机器人

文档序号:1436399 发布日期:2020-03-20 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 机器人 (Robot ) 是由 宁延 黄宗勇 杨思其 陈新宁 刘晓宇 余小彬 于 2018-09-11 设计创作,主要内容包括:一种机器人,包括:可伸缩机身(1)和设置于可伸缩机身(1)上的抱持组件(2);抱持组件(2)用于在可伸缩机身(1)处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构(10),并用于在可伸缩机身(1)收缩时绕爬杆机构(10)旋转,且用于在可伸缩机身(1)处于第二拉伸状态时松开爬杆机构(10);其中,可伸缩机身(1)处于第一拉伸状态时的拉伸长度大于可伸缩机身(1)处于第二拉伸状态时的机身长度。(A robot, comprising: the telescopic machine body (1) and a holding component (2) arranged on the telescopic machine body (1); the holding component (2) is used for holding the pole-climbing mechanism (10) when the telescopic machine body (1) is in a first stretching state, rotating around the pole-climbing mechanism (10) when the telescopic machine body (1) is contracted, and releasing the pole-climbing mechanism (10) when the telescopic machine body (1) is in a second stretching state; wherein, the stretching length of the telescopic machine body (1) in the first stretching state is larger than the machine body length of the telescopic machine body (1) in the second stretching state.)

机器人

技术领域

本发明涉及自控机械领域,尤其涉及一种机器人。

背景技术

随着科技的不断发展,各种采用遥控或自动控制方式的机器人或者其它自行设备得到了越来越广泛的应用。

目前,机器人等自行设备可以具有底盘以及行动装置等,行动装置通常包括有行走轮或者行走履带。这样机器人可以通过行走轮或者行走履带与底面之间的反作用力实现前进。一般的,当地面崎岖不平,或者出现较为低矮的障碍物时,机器人可以利用较大的行走轮轮径或者较高的行走履带越过高度较矮的障碍物,从而实现较好的通过性。

然而,当机器人前行时遇到高台或者其它高度较高的障碍物时,机器人依靠行走轮或者行走履带通常难以实现攀爬和翻越,因而无法爬升至高台之上。

发明内容

本发明实施例提供一种机器人,能够从地面攀爬至高台上,越障能力较好。

本发明实施例提供一种机器人,包括:

可伸缩机身和设置于可伸缩机身上的抱持组件;

抱持组件用于在可伸缩机身处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构,并用于在可伸缩机身收缩时绕爬杆机构旋转,且用于在可伸缩机身处于第二拉伸状态时松开爬杆机构;

其中,可伸缩机身处于第一拉伸状态时的拉伸长度大于可伸缩机身处于第二拉伸状态时的机身长度。

可选的,抱持组件包括主体、第一驱动件与至少一个抱持臂;

第一驱动件、抱持臂均设置在主体上,第一驱动件用于驱动抱持臂抱持爬杆机构或松开爬杆机构。

可选的,抱持臂的数量为两个,抱持组件还包括连杆构件,第一驱动件用于驱动连杆构件发生移动,以使得连杆构件带动两个抱持臂闭合时抱持爬杆机构或张开时松开爬杆机构。

可选的,连杆构件的两自由端分别转动设置在两个抱持臂的一端,连杆构件固定在第一驱动件上。

可选的,连杆构件包括依次铰接连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆;第一连杆的自由端铰接设置在一抱持臂的一端部,第三连杆的自由端铰接设置在另一抱持臂的一端部,第二连杆固定在第一驱动件上。

可选的,第一驱动件包括第一气缸,第二连杆固定在第一气缸上;或者,第一驱动件包括第一电机和由第一电机驱动的丝杆,第二连杆固定在丝杆上。

可选的,当两个抱持臂处于闭合状态时,第一连杆、第二连杆、第三连杆连接成一直线。

可选的,抱持臂的数量为一个,第一驱动件用于驱动抱持臂绕抱持臂与主体铰接的端部旋转,以使得抱持臂与主体闭合时抱持爬杆机构或相对于主体张开时松开爬杆机构。

可选的,抱持组件还包括设置于主体上的锁定机构,锁定机构用于在抱持臂与主体闭合时将抱持臂锁定在主体上。

可选的,锁定结构包括插销轴和第二驱动件,第二驱动件用于驱动插销轴相对于主体发生移动,抱持臂的自由端设有配合插销轴的通孔。

可选的,第一驱动件包括第二电机和传动部件,第二电机通过传动部件与端部传动连接;和/或,

第二驱动件包括第二气缸,第二气缸通过转接件与插销轴连接,并通过转接件驱动插销轴相对于主体发生移动。

可选的,抱持组件还包括至少一个第一限位开关,至少一个第一限位开关设置于主体上靠近插销轴的第一位置、靠近端部的第二位置中的至少一种情形,用于至少检测插销轴是否***通孔内、抱持臂是否位于初始旋转位置。

可选的,抱持组件还包括第二限位开关,第二限位开关设置于主体上靠近用于抱持爬杆机构的边缘的第三位置,用于检测边缘是否触碰爬杆机构。

可选的,抱持臂的内侧壁上设有至少一个滚轮。

可选的,爬杆机构包括立柱和平台,平台设于立柱远离地面的一端并围绕于立柱的外周围,平台用于在抱持组件抱持立柱时支撑机器人;抱持组件与平台的抵持面上设有至少一个万向轮。

本发明实施例的机器人,具体包括可伸缩机身和设置在可伸缩机身上的抱持组件,抱持组件用于在可伸缩机身处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构,并用于在可伸缩收缩时绕爬杆机构旋转,且用于在可伸缩机身处于第二拉伸状态时松开爬杆机构;其中,可伸缩机身在不同拉伸状态下具有不同的拉伸长度,而可伸缩机身处于第一拉伸状态时的拉伸长度要大于可伸缩机身处于第二拉伸状态时的机身长度。这样机器人可以通过抱持爬杆机构实现攀爬,从而从地面跨越至高台上,越障能力较强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的方案,现对本发明实施例的描述中所需要使用的附图进行简单介绍,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获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的机器人在收缩时的结构示意图;

图2是本发明实施例一提供的机器人在伸展时的结构示意图;

图3是本发明实施例一提供的机器人攀爬于爬杆机构上时的结构示意图;

图4是本发明实施例一提供的抱持组件在抱持臂张开时的第一结构示意图;

图5是图4中的抱持组件在抱持臂张开时的第二结构示意图;

图6是图4中的抱持组件在抱持臂抱紧时的第一结构示意图;

图7是图4中的抱持组件在抱持臂抱紧时的第二结构示意图;

图8是本发明实施例二提供的机器人中另一种抱持组件在抱持臂保持时的第一结构示意图;

图9是本发明实施例二提供的抱持组件在抱持臂抱持时的第二结构示意图;

图10是本发明实施例二提供的抱持组件在抱持臂张开时的结构示意图。

附图标记说明:

1-可伸缩机身;10-爬杆机构;101-立柱;102-平台;

2-抱持组件;21-主体;22-第一驱动件;

23、23a、23b、23c-抱持臂;24-连杆构件;25-万向轮;

26-锁定结构;28-第二限位开关;231-滚轮;241-第一连杆;

242-第二连杆;243-第三连杆;261-插销轴;262-第二驱动件;

271、272-第一限位开关;2311-支撑轴;2312-滚轮体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的机器人在收缩时的结构示意图。图2是本发明实施例一提供的机器人在伸展时的结构示意图。图3是本发明实施例一提供的机器人攀爬于爬杆机构上时的结构示意图。本实施例提供的机器人,通常包括有行走装置,行走装置通常包括履带或者车轮等机构,以实现在平地上的移动,并可以进行诸如观测、射击、高台攀援等功能。例如,当机器人碰到高台等高度较高的障碍物时,依靠履带或车轮难以对高台进行攀爬,但通过在高台旁边设置的爬杆机构10,可以使得机器人借助爬杆机构10进行攀援,从而攀爬至高度较高的高台上。其中,爬杆机构的高度可以随攀援平台的高度进行适应性调整,以满足机器人的攀爬要求。具体的,如图1至图3所示,本实施例提供的机器人,具体包括可伸缩机身1和设置在可伸缩机身1上的抱持组件2,抱持组件2用于在可伸缩机身1处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构10,并用于在可伸缩收缩时绕爬杆机构10旋转,且用于在可伸缩机身1处于第二拉伸状态时松开爬杆机构10。其中,可伸缩机身1在不同拉伸状态下具有不同的拉伸长度,而可伸缩机身1处于第一拉伸状态时的拉伸长度要大于可伸缩机身1处于第二拉伸状态时的机身长度。

具体的,为了供机器人攀爬,爬杆机构10通常可以包括立柱101和平台102,立柱101竖直设置,而平台102设于立柱101远离地面的一端并围绕于立柱101的外周围。其中,立柱101可以为机器人提供攀爬高度,而平台102用于在抱持组件2抱持立柱101时支撑机器人,从而可以为机器人提供攀爬的支撑点,防止机器人在绕立柱101旋转的过程中从立柱101上滑落。

可以理解,在实际应用中,爬杆机构10也可以不包括平台102,即机器人仅依靠抱持组件对立柱101的抱持及旋转,实现对高台的攀援。

具体的,以爬杆机构10包括立柱101和平台102为例进行说明,机器人为了借助爬杆机构10而攀援至具有一定高度的高台上,需要先让可伸缩机身1进行一定的伸展,以便抱持组件2可以延伸至平台102的上方,并抱持在爬杆机构10的立柱101上;随后让可伸缩机身1收缩,从而使机器人离地悬空,且悬空高度不小于高台的高度,仅通过爬杆机构10作为支撑点,并在悬空状态下通过自身相对于爬杆机构10在水平方向上的旋转,即在平台102上旋转,如旋转30度、60度、90度、120度、150度、180度,而从爬杆机构10的远离高台的一侧旋转至靠近高台的一侧;最后依靠可伸缩机身1的再次伸展而使机器人下降至与高台顶面接触的位置,并使机器人的抱持组件松开立柱101,从而完成整个攀爬步骤。

进一步的,机器人也可以具有不同的收缩长度,当机器人完成对高台的攀援后,机器人的可伸缩机身1可以收缩至任一长度的收缩状态。

其中,当机器人在第一次伸展时,可伸缩机身1处于第一拉伸状态,第一拉伸状态下可伸缩机身1的拉伸长度较长,这样当机器人抱持在爬杆机构10之上时,机器人的抱持位置较高,而机器人的可伸缩机身1收缩时能够实现较高的离地高度;这样机器人在绕爬杆机构10旋转时,可以顺利地转至高台上方。由于高台顶面和地面之间有一定的高度差,因而当机器人的可伸缩机身1处于第二拉伸状态时,第二拉伸状态下可伸缩机身1的机身长度会小于第一拉伸状态时可伸缩机身1的拉伸长度。

这样通过机器人的可伸缩机身1的伸展和收缩,以及抱持组件2对爬杆机构10的抱持,即可让机器人从低矮的底面攀爬至高度较高的高台之上,因而能够实现较强的越障功能。

具体的,机器人的可伸缩机身1可以为多种结构及形式,例如可伸缩机身1可以具有多个连杆组成的杆系,杆系中的连杆可以相互滑移,从而实现可伸缩机身1的整体伸展或者收缩。在可伸缩机身1的底部可以设置底盘,且底盘能够利用履带或者车轮实现平地上的移动;此外,可伸缩机身1上可以设置有功能附件,例如是摄像平台,或者是弹丸发射器等,以便进行机器人的拍摄或者虚拟作战等任务。

而为了让机器人借助抱杆攀爬到高台上,机器人上还设置有抱持组件2,抱持组件2通常位于可伸缩机身1上。且可选的,为了提高抱持组件2的工作灵活性,抱持组件2可以通过机架或者连接杆件等结构设置在可伸缩机身1上,且抱持组件2的外侧一般没有结构进行遮挡。

图4是本发明实施例一提供的抱持组件在抱持臂张开时的第一结构示意图。图5是图4中的抱持组件在抱持臂张开时的第二结构示意图。图6是图4中的抱持组件在抱持臂抱紧时的第一结构图。图7是图4中的抱持组件在抱持臂抱紧时的第二结构示意图。如图4至图7所示,可选的,为了对爬杆机构10进行抱持,机器人的抱持组件2包括主体21、第一驱动件22与至少一个抱持臂23,抱持臂23和第一驱动件22均设置在主体21上,第一驱动件22用于驱动所述抱持臂23抱持所述爬杆机构10的周向外侧,或者松开爬杆机构10,这样机器人的可伸缩机身1即可绕立柱101旋转时,锁定在立柱101的当前轴向位置。

其中,主体21可以作为抱持臂23的支撑结构,为抱持臂23提供运动支点以及结构支撑。抱持臂23作为抱持组件2的主要动作件,其抱紧时的内周围形状通常为和立柱101的外形相匹配的形状,以便于实现对立柱101的抱持和夹紧。通常的,抱持臂23可以有单个或者多个等不同数量,且当抱持臂的数量不同时,单个抱持臂也会相应具有不同的具体形状及结构。

可选的是,为了提高抱持组件的整体结构强度,主体21通常可以为双板结构。此时,主体21包括两个平行设置的板状件,且抱持臂23被设置在两个板状件之间的间隙中。这样主体21可以利用较为轻便的板状件对抱持臂23实现固定,同时达到较高的结构强度。可选的,板状件可以采用碳纤维材料等强度较高的材料制成。同样的,抱持臂23也可以包括两个平行设置的板状件,以加强抱持臂23的结构强度。

此外,可选的,主体21和/或抱持臂23上还可以设置有加强筋或者其它加固结构等,以提高主体21和/或抱持臂23的整体强度,如将加固结构设于两个平行设置的板状件之间。

而为了让抱持臂23产生抱持动作,抱持组件2中还可以包括第一驱动件22,第一驱动件22通常直接或者间接的和抱持臂连接,以通过自身动力带动抱持臂23实现转动或平移等移动动作,从而完成抱持臂23的张开或者是对立柱101的抱持夹紧。

抱持组件2中的抱持臂23对立柱101完成抱持后,通常的,抱持臂23抱持并夹紧在立柱101上一轴向位置上,且抱持臂23不会相对于立柱101的轴向倾斜或松动。这样由于抱持臂23相对立柱101的位置和姿态均被固定,但机器人即可以以立柱101为支点,通过抱持臂23绕立柱101旋转并同时通过可伸缩机身1进行升降操作,从而完成机器人的攀爬。

这样通过抱持臂23对立柱101的抱持夹紧,机器人可以依靠爬杆机构10作为攀援时的支点进行攀援作业。具体的,机器人的可伸缩机身1从图1中的正常收缩状态变为处于第一拉伸状态时,通过抱持臂23的移动夹紧立柱101,如图2所示;并使可伸缩机身1收缩,此时,机器人整体离地悬空,仅依靠抱持臂23抱持在立柱101上,如图3所示;并在水平旋转至高台上方后,可伸缩机身1伸展至第二拉伸状态以和高台顶面接触,并松开抱持臂23,完成机器人的整个越障动作。

此外,依靠抱持臂23抱持夹紧在爬杆机构10的立柱101上时,机器人是通过抱持臂23与立柱101之间的摩擦力而将抱持组件2固定在爬杆机构10上的某一高度位置。因而为了进一步提高抱持组件2与立柱101之间的摩擦力,作为可选的实施方式,抱持臂23呈抱持状态时,抱持臂23和主体21的部分边缘共同抱持并夹紧在立柱101外侧。这样,主体21的部分边缘可以和抱持臂23一起作用,共同将立柱101夹设在其中。由于主体21的部分边缘也会和立柱101的侧壁贴合,因而等效于增大了整个抱持组件2与立柱101之间的接触面,这样和仅依靠抱持臂23实现对立柱101的抱持的方式相比,抱持组件2和立柱101之间的摩擦力更大,抱持更为可靠;且由于抱持组件2依靠主体21的边缘和抱持臂23共同完成对立柱101的夹紧,因而抱持臂23不需要包围立柱101的整个周向方向,而是仅围设在立柱101的某一部分侧壁之外即可,抱持臂23的结构较为简单。

而为了实现对爬杆机构10的立柱101的抱持和夹紧,抱持臂23可以为多种不同的数量以及相应结构。以下分别以不同的抱持臂数量为例进行详细说明。

在一种可选的实施方式中,抱持组件2中的抱持臂23的数量为两个,抱持组件2还包括连杆构件24,第一驱动件22用于驱动连杆构件24发生移动,以使得连杆构件24带动两个抱持臂23a以及23b闭合时抱持爬杆机构10或张开时松开爬杆机构10。

具体的,抱持组件2中具有抱持臂23a和抱持臂23b,且两个抱持臂23a和23b可以分别从爬杆机构10的立柱101的两侧将立柱101合围起来,从而完成对立柱101的抱持作业。由于对立柱101进行抱持及夹紧时,抱持臂23a和抱持臂23b分别在立柱101的相对两侧施加作用力,因而立柱101可以在来自两侧的夹持力作用下被夹紧,这样即使抱持臂23a和抱持臂23b的结构较为简单,也可以通过在立柱101相对两侧对称施力而完成对立柱101的抱持和夹紧,使抱持组件2较为容易的实现抱持夹紧作业。

而为了驱动抱持臂23对爬杆机构10进行抱持,抱持组件2还包括连杆构件24,连杆构件24通常包括有多根连杆,且连杆通常可以依靠端部等部位与抱持臂23或者第一驱动件22实现连接,且连杆的其它端部或者中段设置有铰接转轴,从而在第一驱动件22的驱动下绕铰接转轴旋转,并带动抱持臂23运动。

通常的,抱持臂23a和抱持臂23b均可以通过一转轴和主体21铰接,两个抱持臂23a和23b分别从立柱101的两侧抱持立柱101。

其中,抱持臂23a和抱持臂23b的形状及结构通常相互对称,这样两个抱持臂从爬杆机构10的立柱101左右同时夹紧时,抱持臂和立柱101之间的受力点位置以及接触面积均可以保持大致相同,从而让立柱101左右两侧受力较为均衡,避免抱持臂23a和抱持臂23b因施力不均而出现松脱和滑落现象。

可选的,抱持臂23可以具有弯曲段或者弯折段,抱持臂23抱持在立柱101外侧时,抱持臂23a和抱持臂23b的端部相互对接,以在抱持臂内侧形成用于抱持立柱101的封闭空间。这样由于两个抱持臂的端部相互靠拢,因而抱持臂23a和抱持臂23b只要移动或转动较小的角度,即可将爬杆机构10的立柱101夹在其中,且立柱101不易从两个抱持臂23a和23b的抱持中挣脱。

进一步的,抱持臂23通常可以呈弧形,且两个呈弧形的抱持臂23a和抱持臂23b相对而设,以在相对抱持时结合主体21可以共同拼成一近似圆形或者椭圆形的闭合形状,该闭合形状通常与立柱101的外壁形状相互匹配,从而可以将立柱101夹紧在中间。

而由于连杆具有多个,所以多个连杆所共同组成的连杆构件24可以使内部的各个连杆保持一定的连接关系,当不同连杆在带动抱持臂23运动到一定位置,例如是抱持住爬杆机构10的立柱101时,不同连杆之间相互抵接配合,以使相邻的连杆之间形成死点位置。此时,驱动力对连杆的回转力矩为零,无法继续驱动连杆转动;同时,爬杆机构10通过抱持臂23对连杆施加的反作用力矩也为零,同样无法让连杆构件24中的各连杆脱离死点位置。此时,通过多个连杆之间构成机构死点,即可让连杆构件24形成锁定抱持臂23当前位置的锁定机构,使抱持臂23保持在当前的夹紧位置而无法从爬杆机构10上松脱,让机器人能够抱持在爬杆机构之上。

在抱持臂23对立柱101进行抱持时,通常两个抱持臂23a和23b会同时从立柱101两侧对立柱101完成抱持和夹紧。为了驱动两个抱持臂23a和23b同步移动,作为一种可选的连接臂结构,连杆构件24的两自由端分别转动设置在两个抱持臂的一端,连杆构件24固定在第一驱动件22上。这样连杆构件24在第一驱动件22的驱动下移动时,即可带动抱持臂23a和抱持臂23b同时移动,进行抱持或者脱离抱持。

进一步的,连杆构件24可以包括依次铰接连接的第一连杆241、第二连杆242、第三连杆243;第一连杆241的自由端铰接设置在一抱持臂23a的一端部,第三连杆243的自由端铰接设置在另一抱持臂23b的一端部,第二连杆242固定在第一驱动件22上。具体的,第二连杆242可以依靠自身的中段等部位和第一驱动件22连接,并在第一驱动件22的驱动下相对主体21移动;而第一连杆241和第三连杆243可以分别对称的设置在第二连杆242的两侧,并对应和一个抱持臂23(即抱持臂23a或抱持臂23b)连接。这样第一驱动件22仅需要驱动单独的第二连杆242运动,即可同时带动两个作为从动件的第一连杆241和第三连杆243转动,并进而驱动抱持臂23实现抱持夹紧爬杆机构10的立柱101,或者是从立柱101上松脱。

由于第二连杆242和第一驱动件22连接,而第二连杆22的两个端部分别和第一连杆241以及第三连杆243连接,因而第二连杆242可以依靠自身中段与第一驱动件22连接,并在第一驱动件22的驱动下相对主体21平动,例如是向着靠近爬杆机构10的方向或者远离爬杆机构10的方向移动,而第一连杆241和第三连杆243未与第二连杆242连接的端部可以拉动对应的抱持臂23,当第一驱动件22驱动第二连杆242向着靠近爬杆机构10的方向移动时,连杆构件24可以带动抱持臂23松开爬杆机构10的立柱101,当第一驱动件22驱动第二连杆242向着远离爬杆机构10的方向移动时,连杆构件可以带动抱持臂23抱持夹紧爬杆机构10的立柱101;由于抱持臂23自身通常铰接在主体21上,因而抱持臂23的端部受到第一连杆241或者第三连杆243的驱动时,抱持臂23的另一端会随之向相反方向转动,例如是朝向爬杆机构10一侧转动或者是远离爬杆机构10一侧转动,从而实现抱持臂23从立柱101上松开或者对立柱101的抱持。

其中,连杆构件24中的第一连杆241、第二连杆242以及第三连杆243均可以为多种不同的形状结构,例如直杆状结构、薄板状结构或者其它异型结构等,只要能够实现作用力和运动的传递即可,此处不加以限制。

为了让连杆构件24在抱持臂23抱持夹紧时实现锁定当前位置的功能,可选的,可以利用连杆构件24内部连杆位置变化时实现的死点位置来实现。具体的,当两个或多个连杆之间相互处于死点位置时,由于作为从动件的连杆与驱动力的方向共线,因而其转动力矩为零,驱动力无法使作为从动件的连杆发生转动等姿态变化。所以,作为一种可选的实施方式,当两个抱持臂23a以及23b处于闭合状态时,第一连杆241、第二连杆242、第三连杆243连接成一直线。这样作为从动件的三个连杆之间处于死点位置,第二连杆242的运动无法再带动第一连杆241和第三连杆243移动或旋转,且第一连杆241、第二连杆242以及第三连杆243在该角度下共同组成一类似直杆的结构,从而使抱持臂23a和抱持臂23b被位于中间的三个连杆抵接而呈抱紧状态。一般的,第一连杆241、第二连杆242和第三连杆243在抱持臂23闭合时通常连接成一水平直线。

此时,当抱持臂23具有从立柱101上松脱的趋势时,抱持臂23会具有向外张开的作用力和运动趋势,而抱持臂23的与连杆构件24连接的端部会相应呈现出向内转动的趋势;但由于位于死点位置的第一连杆241、第二连杆242和第三连杆243相互抵接而成了一直杆结构,因而抱持臂23的端部会和该直杆结构的端部相抵而无法继续向内转动,此时即可依靠各个连杆之间的抵接,而让抱持臂23只能保持在当前的张开角度,无法继续向外张开。此时,抱持臂23即可夹紧在立柱101之上。这样通过连杆的相互抵接并形成机构死点,可以让抱持臂23锁定于夹紧位置而不松脱,有效的让抱持组件2抱持在爬杆机构10的当前位置。

此外,抱持臂23也可以利用其它方式实现锁定,例如可以让连杆构件24中不同连杆上设置有可相互配合的卡合结构。当连杆运动到抱持臂23和立柱101抱紧的位置时,不同连杆上的卡合结构就会实现相互卡合,从而固定连杆构件的当前位置及形状,实现对抱持臂23的锁定。卡合结构可以为凸起和凹槽,或者其它形状相互匹配的卡合部等。

此外,用于驱动抱持臂23运动的第一驱动件22也可以具有多种不同的结构及形式。在其中一种可选的形式中,第一驱动件22包括有第一电机和由第一电机驱动的丝杆,第二连杆固定在丝杆上。丝杆可以通过第一电机等动力源实现螺旋进给,每转动一圈,即可沿轴向向前或者向后移动一定距离,并带动第二连杆等结构运动。丝杆在第一电机停止时,会通过丝杆自身的传动螺纹实现自锁效果,这样抱持臂23也会固定在当前位置,而不会从立柱101上脱开,抱持效果较好。

此外,第一驱动件22也可以包括第一气缸,且第二连杆固定在第一气缸上。这样即可利用第一气缸中活塞的运动推动抱持臂运动。其具体的结构和连接方式均可采用本领域技术人员常用的方式实现,此处不再赘述。

为了在抱持组件2的工作过程中,判断抱持组件2的工作状态,可选的,抱持组件2还包括检测装置,具体的,检测装置可以包括一个或多个限位开关。具体的,限位开关可以具有检测弹片,并在检测弹片和其它部件接触时接通产生信号。其中,多个限位开关中可以包括检测抱持臂状态以及锁定机构状态的第一限位开关,以及用于检测抱持组件2整***置的第二限位开关等。

为了在机器人进行移动和攀爬的过程中,对抱持组件2是否对爬杆机构10抱持到位进行检测,抱持组件2上可以设置有第二限位开关,第二限位开关设置于主体21上靠近用于抱持爬杆机构10的边缘的第三位置,用于检测边缘是否触碰爬杆机构10。这样第二限位开关可以用于检测立柱101是否和主体21的边缘接触。当抱持组件2抱持住立柱101时,立柱101的侧壁就会和主体21边缘接触,此时,第二限位开关的检测弹片也就会接触到立柱101并接通第二限位开关。如此,通过第二限位开关,在检测到立柱101的侧壁与主体21的边缘接触时,可以自动触发机器人进行抱持动作,减少了用户对机器人的操作,有利于机器人的智能化。

可选的,为了避免抱持组件2在抱持立柱101时产生刮蹭或摩擦力过大等不利抱持或旋转的情况,抱持臂23的内侧壁上设置有至少一个滚轮231。滚轮231能够利用自身的滚动消除或减小立柱101与抱持组件2碰撞时的刮蹭现象或摩擦力,保证抱持或旋转操作的顺利进行。

此外,由于爬杆机构10的上部通常设置平台102,且该平台102用于在抱持组件2抱持立柱101时支撑机器人,在抱持组件2的与平台102的抵持面上可以设置有至少一个万向轮。当机器人相对于立柱101旋转时,依靠万向轮的转动,可以让抱持组件2相对于立柱101较为自由顺畅的移动,减少旋转的阻力。

本实施例中,机器人具体包括可伸缩机身和设置在可伸缩机身上的抱持组件,抱持组件用于在可伸缩机身处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构,并用于在可伸缩收缩时绕爬杆机构旋转,且用于在可伸缩机身处于第二拉伸状态时松开爬杆机构;其中,可伸缩机身在不同拉伸状态下具有不同的拉伸长度,而可伸缩机身处于第一拉伸状态时的拉伸长度要大于可伸缩机身处于第二拉伸状态时的机身长度。这样机器人可以通过抱持爬杆机构实现攀爬,从而从地面跨越至高台上,越障能力较强。

实施例二

此外,抱持组件中的抱持臂数量也可以为一个。图8是本发明实施例二提供的机器人中另一种抱持组件的正视图。图9是本发明实施例二提供的抱持组件在抱持臂抱持时的结构示意图。图10是本发明实施例二提供的抱持组件在抱持臂张开时的结构示意图。如图8至图10所示,本实施例中,抱持组件2具有一个抱持臂23c,且抱持臂23c的一个端部与抱持组件2的主体21铰接,第一驱动件22用于驱动抱持臂23c绕抱持臂23c与主体21铰接的端部旋转,以使得抱持臂23c与主体21闭合时抱持爬杆机构10或相对于主体21张开时松开爬杆机构10。

具体的,由于抱持臂23c为一个,因而该抱持臂23c采用一端与抱持组件2的主体21铰接,而另一端在从立柱101侧方绕至立柱101背后,再从立柱101另一侧绕回,最后和主体21固定连接的方式,实现抱持组件2对立柱101的抱持夹紧。在抱持时,抱持臂23c与主体21的面向立柱101一侧的部分边缘相对设置,并和主体21的该部分边缘共同围在立柱101周向外侧。具体的,因而抱持臂23c端部的铰接轴通常为竖直方向,这样抱持臂23c即可从立柱101的周向方向上将立柱101抱持在其中,以便机器人进行攀援作业。

为了让机器人能够借助抱持组件2实现整体的攀爬移动,抱持臂23c在抱持立柱101后需要锁定在主体21上,以避免在机器人攀爬时,出现抱持臂23c松脱等情况。为了在抱持臂23c对立柱101进行抱持后,将抱持臂23c锁定在抱持后的旋转角度,作为一种可选的方式,抱持组件2还包括设置于主体21上的锁定结构26,锁定结构26用于在抱持臂23c与主体21闭合时将抱持臂23c锁定在主体21上。

可选的,锁定结构26包括插销轴261和第二驱动件262,第二驱动件262用于驱动插销轴261相对于主体21发生移动,抱持臂23c的自由端设有配合插销轴261的通孔(图中未示出)。

具体的,插销轴261通常设置在主体21上并可相对主体21移动,以及位于抱持臂23c的末梢并可供插销轴261***的通孔,抱持臂23c抱持在立柱101上时,抱持臂23c的自由端会靠近主体21,此时即可将主体21上的插销轴261***通孔内,以将抱持臂23c锁定并实现对于立柱101的夹紧。

具体的,抱持臂23c的自由端可以直接开设通孔,或者通过在抱持臂23c的自由端设置其它附属结构,并在附属结构上形成可供插销轴261***的通孔。当抱持臂23c旋转至夹紧于立柱101之上的角度时,插销轴261和通孔的位置相对,插销轴261即可沿轴向前移,直至进入通孔中。此时,抱持臂23c具有绕铰接轴转动的趋势时,插销轴261会和通孔的孔壁相抵,从而阻止抱持臂23c转动,让抱持臂23c锁定在抱持后的旋转角度。因为此时用于锁定抱持臂23c位置的作用力来自于锁定结构26,而抱持臂23c的第一驱动件22并未受力,抱持组件2能够较为可靠的抱持在立柱101之上,锁定和定位效果较好。

为了让锁定结构26实现锁定,可选的,第二驱动件262可以包括第二气缸,第二气缸和插销轴可以平行设置在主体21上,第二气缸通过转接件与插销轴261同一侧的端部连接,并通过转接件驱动插销轴261相对于主体21发生移动。第二气缸可以向插销轴261施加作用力使插销轴261沿自身轴向移动,从而***通孔之中或者从通孔中脱离。此外,第二驱动件262也可以采用其它本领域技术人员所常用的驱动方式,只要能够实现插销轴261的插拔即可,此处不加以限制。

而为了带动抱持臂23c绕着铰接轴转动,通常第一驱动件22也可以具有多种不同结构。例如,在一种可选的方式中,第一驱动件22可以包括第二电机以及传动部件,第二电机通过传动部件和抱持臂23c的端部传动连接。此时,传动部件可以包括同步轮等机构。同步轮和铰接轴同轴,因而可以在电机的驱动下,依靠自身旋转而带动抱持臂23c绕铰接轴转动,完成抱持或松开动作;或者,传动部件也可以为齿轮传动机构,并依靠各个齿轮之间的啮合完成传动;再或者,传动部件也可以包括链轮和链条等,并依靠链条和链轮之间的啮合完成传动。此外,传动部件也可以为其它本领域技术人员常用的结构,此处不再赘述。

可选的,由于立柱101的横截面一般为圆形或椭圆形,因而抱持臂23c的内缘形状可以为与立柱101的外廓形状相匹配的圆弧形。此时,抱持臂23c与立柱101的表面形状较为吻合,接触面积较大,因而产生的抱持力和摩擦力也较大,能够可靠的抱持于立柱101之上。

而为了在抱持组件2的工作过程中,判断抱持臂23c以及锁定机构等部件的工作状态,可选的,抱持组件2还包括至少一个第一限位开关,以利用第一限位开关来检测相应部件是否运动到位。具体的,抱持组件2包括多个第一限位开关时,不同第一限位开关可以设置在抱持组件2的不同位置。

其中,所述至少一个第一限位开关可以设置在主体21上靠近插销轴261的第一位置,以及靠近端部的第二位置中的至少一个位置上。这样,在第一位置的第一限位开关271可以用于检测插销轴261是否移动至***通孔内的预设轴向位置。具体的,当插销轴261移动至通孔内时,第一限位开关271检测弹片就会接触抱持臂23c,并接通第一限位开关271,从而即可判断插销轴261已正确移动至通孔内,进而可以确定抱持臂23c是否被锁定。

此外,在第二位置的第一限位开关272可以用于检测抱持臂23c是否位于初始旋转位置。当抱持臂23c位于初始旋转位置时,抱持臂23c的端部会接近位于第二位置的第一限位开关272,并使第一限位开关272开启或接通,从而可以控制抱持臂23c的张开角度。

此外,抱持组件2上同样包括有一个第二限位开关28,和前述实施例一中类似,第二限位开关28同样设置于主体21上靠近用于抱持爬杆机构10的边缘的第三位置,用于检测边缘是否触碰爬杆机构10。第二限位开关28的具***置和功能均已在前述实施例一中进行了详细说明,此处不再赘述。

以上的第一限位开关27和第二限位开关28,分布在抱持组件2上的不同部位,因而可以仅设置其中的一个或多个,也可以所有第一限位开关27和第二限位开关28均设置在抱持组件2上,并相应进行不同方面的检测。

此外,和实施例一中类似,在抱持组件2的抱持臂23c内侧壁上也可以设置至少一个滚轮231,以通过自身的滚动减少与爬杆机构10之间的摩擦和刮蹭。

具体的,如图7所示,为了设置滚轮231,在抱持臂23的内侧壁上通常设置有支撑轴2311和套设在支撑轴2311外的滚轮体2312。滚轮体2312可相对于支撑轴2311自由转动,这样爬杆机构10接触到滚轮体2312时,滚轮体2312即可通过自身的滚动减少与爬杆机构10之间的摩擦和刮蹭。一般为便于滚轮体2312的滚动,滚轮体2312和支撑轴2311之间可以设置有轴承。此外,也可以直接在支撑轴2311外套设一轴承,并利用轴承作为和爬杆机构10接触的滚轮体。

可选的,和实施例一中类似,抱持组件2与平台102的抵持面上可以设有至少一个万向轮25,以减少机器人相对立柱101旋转移动时的阻力。

本实施例中,机器人具体包括可伸缩机身和设置在可伸缩机身上的抱持组件,抱持组件用于在可伸缩机身处于第一拉伸状态时抱持爬杆机构,并用于在可伸缩收缩时绕爬杆机构旋转,且用于在可伸缩机身处于第二拉伸状态时松开爬杆机构;可伸缩机身在不同拉伸状态下具有不同的拉伸长度,而可伸缩机身处于第一拉伸状态时的拉伸长度要大于可伸缩机身处于第二拉伸状态时的机身长度;其中,抱持组件具有一个抱持臂,且抱持臂的一个端部与抱持组件的主体铰接,第一驱动件用于驱动抱持臂绕抱持臂与主体铰接的端部旋转,以使得抱持臂与主体闭合时抱持爬杆机构或相对于主体张开时松开爬杆机构。这样机器人可以利用抱持组件中的抱持臂抱持爬杆机构,从而利用爬杆机构攀爬至高台上,越障能力较强。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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