CN2236384Y - 一种折叠式机器人 - Google Patents

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万兴奖
王铁军
常恒毅
陈沮
兰伟天
王路路
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一种用于检测封闭容器的机器人,包括支架、与支架相连的机身,机身后连接有机臂,各机臂由电机经传动机构后驱动,其特殊之处是支架与机身之间通过丝杠螺母及铰链相连,各机臂之间及机臂与第一臂之间由轴或齿轮轴连接,该机器人具有结构紧凑、体积小、检测效果好、容易清洗等优点。

Description

一种折叠式机器人
本实用新型涉及一种用于检测封闭容器的机器人,尤其指检测有污染,人体不宜进入的封闭容器,如核电站,核潜艇中蒸发器的机器人。
由于核电站、核潜艇中蒸发器内有核辐射污染,要求进入蒸发器的检测装置易于清洗,而且蒸发器上供检测装置进出的入孔很小,要求检测装置的体积也必须很小,能自由进出入孔,因而目前用于检测蒸发器的机器人都很简单,一般只设一条机械手臂将摄像头送入蒸发器,使摄像头在蒸发器内作小范围的移动,对蒸发器各壁进行扫视,虽然这种机器人能满足体积小,容易清洗的要求,但由于其过于简单,摄像头的移动范围有限,所以难以保证摄像效果,并可能产生漏检,而且对缺陷位置也不易定位。
为此,本实用新型的目的在于克服现有技术之不足,并提供一种机器人,它不仅体积小,容易清洗而且具有六个自由度,使装于机臂上的摄像头在蒸发器内运动自如,对蒸发器所有内壁的拍摄效果最佳,并为容器内壁各点位置坐标量化提供条件
实现本实用新型目的的技术方案为一种机器人,包括支架,与支架相连的机身,机身后连接有机臂,各臂由电机经传动机构后驱动,其特殊之处是支架与机身之间通过丝杠螺母及铰链相连,各机臂之间及机身与第一臂之间由轴或齿轮轴连接。
而且,设有依次相连的三条机臂,步进电机经齿轮或蜗轮蜗杆减速后驱动各机臂绕连接轴的轴线旋转,上臂的腕部为与上臂同轴线的圆轴,在步进电机的驱动下绕其自身轴线旋转,且各步进电机及其减速机构分布于各机臂内部。
而且,连接各机臂、机身的轴为空心轴。
而且,支架上设有导轨或导槽。
由于所提供的机器人的支架与机身之间通过丝杠螺母及铰链相连,各机臂之间及机身与第一臂之间由旋转轴连接,因而机身与各机臂都可沿支架方向折叠,使整个机器人的结构紧凑、体积小,能自由进出入孔、该机器人不仅三条机臂能绕连接轴旋转,而且其中上臂的腕部及装于腕部的手部(即摄像头)还可分别绕其自身轴线旋转,这样便使摄像头具备了六方位的自由度,当机器人各机臂旋转展开后能使摄像头在容器内自由运动,得到最佳拍摄效果,又由于机器人的各种动作均由步进电机驱动,用计算机控制很容易实现对动作的量化处理,也就为容器内壁各点位置坐标化提供了条件,另外,步进电机及传动机构都分布于各机臂内部,控制电机及摄像头的电线也通过中空的连接轴穿过,所以机器人的机壳外无任何部件,非常容易清洗。
以下将结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本实用新型整体结构剖示图。
图2为该机器人机臂运动传动系统图。
由图1所示,本实用新型提供的机器人由机身7和三条机臂2、5、6组成,通过支架10安装于蒸发器入孔的机座13上,支架10上设有导轨12或导槽,入孔机座13上也相应地设有导槽或导轨,安装时,可将折叠的机器人沿导轨推入容器内,再用机座法兰盘及辅助定位装置26固定住支架10,使安装工作简单、迅速,支架10内设有丝杠螺母机构11,丝杠一端与支架10顶端的手柄14相连,另一端固定于支架10内,螺母与连杆9一端铰接,连杆9的另一端与机身7铰接,机身7还通过铰链8与支架10相连,旋转手柄14时,螺母在丝杠上移动,连杆9便带动机身7以铰链轴为支点转动,使机身7到达工作位置,从图1、图2两图可知,机身7与第一臂6之间通过齿轮轴15固联,第一臂6内设有二个步进电机16、17,步进电机16由蜗轮蜗杆及齿轮减速后带动齿轮轴15,由于齿轮轴15与机身7固联,则推动第一臂6绕齿轮轴15轴线旋转,步进电机17由另一蜗轮蜗杆减速后驱动与第二臂5固联的齿轮18,第二臂5与第一臂6通过轴19连接,该轴19与第一臂6固连,与第二臂5之间被轴承隔开,则齿轮18可带动第二臂5绕连接轴19的轴线转动,第二臂5内设有一个步进电机21,该步进电机21同样通过蜗轮蜗杆及齿轮减速后驱动机器人的上臂2绕第二臂5与上臂2之间起联接作用的轴20的轴线旋转,联接各臂之间的轴19,20或齿轮轴15为空心轴(由于受附图大小限制图1中只剖示了轴20),可供各种电线通过,避免线路缠绕,上臂前端的腕部3为与上臂2同轴线的圆轴,其内设一步进电机22,步进电机22通过齿轮减速箱23减速后驱动腕部3绕其自身轴线旋转、与腕部3相连的手部4(在本实施例中即摄像机组件)由另一步进电机24及其齿轮减速机构25驱动,步进电机24及其减速机构25同样安装于手部4内面,工作前,机器人呈折叠收缩状,沿入孔轴线方向进入蒸发器1内,摇动手柄14将机身7展开,工作时控制系统(可选用工业计算机)控制各臂的运动,使摄像机4到达预定的观察点进行检测。

Claims (4)

1、一种折叠式机器人,包括支架[10],与支架[10]相连的机身[7],机身[7]后连接有机臂[6、5、2],各臂[6、5、2]由电机[16、17、21]经传动机构后驱动,其特征在于:支架[10]与机身[7]之间通过丝杠螺母[11]及铰链[8]相连,各机臂之间及机身[7]与第一臂[6]之间由轴[19、20]或齿轮轴[15]连接。
2、根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,设有依次相连的三条机臂[6、5、2],步进电机[16、17、21]经齿轮或蜗轮蜗杆减速后驱动各机臂绕连接轴[15、19、20]的轴线旋转,上臂[2]的腕部[3]为与上臂[2]同轴线的圆轴,在步进电机[22]的驱动下绕其自身轴线旋转,且各步进电机[16、17、21、22]及其减速机构分布于各机臂内部。
3、根据权利要求1或2所述的机器人,其特征在于:连接各机臂、机身的轴[15、19、20]为空心轴。
4、根据权利要求1或2所述的机器人,其特征在于:支架上设有导轨[12]或导槽。
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