡折叠装置伸展或折叠；所述平衡装置固定于驱动装置的一端。

2.根据权利要求1所述的折叠机器人，其特征在于，所述驱动装置包括底座，固定于底座上端的驱动组件，驱动组件的一端连接有滚动轴，所述驱动组件用于驱动滚动轴水平方向移动。

3.根据权利要求1所述的折叠机器人，其特征在于，所述平衡装置包括固定于驱动装置一端的支架，所述支架的上端设有滑轮组，所述支架的一侧设有配重箱，所述配重箱通过连接绳与折叠装置的上端连接，所述连接绳与滑轮组相适配；所述支架的高度不小于折叠装置伸展后的高度。

4.根据权利要求2所述的折叠机器人，其特征在于，所述折叠装置包括交叉连接的第一连杆单元和第二连杆单元，第一连杆单元和第二连杆单元可沿连接处旋转；所述第一连杆单元包括若干首尾依次铰接的第一连杆，所述第二连杆单元包括若干首尾依次铰接的第二连杆，所述第一连杆的中部与第二连杆的中部铰接；第一连杆单元的下端与底座固定连接，第二连杆单元的下端与滚动轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的折叠机器人，其特征在于，相邻第一连杆的铰接处或相邻第二连杆的铰接处固定有导向滑块，所述平衡装置上沿竖直方向设有与导向滑块相适配的导向滑槽，所述导向滑块沿导向滑槽直线移动。

6.根据权利要求4所述的折叠机器人，其特征在于，所述折叠装置还包括设置第一连杆单元与第二连杆单元之间的若干辅助连杆单元，辅助连杆单元包括一端铰接于第一连杆上的第一辅助杆、一端铰接于第二连杆上的第二辅助杆，第一辅助杆的另一端与第二辅助杆的另一端相铰接。

7.根据权利要求4所述的折叠机器人，其特征在于，所述折叠装置的数量为两个，两个折叠装置对称设置，两个折叠装置之间通过若干固定轴连接，若干固定轴平行设置，若干固定轴用于稳定对称设置的两个折叠装置。

8.根据权利要求7所述的折叠机器人，其特征在于，位于第一连杆单元最下端的固定轴固定于底座上，位于第二连杆单元最下端的固定轴固定于滚动轴上，所述驱动组件用于驱动滚动轴，并带动位于第二连杆单元最下端的固定轴移动；所述折叠装置固定有折叠外壳，所述折叠装置可带动折叠外壳折叠或伸展。

9.根据权利要求2所述的折叠机器人，其特征在于，所述驱动组件包括气缸，所述气缸固定于底座上，所述气缸的一端设有推杆，所述推杆与滚动轴固定连接，并用于推动滚动轴移动。

10.根据权利要求9所述的折叠机器人，其特征在于，所述底座上端的两侧平行设置有导向槽，所述滚动轴两端通过导向滚轮设置于导向槽内，所述滚动轴可沿导向槽直线移动；所述导向槽的两端设有缓冲组件。

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