CN217200702U - 基于齿条传动的伸缩结构 - Google Patents

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张豪
杨浩文
陈源旭
何子聪
林巧纯
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Abstract

本实用新型公开了基于齿条传动的伸缩结构，包括底盘结构，底盘结构由三个万向轮，三个直流电机组成；底盘结构上侧设置机械臂平移机构，机械臂平移机构包括机械臂平移齿条和机械臂平移齿轮，机械臂平移齿条上设置平移机构舵机，机械臂平移机构上侧设有躯干结构和抓手结构，躯干结构下方设置机械臂平移齿轮，机械臂平移齿轮与机械臂平移齿条相啮合。本实用新型通过机械手抓取的货物也能够保持在机器人内,保护机械手与货物不会受到撞击或者刮碰,机械手占据空间小并拥有多灵活度。

Description

基于齿条传动的伸缩结构
技术领域
本实用新型涉及搬运机器人技术领域，尤其涉及基于齿条传动的伸缩结构。
背景技术
智慧医院是医院发展的新阶段，也是近年来各大医院转型升级的重要方向，因此，为了满足智慧医院对物品输送的要求，同时减轻医生和护士的压力，搬运机器人已逐渐被应用到智慧医院中，为了使搬运机器人能够自主规划运送轨迹，完成物品输送任务，移动机器人在医院环境中支持医务人员方面发挥着越来越大的作用。
现有的配备机械手的分拣机器人多数是将机械手装载在车体前方,占用了一定的空间，车体运动的空间相对较大且在运动过程中无法保护机械手,机械手在车体外容易受到撞击或者刮碰。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于齿条传动的伸缩结构，从而解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
基于齿条传动的伸缩结构，包括底盘结构，底盘结构由三个万向轮，三个直流电机组成；底盘结构上侧设置机械臂平移机构，机械臂平移机构包括机械臂平移齿条和机械臂平移齿轮，机械臂平移齿条上设置平移机构舵机，机械臂平移机构上侧设有躯干结构和抓手结构，躯干结构下方设置机械臂平移齿轮，机械臂平移齿轮与机械臂平移齿条相啮合。
优选地，所述底盘结构设有寻迹传感器。
优选地，所述底盘结构设置三个红外传感器。
优选地，所述底盘结构设置两个超声波传感器。
优选地，所述底盘结构设有摄像头。
本实用新型的优点在于：本实用新型所提供的基于齿条传动的伸缩结构，能够在运动过程中确保机械手在机器人内且机械手抓取的货物也能够保持在机器人内,保护机械手与货物不会受到撞击或者刮碰,机械手占据空间小并拥有多灵活度。
附图说明
图1是本实用新型的基本结构示意图；
图2是本实用新型底盘结构的俯视图；
图3是本实用新型抓取药品物料的状态；
图4是本实用新型病床物料状态；
图5是本实用新型躯干结构的主视图；
图6是躯干结构的侧视图；
图7是本实用新型抓手结构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1-7所示，本实用新型提供的基于齿条传动的伸缩结构，包括底盘结构1，底盘结构由三个万向轮，三个直流电机，一个寻迹传感器，三个个红外传感器17，两个超声波传感器16、摄像头组成，三个万向轮之间夹角呈现120度，呈同心等距分布，寻迹传感器用于机器人的识别路径。红外传感器 17与超声波传感器16机器人的距离校准和自主避障。控制器安装于底盘底部；底盘结构1上侧设置机械臂平移机构8，机械臂平移机构8包括机械臂平移齿条11和机械臂平移齿轮，机械臂平移齿条11上设置平移机构舵机10，机械臂平移机构8上侧设有躯干结构和抓手结构，躯干结构下方设置机械臂平移齿轮，机械臂平移齿轮与机械臂平移齿条11相啮合。机械臂平移齿条11的机械臂平移齿轮呈左右分布，躯干结构设置收缩电机，收缩电机控制躯干结构依靠机械臂平移齿条11、机械臂平移齿轮在机器人内实现前后移动.当机械臂需要前后伸缩功能时下方的平移机构舵机10就控制前后伸缩功能。让机械臂在夹取药品和病床可以伸缩到机器人的底盘结构1最前方，在运送药品和病床时伸缩到的底盘结构1中间。这样可以利用机器人自身空间装载物品以，以及在夹取物品时机械臂可以在底盘结构1最前方。该结构采用械臂平移齿条11与机械臂平移齿轮的组合相比使用直线导轨，由于机械臂平移齿条11、机械臂平移齿轮水平呈左右分布，机械臂平移齿条11与机械臂平移齿轮合起来的功能与直线导轨相同而且机械臂平移齿条11与机械臂平移齿轮搭配使用同步性高。
躯干结构由升降电机、收缩电机、D型轴、直线导轨、机械臂升降主体结构5、链条、齿轮齿条组成；D形轴6垂直呈左右分布，D形轴6上滑动连接机械臂升降连接块7，直线导轨垂直呈上下分布,升降电机9位于机械臂升降主体结构5下方,升降电机9控制机械臂升降连接块7沿D形轴6方向移动，直线导轨起到稳固及导向作用。对于使用D形轴6垂直呈左右分布和直线导轨垂直呈上下分布的升降结构，机械臂升降连接块7设有铜套，铜套与D形轴6滑动连接，D形轴6结构作为升降主体通过铜套与D形轴6之间做为链接固定升降臂结构，在升降臂中间添加直线导轨做为与D形轴6升降的支撑作用防止D形轴6变形导致升降臂不顺畅。
机械臂升降连接块7一侧设置抓手结构，抓手结构由开合抓手14，水平翻转机构,上下翻转机构，开合机构，水平翻转舵机12，上下翻转舵机13，开合舵机15组成；开合抓手14呈剪刀式，开合抓手14与开合机构连接，开合机构与水平翻转机构连接，水平翻转机构与上下翻转机构连接；从而控制开合抓手14状态以及位置,实现开合抓手14在抓取不同物品时所需的形态转换,当上下翻转机构向下翻转时用于抓取垂直下方的物品；当上下翻转机构向上翻转时用于抓取水平前方的物品。当水平翻转时可改变开合抓手14抓取物品的位置,例如从左右的方向进行抓取或者从上下的方向进行抓取。
通过控制器首先通过摄像头获取工作订单板中的任务信息，信息中包含物料所在位置，然后控制器根据位置信息规划行走路径，通过控制万向轮所连电机的驱动力矩，实现机器人的全方向移动，三个万向轮的组合转动驱动机器人按正确路径行走。当机器人运动到待运输货物区，机器人通过自身控制器与视觉传感器自动识别定位待分拣物料。识别出待分拣物料后，控制器控制手臂结构到达合适位置进行抓取。抓取物品时，若物品上方有障碍物，升降电机9控制机械手在垂直方向上移动至物品所在的高度,上下翻转舵机13 控制机械手向上翻转并移动至物品正前方，开合舵机15控制抓手闭合，完成抓取物品；若物品前后左右有障碍物，升降电机9控制机械手在垂直方向上移动至物品上方,上下翻转舵机13控制机械手向下翻转并移动至物品正上方，开合舵机15控制抓手张开，升降电机9控制机械手在垂直方向上移动至物品所在高度,开合舵机15控制抓手闭合,完成抓取物品。
工作原理，搬运货物时，收缩电机控制躯干结构往后收缩,使机械手与物品都收缩至机器人内,机械手将物品放置在机器人上,移动至指定位置.放置物品时,机械手将物品拾起,收缩电机控制躯干结构往前移动,升降电机9控制机械手在垂直方向上移动至工位所在高度,开合舵机15张开完成物品放置，对物品形成保护。
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 (5)

1.基于齿条传动的伸缩结构，包括底盘结构(1)，底盘结构由三个万向轮，三个直流电机组成；其特征在于：底盘结构(1)上侧设置机械臂平移机构(8)，机械臂平移机构(8)包括机械臂平移齿条(11)和机械臂平移齿轮，机械臂平移齿条(11)上设置平移机构舵机(10)，机械臂平移机构(8)上侧设有躯干结构和抓手结构，躯干结构下方设置机械臂平移齿轮，机械臂平移齿轮与机械臂平移齿条(11)相啮合。
2.根据权利要求1所述的基于齿条传动的伸缩结构，其特征在于：所述底盘结构设有寻迹传感器。
3.根据权利要求1所述的基于齿条传动的伸缩结构，其特征在于：所述底盘结构设置三个红外传感器(17)。
4.根据权利要求1所述的基于齿条传动的伸缩结构，其特征在于：所述底盘结构设置两个超声波传感器(16)。
5.根据权利要求1所述的基于齿条传动的伸缩结构，其特征在于：所述底盘结构设有摄像头。
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