一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人。它主要由四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)及電源組成，四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置包括扇形本體、絲杠、三個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)、架子、三個(gè)連桿、兩個(gè)雙向連接件、單向連接件、三個(gè)輪架、三個(gè)車輪、四個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、制動(dòng)電機(jī)、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)和聯(lián)軸器；四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置成兩兩對(duì)稱關(guān)系。當(dāng)前使用機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)的領(lǐng)域，使用的機(jī)器人大部分不能變換形態(tài)，對(duì)于某一項(xiàng)特定的任務(wù)要用專門的尺寸的機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)，通用性不強(qiáng)。因此，迫切需要同一個(gè)機(jī)器人能變換自身形態(tài)，對(duì)不同的工況使用不同形態(tài)，這不但提高了效率，也降低了成本。本發(fā)明通過(guò)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能有效地完成任務(wù)。
【專利說(shuō)明】一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，應(yīng)用于高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人系統(tǒng)的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)的領(lǐng)域，使用的機(jī)器人大部分不能變換形態(tài)，對(duì)于某一項(xiàng)特定的任務(wù)要用專門的尺寸的機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)，通用性不強(qiáng)。因此，迫切需要同一個(gè)機(jī)器人能變換自身形態(tài)，對(duì)不同的工況使用不同形態(tài)，這不但提高了效率，也降低了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，利用四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置配合工作的方法，使得探測(cè)任務(wù)變得更加智能化。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，主要由四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)及電源組成，四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置包括扇形本體、絲杠、三個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)、架子、三個(gè)連桿、兩個(gè)雙向連接件、單向連接件、三個(gè)輪架、三個(gè)車輪、四個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、制動(dòng)電機(jī)、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)和聯(lián)軸器；四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置成兩兩對(duì)稱關(guān)系。四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置的扇形本體合起來(lái)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓形，四個(gè)扇形本體通過(guò)絲杠兩兩連接，絲杠一端與聯(lián)軸器固定連接，絲杠的另一端與扇形本體螺旋連接，聯(lián)軸器與電機(jī)的輸出軸固定連接，電機(jī)固定在扇形本體內(nèi)；架子與內(nèi)置于扇形本體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸固定連接；前連桿一端與架子通過(guò)制動(dòng)電機(jī)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，前連桿另一端與前雙向連接件一端通過(guò)前旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，前雙向連接件另一端與中連桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中連桿另一端與后雙向連接件一端通過(guò)中旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，后雙向連接件另一端與后連桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，后連桿另一端與單向連接件一端通過(guò)后旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與制動(dòng)電機(jī)分別固定在單向連接件、兩個(gè)雙向連接件和架子的側(cè)面上；三個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)分別固定在兩個(gè)雙向連接件和單向連接件頂面上，三個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出軸分別與三個(gè)輪架固定相連，三個(gè)車輪分別通過(guò)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定在三個(gè)輪架中，三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定在三個(gè)輪架側(cè)面上。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人中扇形本體上裝有傳感器用于判斷探測(cè)任務(wù)所需的特定機(jī)器人形態(tài)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，電源和控制系統(tǒng)安裝在扇形本體上，電池通過(guò)控制系統(tǒng)電連接各電機(jī)，電源使用鋰電池。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人輔助人工探測(cè)，促進(jìn)了探測(cè)的自動(dòng)化程度，提高了效率，同時(shí)，節(jié)約了人力成本?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人正視示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人扇形本體電機(jī)和聯(lián)軸器安置示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人轉(zhuǎn)彎示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人完成縮小形態(tài)過(guò)程示意圖(從(a)圖逐步縮小至(d)圖)。
[0013]圖6為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人換向示意圖。
[0014]圖7為本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人縮短增高示意圖(從(a)圖增高至(C)圖)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下:
實(shí)施例:
在本實(shí)施例中，參見圖1?圖7，一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，主要由四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置1、I1、III和IV，控制系統(tǒng)及電源組成，四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置1、I1、III和IV包括扇形本體1，絲杠2，轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5，架子6，連桿7、9和11，雙向連接件8和10，單向連接件12，輪架13、14和15，車輪16、17和18，旋轉(zhuǎn)電機(jī)19、20和21，制動(dòng)電機(jī)22，驅(qū)動(dòng)電機(jī)23、24和25，電機(jī)甲26，電機(jī)乙27和聯(lián)軸器28 ;四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置1、I1、III和IV成兩兩對(duì)稱關(guān)系。
[0016]在本實(shí)施例中，參見圖1?圖7，四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置1、I1、III和IV的扇形本體I合起來(lái)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓形，四個(gè)扇形本體I通過(guò)絲杠2兩兩連接，絲杠2 —端與聯(lián)軸器28固定連接，絲杠2的另一端與扇形本體I螺旋連接，聯(lián)軸器28與電機(jī)乙27的輸出軸固定連接，電機(jī)2固定在扇形本體I內(nèi)；架子6與內(nèi)置于扇形本體I的旋轉(zhuǎn)電機(jī)甲26的輸出軸固定連接；連桿7 —端與架子6通過(guò)制動(dòng)電機(jī)22輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿7另一端與雙向連接件8 —端通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)21輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，雙向連接件8另一端與連桿9 一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿9另一端與雙向連接件10 —端通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)20輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，雙向連接件10另一端與連桿11 一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿11另一端與單向連接件12 —端通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)19輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)19、20和21與制動(dòng)電機(jī)22分別固定在單向連接件
12、雙向連接件10和8和架子6上；轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5分別固定在雙向連接件8和10和單向連接件12上，轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5的輸出軸分別與輪架13、14和15固定相連，車輪16、17和18分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23、24和25的輸出軸固定在輪架13、14和15中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)23、24和25分別固定在輪架13、14和15上。
[0017]在本實(shí)施例中，參見圖1?圖7，高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人中裝有傳感器用于判斷探測(cè)任務(wù)所需的特定機(jī)器人形態(tài)。
[0018]在本實(shí)施例中，參見圖1?圖7，高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人的電源使用鋰電池。
[0019]本實(shí)施例高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人的工作原理如下:
當(dāng)機(jī)器人直行需要轉(zhuǎn)彎是，最前方的兩個(gè)轉(zhuǎn)向電機(jī)5轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使兩個(gè)車輪18轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)角度，以此達(dá)到轉(zhuǎn)彎效果。[0020]當(dāng)機(jī)器人遇到諸如窄門這種情況時(shí)，需要達(dá)到縮小形態(tài)，傳感器感應(yīng)到信號(hào)，傳遞到控制系統(tǒng)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置I和IV的電機(jī)乙27啟動(dòng)，使得前后兩組機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置相互靠攏直到并攏為止，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置I和IV的電機(jī)乙27停止轉(zhuǎn)動(dòng)，然后轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5轉(zhuǎn)過(guò)90度，接著機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置II和III的電機(jī)乙27啟動(dòng)，使得左右兩組機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置相互靠攏直到并攏為止，機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置II和III的電機(jī)乙27停止轉(zhuǎn)動(dòng)，完成機(jī)器人的縮小形態(tài)。
[0021]當(dāng)機(jī)器人需要90度換向時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5轉(zhuǎn)過(guò)90度，接著旋轉(zhuǎn)電機(jī)26兩兩相反轉(zhuǎn)過(guò)90度，然后轉(zhuǎn)向電機(jī)3、4和5再?gòu)?fù)位，就達(dá)到了 90度換向的效果。
[0022]當(dāng)機(jī)器人遇到諸如需要增加高度進(jìn)行探測(cè)的情況時(shí)，傳感器感應(yīng)到信號(hào)，傳遞給控制系統(tǒng)，制動(dòng)電機(jī)22不再提供保持機(jī)器人形態(tài)所需的轉(zhuǎn)矩，旋轉(zhuǎn)電機(jī)21啟動(dòng)，將連桿7旋轉(zhuǎn)到豎直位置，同時(shí)左右兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)23啟動(dòng)，使輪子18朝里運(yùn)動(dòng)，這樣高度就提高了一節(jié)，同樣道理，旋轉(zhuǎn)電機(jī)20啟動(dòng)，將連桿9旋轉(zhuǎn)到豎直位置，同時(shí)左右兩組驅(qū)動(dòng)電機(jī)23啟動(dòng)，使輪子18朝里運(yùn)動(dòng)，這樣高度就又提高了一節(jié)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)19、20、21和制動(dòng)電機(jī)22一起為機(jī)器人保持該形態(tài)提供轉(zhuǎn)矩，使個(gè)結(jié)構(gòu)不發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]驅(qū)動(dòng)電機(jī)23在工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)24和25為了省電不運(yùn)行，只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23出現(xiàn)故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩就由驅(qū)動(dòng)電機(jī)24或25提供。
[0024]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，由四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(1、I1、III和IV)，控制系統(tǒng)及電源組成，其特征是:所述四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(1、I1、III和IV)均包括扇形本體(I)、絲杠(2)、轉(zhuǎn)向電機(jī)(3、4、5)、架子(6)、連桿(7、9、11)、雙向連接件(8、10)、單向連接件(12)、輪架(13、14、15)、車輪(16、17、18)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(19、20、21)、制動(dòng)電機(jī)(22)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23、24、25)、電機(jī)甲(26)、電機(jī)乙(27)和聯(lián)軸器(28);所述四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(1、I1、III和IV)成兩兩對(duì)稱關(guān)系；所述四組相同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置(1、I1、III和IV)的扇形本體(I)合起來(lái)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓形，所述四個(gè)扇形本體(I)通過(guò)所述絲杠(2)兩兩連接；所述絲杠(2)—端與所述聯(lián)軸器(28)固定連接，所述絲杠(2)的另一端與所述扇形本體(I)螺旋連接，所述聯(lián)軸器(28)與所述電機(jī)乙(27)的輸出軸固定連接，所述電機(jī)乙(27)固定在所述扇形本體(I)內(nèi)；所述架子(6)與內(nèi)置于所述扇形本體(I)的所述電機(jī)甲(26)的輸出軸固定連接；所述連桿(7) —端與所述架子(6)通過(guò)所述制動(dòng)電機(jī)(22)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連桿(7 )另一端與所述雙向連接件(8 ) —端通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(21)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述雙向連接件(8)另一端與所述連桿(9) 一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接,所述連桿(9)另一端與所述雙向連接件(10) —端通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(20)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述雙向連接件(10)另一端與所述連桿(11) 一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連桿(11)另一端與所述單向連接件(12) —端通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(19)輸出軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(19) (20) (21)與所述制動(dòng)電機(jī)(22)分別固定在所述單向連接件(12)、所述雙向連接件(10) (8)和所述架子(6)的側(cè)面上；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)(3) (4) (5)分別固定在所述雙向連接件(8) (10)和所述單向連接件(12)頂面上，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)(3) (4) (5)的輸出軸分別與所述輪架(13) (14) (15)固定相連，所述車輪(16) (17) (18)分別通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23) (24) (25)的輸出軸固定在所述輪架(13) (14) (15)中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(23) (24) (25)分別固定在所述輪架(13) (14)(15)側(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，其特征在于:所述扇形本體(I)上裝有傳感器，用于判斷探測(cè)任務(wù)所需的特定機(jī)器人形態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度可調(diào)的伸縮機(jī)器人，其特征在于:所述電源和控制系統(tǒng)安裝在扇形本體(I)內(nèi)，電源通過(guò)控制系統(tǒng)與電機(jī)(26 )、電機(jī)乙(27 )、轉(zhuǎn)向電機(jī)(3、4、5 )、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(19、20、21)和制動(dòng)電機(jī)(22)電連接，電源采用鋰電池。
【文檔編號(hào)】B25J18/04GK103950031SQ201410173491
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】華凌云, 劉吉成, 江盼閣, 李斌, 劉樹林, 周曉君, 崔建祥, 盧熙昌 申請(qǐng)人:上海大學(xué)