CN216803431U - 一种带有机械臂的移动底盘 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种带有机械臂的移动底盘，其包括连接座、机械臂、转动连接件以及移动机构，机械臂一端设置在连接座的上表面上；转动连接件设置在连接座的上表面上，转动连接件与机械臂相连接，转动连接件用于使机械臂绕垂直于水平面的轴线发生转动；移动机构设置在所述连接座上，移动机构用于使连接座做水平运动。本申请具有使搬运工序中所消耗的设备成本能够减少的效果。

Description

一种带有机械臂的移动底盘

技术领域

本申请涉及智能机器人的领域，尤其是涉及一种带有机械臂的移动底盘。

背景技术

近几十年来，机器人蓬勃发展，各类机器人不断被发明用以帮助人们提升生活质量，其中有一种智能机器人通常会作为大学生以及创客们研究学习以及二次研发使用的产品，并且在研究过程中，可通过智能机器人来模拟一些使用场景，例如对工件进行搬运、分拣、堆叠等，从而能对工业机器人以及民用机器人的研发提供丰富的实验数据。

相关技术中，搬运机器人包括安装座、驱动件以及机械臂，安装座固定设置在预定工位上，驱动件设置在安装座上；机械臂包括有安装端以及取物端，其中安装端与安装座转动连接，并且机械臂能绕垂直于水平面的轴线发生转动，而且安装端与驱动件相连接；取物端位于机械臂远离安装端的一端上，取物端用于夹持工件，所以机械臂可先通过取物端将工件夹持住，接着再通过驱动件使机械臂发生转动，待工件搬运至预定工位的上方时，然后机械臂再将工件放置在预定工位上，从而便能够起到搬运的功能。

针对上述中的相关技术，存在有该种带有机械臂的移动底盘的搬运范围取决于机械臂的长度，则当工件与安装座之间的距离不同时，便需要通过不同规格的带有机械臂的移动底盘进行搬运，从而搬运工序中所消耗的设备成本较高的缺陷。

实用新型内容

为了减少搬运工序中所消耗的设备成本，本申请提供一种带有机械臂的移动底盘。

本申请提供的一种带有机械臂的移动底盘采用如下的技术方案：

一种带有机械臂的移动底盘，包括连接座、机械臂、转动连接件以及移动机构，所述机械臂一端设置在所述连接座的上表面上；所述转动连接件设置在所述连接座的上表面上，所述转动连接件与所述机械臂相连接，所述转动连接件用于使所述机械臂绕垂直于水平面的轴线发生转动；所述移动机构设置在所述连接座上，所述移动机构用于使所述连接座做水平运动。

通过采用上述技术方案，因移动机构的设置，所以在工件距离连接座不同时，先通过移动机构使连接座向靠近工件所在的位置移动，待工件处于机械臂的活动范围内时，接着通过转动连接件使机械臂转动至预定位置，并通过机械臂拿取工件，然后再通过移动机构将连接座运动至预定位置，最后再通过机械臂将工件放置在预定工位上，相比于通过不同规格的机械臂的方式，此种设计方式，机械臂只需通过和移动机构相配合，便能够拿取到不同位置的工件，从而能减少搬运工序中所消耗的设备成本。

优选的，所述机械臂包括第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂以及夹持机构，所述第一连接臂与所述转动连接件相连接，所述第一连接臂与所述转动连接件之间设置有第一舵机，所述第一舵机用于使所述第一连接臂水平翻转；所述第二连接臂与所述第一连接臂相连接，所述第二连接臂与所述第一连接臂之间设置有第二舵机，所述第二舵机用于使所述第二连接臂水平翻转；所述第三连接臂与所述第二连接臂相连接，所述第三连接臂与所述第二连接臂之间设置有第三舵机，所述第三舵机用于使所述第三连接臂水平翻转；所述夹持机构具有相互连接的固定部以及活动部，所述固定部与所述第三连接臂固定连接，所述活动部用于夹持工件。

通过采用上述技术方案，因机械臂包括第一连接臂、第二连接臂以及第三连接臂的设置，同时还有第一舵机、第二舵机以及第三舵机的设置，则机械臂的自由转动范围能够更大，所以机械臂的伸缩范围能够更大，从而使机械臂的运行能更加流畅。

优选的，包括支撑板、转动舵机以及转盘，所述支撑板设置在所述连接座的上表面上，所述支撑板与所述连接座的上表面之间形成有安装腔，所述支撑板设置与所述安装腔相连通的穿孔；所述转动舵机设置在所述安装腔中；所述转盘的一端与所述机械臂相连接，所述转盘的另一端从所述穿孔处与所述转动舵机相连接，所述转盘与所述支撑板的上表面形成隔挡。

通过采用上述技术方案，一方面，因转动舵机的设置，则能通过转动舵机来使机械臂绕垂直于水平面的轴线转动，从而能提升机械臂的运动自由度，进而带有机械臂的移动底盘能通过更简单的动作实现指定的搬运工作；另一方面，因转盘与支撑板之间的相互配合，所以支撑板能承担机械臂的一部分载荷，则机械臂的载荷不会全部施加在转动舵机上，从而能在实现机械臂转动的基础上对转动舵机进行保护。

优选的，所述转盘包括第一转动块、第二转动块、第一连接螺丝以及滚动轴承，所述第一转动块与所述转动舵机相连接；所述第二转动块与所述机械臂相连接，所述第一转动块与所述第二转动块通过所述第一连接螺丝固定连接；所述滚动轴承设置在所述第一转动块与所述第二转动块之间，所述滚动轴承的内圈与所述第一转动块以及所述第二转动块相抵接；所述转动连接件还包括安装外环，所述安装外环固定连接在所述支撑板上，所述滚动轴承的外圈与所述安装外环以及所述支撑板相抵接。

通过采用上述技术方案，在转动舵机驱动第一转动块转动时，因滚动轴承的外圈与支撑板以及安装外环相抵接，所以第一转动块、第二转动块以及滚动轴承的内圈能相对于滚动轴承的外圈发生转动，相比于第一转动块在转动时转盘与支撑板发生滑动摩擦的方式，此种设计方式，通过滚动轴承的结构可使得第一转动块以及第二转动块转动得更加流畅，从而使得机械臂的活动能更加地流畅。

优选的，所述第一转动块的周侧外壁上设置有连接凸块；所述穿孔的内壁设置有限位块，所述限位块能与所述连接凸块发生隔挡。

通过采用上述技术方案，因机械臂上会连接有各种各样的传输线以及电线，所以限位块与连接凸块的设置，则转盘在转动时便无法超过350°，从而各种传输线或电线不会因扭转而打结甚至出现断裂的情况，进而能够对带有机械臂的移动底盘进行保护。

优选的，所述转动连接件包括有第二连接螺丝，所述第二连接螺丝一端与所述安装外环固定连接，另一端与所述支撑板固定连接，所述第二连接螺丝位于所述滚动轴承外圈的外侧上。

通过采用上述技术方案，因转动舵机在驱动转盘转动时，转盘可能会沿直径方向抖动的情况，故第二连接螺丝的设置，既能起到将安装外环固定在支撑板，也能起到对滚动轴承径向限位的作用，从而使带有机械臂的移动底盘的结构更加简单。

优选的，所述移动机构包括多个连接在所述连接座上的机械腿，所述机械腿包括第一连接腿、第二连接腿以及第三连接腿，所述第一连接腿与所述连接座相连接，所述第一连接腿与所述连接座之间设置有第四舵机，所述第四舵机用于使所述第一连接腿竖直翻转；所述第二连接腿与所述第一连接腿相连接，所述第二连接腿与所述第一连接腿之间设置有第五舵机，所述第五舵机用于使所述第二连接腿水平翻转；所述第三连接腿与所述第二连接腿相连接，所述第三连接腿与所述第二连接腿之间设置第六舵机，所述第六舵机用于使所述第三连接腿水平翻转。

通过采用上述技术方案，因机械腿包括第一连接腿、第二连接腿以及第三连接腿的设置，还有第四舵机、第五舵机以及第六舵机的设置，其中第四舵机能够使机械腿竖直翻转，所以在多个机械腿的配合下，便能够实现连接座的水平移动以及水平自转；其中在第五舵机以及第六舵机的作用下，第二连接腿以及第三连接腿能发生水平翻转，所以在第二连接腿以及第三连接腿的配合下，连接座距离地面的高度能发生变化，从而能进一步扩大机械臂的活动范围，此外该种移动机构呈类似多足机器人的结构形式，所以机器人能适应不同地形，从而能提升机器人的通过性能。

优选的，所述机械腿设置有六个，六个所述机械腿分为两个前部腿、两个中部腿以及两个后部腿，两个所述前部腿设置在所述连接座水平方向的一端上，两个所述后部腿设置在所述连接座水平方向的另一端上，两个所述中部腿设置在所述前部腿与所述后部腿之间；两个所述前部腿能相互靠近以夹持工件，两个所述后部腿能相互靠近以夹持工件。

通过采用上述技术方案，因六个机械腿中两个前部腿以及两个后部腿的特殊设置，则在两个前部腿夹持工件时，中部腿以及后部腿可以起到移动连接座以及支撑连接座的作用，从而使得带有机械臂的移动底盘的能够同时搬运更多的工件，此外因后部腿也能夹持工件，所以在需要通过机械腿夹持工件时，也不需要自转连接座来使前部腿朝向工件，从而使带有机械臂的移动底盘能更灵活地进行搬运工作。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过连接座、机械臂、转动连接件以及移动机构的设置，相比于通过不同规格的机械臂的方式，此种设计方式，机械臂只需通过和移动机构相配合，便能够拿取到不同位置的工件，从而能减少搬运工序中所消耗的设备成本；

2.通过支撑板、转动舵机以及转盘的设置，则既能绕机械臂绕垂直于水平面的轴线发生转动，也能使机械臂的载荷不会全部施加的转动舵机上，从而能在实现机械臂转动的基础上对转动舵机进行保护；

3.通过连接凸块以及限位块的设置，则转盘在转动时便无法超过350°，从而各种传输线或电线不会因扭转而打结甚至出现断裂的情况，进而能够对带有机械臂的移动底盘进行保护。

附图说明

图1是本申请实施例中带有机械臂的移动底盘的结构示意图。

图2是本申请实施例中为体现转动连接件的具体结构所做的示意图。

附图标记说明：1、连接座；2、机械臂；21、第一连接臂；22、第二连接臂；23、第三连接臂；24、夹持机构；241、固定部；242、活动部；25、第一舵机；26、第二舵机；27、第三舵机；3、转动连接件；31、支撑板；311、穿孔；312、安装腔；32、转动舵机；33、转盘；331、第一转动块；332、第二转动块；333、第一连接螺丝；334、滚动轴承；34、安装外环；35、第二连接螺丝；4、移动机构；41、第一连接腿；42、第二连接腿；43、第三连接腿；44、第四舵机；45、第五舵机；46、第六舵机；5、连接凸块；6、限位块；7、前部腿；8、中部腿；9、后部腿。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种带有机械臂的移动底盘。参照图1，带有机械臂的移动底盘包括连接座1、机械臂2、转动连接件3以及移动机构4，具体的，机械臂2的一端设置在连接座1的上表面上，另一端用于夹持工件；转动连接件3设置在连接座1的上表面上，并且转动连接件3用于使机械臂2绕垂直于水平面的直线发生转动；移动机构4设置在连接座1上，并且移动机构4能让连接座1水平运动，则在工件与机械臂2之间的距离不同时，便可通过移动机构4移动连接座1，以使工件处于机械臂2的活动范围内，所以机械臂2能够取到不同位置的工件，从而能减少搬运工序中所消耗的设备成本。

参照图1，机械臂2包括第一连接臂21、第二连接臂22、第三连接臂23以及夹持机构24，具体的，第一连接臂21与转动连接件3之间设置有第一舵机25，第一舵机25的壳体与转动连接件3相连接，第一舵机25的输出轴与第一连接臂21的一端固定连接，则第一舵机25能够使第一连接臂21水平翻转；第二连接臂22与第一连接臂21之间设置有第二舵机26，第二舵机26固定连接在第一连接臂21远离第一舵机25的一端上，第二舵机26的输出轴与第二连接臂22靠近第一连接臂21的一端固定连接，则第二舵机26能够使第二连接臂22水平翻转；第三连接臂23与第二连接臂22之间设置有第三舵机27，第三舵机27固定连接在第二连接臂22远离第一连接臂21的一端上，第三舵机27的输出轴与第三连接臂23靠近第二连接臂22的一端固定连接，则第三舵机27能使第三连接臂23水平翻转。

参照图1，夹持机构24具有相互连接的固定部241以及活动部242，其中固定部241与第三连接臂23远离第三舵机27的一端固定连接，活动部242则用于夹持工件，具体的，活动部242可以是夹爪气缸以及电缸夹爪等元件，甚至只要能够夹持工件的结构即可，所以机械臂2在第一舵机25、第二舵机26以及第三舵机27的共通作用下，机械臂2自身的自由转动范围以及伸缩范围能够更大，从而使机械臂2的活动更加地流畅，进而便于通过机械臂2拿取工件。

参照图1和图2，转动连接件3包括支撑板31、转动舵机32以及转盘33，支撑板31大致呈U形弯折形状，支撑板31开口处的两端固定连接在连接座1的上表面上，所以支撑板31与连接座1的上表面之间便会形成有安装腔312，并且支撑板31上还开设有与安装腔312相连通的穿孔311；转动舵机32固定连接在连接座1的上表面上，并且转动舵机32位于安装腔312中，而且转动舵机32还在穿孔311的投影区域内，以使转动舵机32能够支撑板31上方的机械臂2相连接。

参照图1和图2，转盘33包括第一转动块331、第二转动块332、第一连接螺丝333以及滚动轴承334，第一转动块331与转动舵机32的输出轴固定连接，并且第一转动块331处于穿孔311中；第二转动块332位于第一转动块331远离转动舵机32的一侧，第二转动块332与第一连接臂21相连接的第一舵机25固定连接，第二转动块332通过第一连接螺丝333第一转动块331固定连接，并且第二转动块332与第一转动块331间隔设置；滚动轴承334设置在第一转动块331与第二转动块332之间，其中滚动轴承334的内圈与第一转动块331以及第二转动块332抵接，滚动轴承334的外圈与支撑板31的上表面形成隔挡，所以支撑板31便能够承担机械臂2的一部分载荷，则机械臂2的载荷不会全部施加在转动舵机32上，从而既能让机械臂2绕垂直于水平面的轴线转动，也能对转动舵机32进行保护。

参照图1和图2，转动连接件3还包括有安装外环34以及第二连接螺丝35，安装外环34通过第二连接螺丝35固定在支撑板31上，并且安装外环34与滚动轴承334外圈相抵接，而且第二连接螺丝35位于滚动周侧外圈的外侧上，则一方面在机械臂2发生转动时，第一转动块331、第二转动块332以及滚动轴承334的内圈能相对于滚动轴承334的外圈发生转动，所以能使第一转动块331以及第二转动块332转动地更加流畅，从而能使机械臂2的活动更加流畅，另一方面，第二连接螺丝35能对滚动轴承334起到径向限位的作用，所以在转盘33转动时转盘33便不易发生径向抖动的情况，从而使机械臂2绕垂直于水平面的轴线的转动能更加稳定。

参照图1和图2，在本实施例中，第一转动块331的周侧外壁上一体成型有连接凸块5，穿孔311的内壁上一体成型有限位块6，并且限位块6能与连接凸块5发生隔挡，所以转盘33在转动时无法超过350°，则连接在机械臂2上的各种传输线以及电线便不会因扭转而打结甚至出现断裂的情况，从而能够对带有机械臂的移动底盘进行保护。

参照图1，移动机构4包括六个连接在连接座1上的机械腿，具体的，每个机械腿包括第一连接腿41、第二连接腿42以及第三连接腿43，第一连接腿41与连接座1之间设置有第四舵机44，第四舵机44固定连接在连接座1上，第四舵机44的输出轴与第一连接腿41相连接，并且第四舵机44能够使第一连接腿41竖直翻转；第二连接腿42与第一连接腿41之间设置有第五舵机45，第五舵机45的输出轴与第一连接腿41远离第四舵机44的一端相连接，第五舵机45的壳体则与第二连接腿42固定连接，并且第五舵机45能使第二连接腿42水平翻转；第三连接腿43与第二连接腿42之间设置有第六舵机46，第六舵机46的壳体与第二连接腿42远离第五舵机45的一端固定连接，第六舵机46的输出轴与第三连接腿43固定连接，并且第六舵机46能够使第三连接腿43水平翻转。

参照图1，在本实施例中，在第四舵机44的作用下，每个机械腿均能各自座竖直翻转，则在多个机械腿的配合下，连接座1便能够实现水平移动以及水平自转，而在第五舵机45以及第六舵机46的作用下，第二连接腿42以及第三连接腿43均能发生水平翻转，所以在第二连接腿42以及第三连接腿43的共同配合下，连接座1距离地面的高度能发生变化，从而能使机械臂2的活动范围进一步扩大。

参照图1，六个机械腿分为两个前部腿7、两个中部腿8以及两个后部腿9，具体的，两个前部腿7位于连接座1水平方向的一端上，两个后部腿9位于连接座1水平方向的另一端上，两个中部腿8则位于前部腿7与后部腿9之间，在本实施例中，两个前部腿7能在各自所连第四舵机44的作用下，相互靠近以夹持工件，同理两个后部腿9也在各自所连第四舵机44的作用下，相互靠近以夹持工件，从而既能使带有机械臂的移动底盘搬运更多的工件，也能在工件位于连接座1的不同方位时使带有机械臂的移动底盘更灵活地进行搬运工作，进而使得搬运工作更加高效。

本申请实施例一种带有机械臂的移动底盘的实施原理为：在工件距离连接座1不同时，先通过移动机构4使连接座1向靠近工件所在的位置移动，待工件处于机械臂2的活动范围内时，接着通过转动连接件3使机械臂2转动至预定位置，并通过机械臂2拿取工件，然后再通过移动机构4将连接座1运动至预定位置，最后再通过机械臂2将工件放置在预定工位上，相比于通过不同规格的机械臂2的方式，此种设计方式，机械臂2只需通过和移动机构4相配合，便能够拿取到不同位置的工件，从而能减少搬运工序中所消耗的设备成本。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有机械臂的移动底盘，其特征在于：包括连接座(1)、机械臂(2)、转动连接件(3)以及移动机构(4)，所述机械臂(2)一端设置在所述连接座(1)的上表面上；所述转动连接件(3)设置在所述连接座(1)的上表面上，所述转动连接件(3)与所述机械臂(2)相连接，所述转动连接件(3)用于使所述机械臂(2)绕垂直于水平面的轴线发生转动；所述移动机构(4)设置在所述连接座(1)上，所述移动机构(4)用于使所述连接座(1)做水平运动。

2.根据权利要求1所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述机械臂(2)包括第一连接臂(21)、第二连接臂(22)、第三连接臂(23)以及夹持机构(24)，所述第一连接臂(21)与所述转动连接件(3)相连接，所述第一连接臂(21)与所述转动连接件(3)之间设置有第一舵机(25)，所述第一舵机(25)用于使所述第一连接臂(21)水平翻转；所述第二连接臂(22)与所述第一连接臂(21)相连接，所述第二连接臂(22)与所述第一连接臂(21)之间设置有第二舵机(26)，所述第二舵机(26)用于使所述第二连接臂(22)水平翻转；所述第三连接臂(23)与所述第二连接臂(22)相连接，所述第三连接臂(23)与所述第二连接臂(22)之间设置有第三舵机(27)，所述第三舵机(27)用于使所述第三连接臂(23)水平翻转；所述夹持机构(24)具有相互连接的固定部(241)以及活动部(242)，所述固定部(241)与所述第三连接臂(23)固定连接，所述活动部(242)用于夹持工件。

3.根据权利要求1所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述转动连接件(3)包括支撑板(31)、转动舵机(32)以及转盘(33)，所述支撑板(31)设置在所述连接座(1)的上表面上，所述支撑板(31)与所述连接座(1)的上表面之间形成有安装腔(312)，所述支撑板(31)设置与所述安装腔(312)相连通的穿孔(311)；所述转动舵机(32)设置在所述安装腔(312)中；所述转盘(33)的一端与所述机械臂(2)相连接，所述转盘(33)的另一端从所述穿孔(311)处与所述转动舵机(32)相连接，所述转盘(33)与所述支撑板(31)的上表面形成隔挡。

4.根据权利要求3所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述转盘(33)包括第一转动块(331)、第二转动块(332)、第一连接螺丝(333)以及滚动轴承(334)，所述第一转动块(331)与所述转动舵机(32)相连接；所述第二转动块(332)与所述机械臂(2)相连接，所述第一转动块(331)与所述第二转动块(332)通过所述第一连接螺丝(333)固定连接；所述滚动轴承(334)设置在所述第一转动块(331)与所述第二转动块(332)之间，所述滚动轴承(334)的内圈与所述第一转动块(331)以及所述第二转动块(332)相抵接；所述转动连接件(3)还包括安装外环(34)，所述安装外环(34)固定连接在所述支撑板(31)上，所述滚动轴承(334)的外圈与所述安装外环(34)以及所述支撑板(31)相抵接。

5.根据权利要求4所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述第一转动块(331)的周侧外壁上设置有连接凸块(5)；所述穿孔(311)的内壁设置有限位块(6)，所述限位块(6)能与所述连接凸块(5)发生隔挡。

6.根据权利要求4所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述转动连接件(3)包括有第二连接螺丝(35)，所述第二连接螺丝(35)一端与所述安装外环(34)固定连接，另一端与所述支撑板(31)固定连接，所述第二连接螺丝(35)位于所述滚动轴承(334)外圈的外侧上。

7.根据权利要求1所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述移动机构(4)包括多个连接在所述连接座(1)上的机械腿，所述机械腿包括第一连接腿(41)、第二连接腿(42)以及第三连接腿(43)，所述第一连接腿(41)与所述连接座(1)相连接，所述第一连接腿(41)与所述连接座(1)之间设置有第四舵机(44)，所述第四舵机(44)用于使所述第一连接腿(41)竖直翻转；所述第二连接腿(42)与所述第一连接腿(41)相连接，所述第二连接腿(42)与所述第一连接腿(41)之间设置有第五舵机(45)，所述第五舵机(45)用于使所述第二连接腿(42)水平翻转；所述第三连接腿(43)与所述第二连接腿(42)相连接，所述第三连接腿(43)与所述第二连接腿(42)之间设置第六舵机(46)，所述第六舵机(46)用于使所述第三连接腿(43)水平翻转。

8.根据权利要求7所述的带有机械臂的移动底盘，其特征在于：所述机械腿设置有六个，六个所述机械腿分为两个前部腿(7)、两个中部腿(8)以及两个后部腿(9)，两个所述前部腿(7)设置在所述连接座(1)水平方向的一端上，两个所述后部腿(9)设置在所述连接座(1)水平方向的另一端上，两个所述中部腿(8)设置在所述前部腿(7)与所述后部腿(9)之间；两个所述前部腿(7)能相互靠近以夹持工件，两个所述后部腿(9)能相互靠近以夹持工件。

Images