CN221135893U - 针对危险废弃物处置的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了针对危险废弃物处置的机器人，主要涉及危险废弃物处置技术领域。包括底盘结构、机械臂和升降平台，所述机械臂位于底盘结构的上方，所述升降平台位于底盘结构的上方，所述底盘结构包括底盘本体，所述底盘本体的下表面安装有四个驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有车轮，所述升降平台包括步进电机，所述步进电机通过动力传输零件驱动丝杠旋转，所述丝杠带动平台上的螺母移动。本实用新型的有益效果在于：能够辅助危险废弃物相关作业人员对危险废弃物的排查与处置，提升效率的同时，降低处理成本，减少危险废弃物造成的损失，减少作业人员近距离接触危险废弃物的风险，安全、高效、可靠地处置危险废弃物。

Description

针对危险废弃物处置的机器人

技术领域

本实用新型涉及危险废弃物处置技术领域，尤其涉及针对危险废弃物处置的机器人。

背景技术

危险废弃物处置的机器人是对危险废弃物进行自动处理的机器，具有较高自动化。

目前我国人口数量世界第一，危险物泄漏事件，医疗卫生事件等突发频繁。为保障我国人民生命财产安全，必须优化当前处置事件模式，进而需要提高机器人使用率、利用率，将机器人工作作为处理事件的重要手段，如需要借助机器人来对危险废弃物进行处置，但是现有技术中的机器人结构简单、功能较为单一，不易适应处理危险废弃物的环境，进而需要人员辅助进行危险废弃物处理作业，但是此方式存在人员近距离接触危险废弃物的风险，不安全，且效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在机器人结构简单、功能较为单一，不易适应处理危险废弃物的环境，进而需要人员辅助进行危险废弃物处理作业，但是此方式存在人员近距离接触危险废弃物的风险，不安全，且效率较低的缺点，而提出的针对危险废弃物处置的机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：包括底盘结构、机械臂和升降平台，所述机械臂位于底盘结构的上方，所述升降平台位于底盘结构的上方，所述底盘结构包括底盘本体，所述底盘本体的下表面安装有四个驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有车轮，所述升降平台包括步进电机，所述步进电机通过动力传输零件驱动丝杠旋转，所述丝杠带动平台上的螺母移动，所述升降平台上的卡扣限制平台只能沿上下移动进而实现平台的升降功能，所述步进电机的一侧设置有导轨，所述导轨的一侧设置有防爆平台。

上述部件所达到的效果为：能够辅助危险废弃物相关作业人员对危险废弃物的排查与处置，提升效率的同时，降低处理成本，减少危险废弃物造成的损失，减少作业人员近距离接触危险废弃物的风险，安全、高效、可靠地处置危险废弃物。

优选的，所述机械臂包括末端舵机、中间三舵机和底部舵机的五个舵机控制，所述机械臂还包括机械爪，所述底部舵机控制机械臂的左右旋转，所述中间三舵机控制机械臂上下移动，所述末端舵机控制机械爪的张合。

优选的，所述底盘的一侧还安装有超声波模块、红外避障模块、蓝牙模块和人体红外探测模块，各所述模块与车身之间有防护板材并进行多重加固。

优选地，所述步进电机控制其沿丝杆导轨的升降动作，机械臂将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体内。

上述部件所达到的效果为：实现机械臂的精准夹取与放置，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体内升起，让机械臂抓取对其要求是位置精准。

优选地，所述每个车轮上都有小型弹簧悬挂装置。

上述部件所达到的效果为：能够增强机器人对地形复杂环境的适应能力，当遇到凹凸不平的路面时这些悬挂系统可以让颠簸减小，避免危险废弃物的倾洒。

优选地，所述底盘结构的一侧设置有警示装置，所述警示装置由蜂鸣器、车灯、显示屏三部分构成。

上述部件所达到的效果为：最大程度提醒行人注意避让；当机器人左右转向时，对应方向指示灯也会闪烁；运行停止时，车灯均变为红色；机械臂与升降平台旁分别接一个工作指示灯，配合显示屏使用，工作状态下显示为绿色。

优选地，所述导轨的表面安装有激光雷达，所述激光雷达搭载多轴云台，由多角度轴控制移动伸缩探测。

上述部件所达到的效果为：灵活自由，操作方便，可迅速探测各个方位的地形及状况，并将信息传到指挥中心进行分析判断。

优选的，机械臂基于迪卡尔空间轨迹规划，采用常规插补算法分析、直线插补算法、空间姿态插补实时插补算法，以及圆弧插补算法等方法，实时获取并控制机械臂各个关节的位移、速度、角速度等，实现四轴机械臂的连续轨迹规划

优选的，机械臂采用机电一体化，由PLC各类传感器以及舵机元件等构成，大大提高机器人对周围环境的感知能力，提高自主化作业的能力。

优选的，机械臂采用了轻质器件、高扭矩舵机，提高了扭矩，从而让机械臂能举起重物，并降低了整体重量。

优选的，机械臂采用模块化组装，相比于普通机械臂其灵活度更高，适合几乎任何轨迹和角度的工作，便于零件损坏之后更换。

优选地，装载SLAM激光雷达，实现机器人的室内定位。

优选的，机器人采用的是差速转弯的转弯方法，在转弯进行避障过程中必然会出现各种各样的干扰与误差，而PID算法可以将干扰与误差都降低。

优选的，在一些特定环境下或特殊情况下，机器人可能缺乏作业人员的有效操作或远程通信难以实现，特此，机器人结合蚁群算法、SLAM激光雷达、蓝牙定位技术等为机器人规划最优路线，基于ros系统进行自主运行，为机器人输入危险废弃物的运输位置后，机器人全程自主规划路线与行进，自主作业，完成危险废弃的处置任务。

优选地，固定作业模式，在机器人身上装载超声波传感器、红外避障模块、灰度传感器等，通过在固定路径上铺设黑色轨道的方式，利用传感器返回的信号使机器人实现自主寻迹与避障功能，并通过内置程序与算法为机械臂的运动轨迹进行规划。

综上所述，本实用新型的有益效果为：

本实用新型中，采用差速转向、电机驱动的四轮组合结构。利用各种板块零件组合成三角稳定结构制作底盘。这种组合底盘具有稳固和灵敏两个特点：一是对路况的适应能力强，在各种复杂的路况下都可进行基本运动。二是底盘结构稳固灵敏，不限制舵机操控四轮转向位置，也为其他机械结构运转提供了充足空间，为了实现机械臂的精准夹取与放置，使用了五个舵机控制。底部舵机控制机械臂的左右旋转，中间三个舵机控制机械臂上下移动，末端舵机控制机械爪的张合，保证了机械臂的平稳运行，使精确性大大提高，利用步进电机控制其沿丝杆导轨的升降动作，机械臂将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体内，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体内升起，让机械臂抓取对其要求是位置精准，利用步进电机控制其沿丝杆导轨的升降动作，机械臂将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体内，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体内升起，让机械臂抓取对其要求是位置精准。

本实用新型中，机器人本体采用四轮结合驱动，每个轮组上都有小型弹簧悬挂装置，增强机器人对地形复杂环境的适应能力，当遇到凹凸不平的路面时这些悬挂系统可以让颠簸减小，避免危险废弃物的倾洒，通过设置整体结构，能够辅助危险废弃物相关作业人员对危险废弃物的排查与处置，提升效率的同时，降低处理成本，减少危险废弃物造成的损失，减少作业人员近距离接触危险废弃物的风险，安全、高效、可靠地处置危险废弃物。

附图说明

附图1是本实用新型的立体结构示意图；

附图2是本实用新型的调节结构的结构示意图；

附图3是本实用新型的调节结构的局部结构示意图。

附图中所示标号：10、底盘结构；101、底盘本体；102、车轮；103、驱动电机；20、机械臂；201、末端舵机；202、中间三舵机；203、底部舵机；204、机械爪；30、升降平台；301、步进电机；302、导轨；303、防爆箱体。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

参照图1所示，本实用新型提供一种技术方案：针对危险废弃物处置的机器人，包括底盘结构10、机械臂20和升降平台30，机械臂20位于底盘结构10的上方，升降平台30位于底盘结构10的上方，底盘结构10包括底盘本体101，底盘本体101的下表面安装有四个驱动电机103，驱动电机103的输出端安装有车轮102，升降平台30包括步进电机301，步进电机301通过动力传输零件驱动丝杠旋转，丝杠带动平台上的螺母移动，升降平台30上的卡扣限制平台只能沿上下移动进而实现平台的升降功能，步进电机301的一侧设置有导轨302，导轨302的一侧设置有防爆平台。

下面具体说一下具体设置和作用。

参照图2和图3所示，本实施方案中：机械臂20包括末端舵机201、中间三舵机202和底部舵机203的五个舵机控制，机械臂20还包括机械爪204，底部舵机203控制机械臂20的左右旋转，中间三舵机202控制机械臂20上下移动，末端舵机201控制机械爪204的张合，底盘的一侧还安装有超声波模块、红外避障模块、蓝牙模块和人体红外探测模块等多种传感器与模块，各模块与车身之间有防护板材并进行多重加固，步进电机301控制其沿丝杆导轨302的升降动作，机械臂20将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体303内，实现机械臂20的精准夹取与放置，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体303内升起，让机械臂20抓取对其要求是位置精准，每个车轮102上都有小型弹簧悬挂装置，能够增强机器人对地形复杂环境的适应能力，当遇到凹凸不平的路面时这些悬挂系统可以让颠簸减小，避免危险废弃物的倾洒，底盘结构10的一侧设置有警示装置，警示装置由蜂鸣器、车灯、显示屏三部分构成，最大程度提醒行人注意避让；当机器人左右转向时，对应方向指示灯也会闪烁；运行停止时，车灯均变为红色；机械臂20与升降平台30旁分别接一个工作指示灯，配合显示屏使用，工作状态下显示为绿色，导轨302的表面安装有激光雷达，激光雷达搭载多轴云台，由多角度轴控制移动伸缩探测，灵活自由，操作方便，可迅速探测各个方位的地形及状况，并将信息传到指挥中心进行分析判断。

使用方法详解：本实用新型中，采用差速转向、电机驱动的四轮组合结构。利用各种板块零件组合成三角稳定结构制作底盘。这种组合底盘具有稳固和灵敏两个特点：一是对路况的适应能力强，在各种复杂的路况下都可进行基本运动。二是底盘结构10稳固灵敏，不限制舵机操控四轮转向位置，也为其他机械结构运转提供了充足空间，为了实现机械臂20的精准夹取与放置，使用了五个舵机控制。底部舵机203控制机械臂20的左右旋转，中间三个舵机控制机械臂20上下移动，末端舵机201控制机械爪204的张合，保证了机械臂20的平稳运行，使精确性大大提高，利用步进电机301控制其沿丝杆导轨302的升降动作，机械臂20将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体303内，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体303内升起，让机械臂20抓取对其要求是位置精准，利用步进电机301控制其沿丝杆导轨302的升降动作，机械臂20将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体303内，当到达目的地后将危险废弃物从防爆箱体303内升起，让机械臂20抓取对其要求是位置精准。

本实用新型中，机器人本体采用四轮结合驱动，每个轮组上都有小型弹簧悬挂装置，增强机器人对地形复杂环境的适应能力，当遇到凹凸不平的路面时这些悬挂系统可以让颠簸减小，避免危险废弃物的倾洒，通过设置整体结构，能够辅助危险废弃物相关作业人员对危险废弃物的排查与处置，提升效率的同时，降低处理成本，减少危险废弃物造成的损失，减少作业人员近距离接触危险废弃物的风险，安全、高效、可靠地处置危险废弃物。

Claims (7)

1.针对危险废弃物处置的机器人，包括底盘结构(10)、机械臂(20)和升降平台(30)，其特征在于：所述机械臂(20)位于底盘结构(10)的上方，所述升降平台(30)位于底盘结构(10)的上方，所述底盘结构(10)包括底盘本体(101)，所述底盘本体(101)的下表面安装有四个驱动电机(103)，所述驱动电机(103)的输出端安装有车轮(102)，所述升降平台(30)包括步进电机(301)，所述步进电机(301)通过动力传输零件驱动丝杠旋转，所述丝杠带动平台上的螺母移动，所述升降平台(30)上的卡扣限制平台只能沿上下移动进而实现平台的升降功能，所述步进电机(301)的一侧设置有导轨(302)，所述导轨(302)的一侧设置有防爆平台。

2.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述机械臂(20)包括末端舵机(201)、中间三舵机(202)和底部舵机(203)的五个舵机控制，所述机械臂(20)还包括机械爪(204)，所述底部舵机(203)控制机械臂(20)的左右旋转，所述中间三舵机(202)控制机械臂(20)上下移动，所述末端舵机(201)控制机械爪(204)的张合。

3.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述底盘的一侧还安装有超声波模块、红外避障模块、蓝牙模块和人体红外探测模块，各所述模块与车身之间有防护板材并进行多重加固。

4.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述步进电机(301)控制其沿丝杆导轨(302)的升降动作，机械臂(20)将危险废弃物放置在平台上后将其降落到防爆箱体(303)内。

5.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述每个车轮(102)上都有小型弹簧悬挂装置。

6.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述底盘结构(10)的一侧设置有警示装置，所述警示装置由蜂鸣器、车灯、显示屏三部分构成。

7.根据权利要求1所述的针对危险废弃物处置的机器人，其特征在于：所述导轨(302)的表面安装有激光雷达，所述激光雷达搭载多轴云台，由多角度轴控制移动伸缩探测。