專利名稱：一種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)人口老齡化的加劇和人力成本的増加，社會(huì)對(duì)服務(wù)行業(yè)機(jī)械化的需求越來(lái)越高。各種服務(wù)機(jī)器人不斷出現(xiàn)。但市場(chǎng)上現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，功能単一，難以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的使用環(huán)境和變化的功能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供既可單臂獨(dú)立工作又可以雙臂協(xié)作的一種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是包括底盤機(jī)構(gòu)、機(jī)架、大臂機(jī)構(gòu)、小臂機(jī)構(gòu)、拉線電機(jī)組件，小臂機(jī)構(gòu)連接大臂機(jī)構(gòu)，大臂機(jī)構(gòu)連接機(jī)架，拉線電機(jī)組件安裝在機(jī)架里，機(jī)架固定在底盤機(jī)構(gòu)上；所述的小臂機(jī)構(gòu)包括手指、手指盒、鋼絲繩、U型架、隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤、小臂蝸輪、小臂蝸桿、小臂外殼、小臂電機(jī)、腕外殼，手指安裝在手指盒上，U型架安裝在手指里，銷釘安裝在U型架上，鋼絲繩一端固定在U型架里、另一端連接拉線電機(jī)組件，手指盒安裝在隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤上，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤在重力的作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤連接腕外殼，小臂電機(jī)、小臂蝸桿、小臂蝸輪安裝在小臂外殼里并依次相連，小臂蝸輪連接腕外売。本發(fā)明還可以包括I、所述的小臂機(jī)構(gòu)還包括彈簧，彈簧安裝在手指盒里連接手指、并讓手指在不受鋼絲繩拉力作用時(shí)保持張開。2、所述的大臂機(jī)構(gòu)包括大臂外殼、大臂第一電機(jī)、大臂第二電機(jī)、大臂第三電機(jī)、大臂旋轉(zhuǎn)軸、大臂蝸輪、大臂蝸桿、大臂軸，大臂第一電機(jī)、大臂第二電機(jī)、大臂旋轉(zhuǎn)軸、大臂蝸輪、大臂蝸桿安裝在大臂外殼里，大臂旋轉(zhuǎn)軸與大臂外殼相連，大臂第一電機(jī)連接大臂旋轉(zhuǎn)軸并驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)軸，大臂第二電機(jī)、大臂蝸桿、大臂蝸輪依次相連，大臂蝸輪連接小臂機(jī)構(gòu)，大臂軸連接大臂外殼和大臂第三電機(jī)，大臂第三電機(jī)安裝在機(jī)架上。3、所述的拉線電機(jī)組件包括拉線電機(jī)、線軸，拉線電機(jī)通過(guò)線軸連接鋼絲繩控制手指閉合。4、所述的底盤機(jī)構(gòu)包括底盤和安裝在底盤上的底盤電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪，主動(dòng)輪布置在底盤的左右兩側(cè)，從動(dòng)輪為萬(wàn)向輪、布置在底盤的前后兩側(cè)，底盤電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪。5、所述的大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)有兩組、分別安裝在機(jī)架的兩側(cè)。
6、所述的機(jī)架上設(shè)置攝像頭安裝座，攝像頭安裝在攝像頭安裝座上。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本發(fā)明采用輪式移動(dòng)底盤，并采用雙機(jī)械臂的方案，既可單臂獨(dú)立工作又可以雙臂協(xié)作。


圖I為本發(fā)明的總體軸側(cè)圖；圖2為本發(fā)明的大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的小臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的大臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的手臂正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的小臂腕部及手部正面結(jié)構(gòu)放大圖； 圖7為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的拉線組件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 8，底盤5上螺栓連接安裝兩個(gè)萬(wàn)向輪I和兩個(gè)主動(dòng)輪組件，主動(dòng)輪組件包括主動(dòng)輪3、底盤減速器2和底盤電機(jī)4。主動(dòng)輪3安裝在底盤減速器2的輸出軸上，底盤電機(jī)4直接連接底盤減速器2，底盤減速器2通過(guò)螺栓連接安裝在底盤5上，這種結(jié)構(gòu)使機(jī)器人能夠靈活移動(dòng)。機(jī)架6為鋼管焊接而成，其上安裝控制元件和兩個(gè)手臂等機(jī)械部分。如圖2-6所示為本發(fā)明右手臂部分結(jié)構(gòu)。兩個(gè)手指7通過(guò)手指銷9安裝在手指盒11上，兩手指7中間槽內(nèi)裝有可相對(duì)槽滑動(dòng)的銷釘8，銷釘8安裝在U形架10上，U形架10內(nèi)槽固定有直徑為2的鋼絲繩一端，鋼絲繩經(jīng)手臂和走線孔進(jìn)入身體后，其另一端固定在身體內(nèi)的線軸38上，線軸38繞線后拉動(dòng)手指7閉合抓取物體。而彈簧12保證手指7在不受拉線力作用時(shí)保持張開。手指盒11安裝在隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤13上，當(dāng)手部所持物體歪斜時(shí)隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤13在重力的作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保持物體姿態(tài)。該欠驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)為本發(fā)明的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤13安裝在腕外殼14的安裝孔內(nèi)。腕外殼14通過(guò)螺栓安裝在蝸輪架15上，蝸輪架15和蝸輪18上均有鍵槽，二者通過(guò)蝸輪鍵17與蝸輪軸連接，蝸輪16通過(guò)蝸桿箱體20和蝸桿軸承座19兩端固定安裝。電機(jī)23通過(guò)彈性聯(lián)軸器21將扭矩傳遞到蝸桿16，蝸桿箱體20和小臂外殼22通過(guò)相交處四個(gè)周向布置的螺栓連接。電機(jī)23通過(guò)螺栓連接在小臂外殼22內(nèi)部。以上為機(jī)械手手部、腕部和小臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)，手臂肘關(guān)節(jié)和采用了同樣的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，肘部驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在大臂外殼24上。大臂外殼24通過(guò)沉頭螺栓連接在大臂旋轉(zhuǎn)軸26。大臂旋轉(zhuǎn)軸26上端有螺紋并由螺母27固定在裝有軸承的旋轉(zhuǎn)軸承座25內(nèi)，大臂電機(jī)30通過(guò)兩個(gè)垂直分布的緊定螺釘28傳遞扭矩到大臂旋轉(zhuǎn)軸26。大臂電機(jī)30安裝在大臂電機(jī)座29內(nèi)。大臂軸32與大臂電機(jī)座29通過(guò)螺栓連接。大臂軸32通過(guò)大臂鍵31連接減速器和電機(jī)。機(jī)架上端裝有攝像頭安裝座33，進(jìn)而為機(jī)器人提供視覺(jué)和圖像采集。機(jī)架內(nèi)部裝有拉線電機(jī)組件，其中拉線電機(jī)34安裝在拉線電機(jī)座35上，并通過(guò)拉線聯(lián)軸器36傳遞至安裝在線軸軸承座37上的線軸38，線軸38轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)拉動(dòng)鋼絲繩，從而使手爪閉合。另外該拉線結(jié)構(gòu)中采用了閘線，閘線ー個(gè)固定端裝在線端固定座39內(nèi)。兩手臂原理相同，部分安裝位置左右對(duì)稱。單臂工作。及通過(guò)單個(gè)手臂抓取物體或進(jìn)行其他操作。單個(gè)手臂主要包括四個(gè)主動(dòng)自由度大臂俯仰，大臂旋轉(zhuǎn)，肘關(guān)節(jié)俯仰，腕關(guān)節(jié)俯仰，另外還包括ー個(gè)欠驅(qū)動(dòng)自由度一腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)通過(guò)對(duì)手臂四個(gè)主動(dòng)自由度的驅(qū)動(dòng)可使機(jī)械臂末端工作點(diǎn)達(dá)到三維工作空間中的目的位置，并是末端保持一定位姿。此時(shí)對(duì)機(jī)器人和機(jī)械手臂的控制需要在機(jī)器人視覺(jué)控制的前提下進(jìn)行。雙臂協(xié)作，在視覺(jué)控制的條件下，進(jìn)行機(jī)器人雙臂的協(xié)作控制，進(jìn)而完成協(xié)作動(dòng)作。本發(fā)明的全向底盤可保證機(jī)器人在一定空間內(nèi)靈活移動(dòng)并到達(dá)目的位置，進(jìn)而可以在路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上并配合攝像頭等其他功能完成特定任務(wù)，如查看室內(nèi)情況，取送物
品坐坐ロ Π -rf* -Tf- O另外本發(fā)明可在安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭的情況下，與網(wǎng)絡(luò)相連進(jìn)而使用者能在電腦或者 手機(jī)終端登錄并查看畫面信息。
權(quán)利要求
1.一種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是包括底盤機(jī)構(gòu)、機(jī)架、大臂機(jī)構(gòu)、小臂機(jī)構(gòu)、拉線電機(jī)組件，小臂機(jī)構(gòu)連接大臂機(jī)構(gòu)，大臂機(jī)構(gòu)連接機(jī)架，拉線電機(jī)組件安裝在機(jī)架里，機(jī)架固定在底盤機(jī)構(gòu)上；所述的小臂機(jī)構(gòu)包括手指、手指盒、鋼絲繩、U型架、隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤、小臂蝸輪、小臂蝸桿、小臂外殼、小臂電機(jī)、腕外殼，手指安裝在手指盒上，U型架安裝在手指里，銷釘安裝在U型架上，鋼絲繩一端固定在U型架里、另一端連接拉線電機(jī)組件，手指盒安裝在隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤上，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤在重力的作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤連接腕外殼，小臂電機(jī)、小臂蝸桿、小臂蝸輪安裝在小臂外殼里并依次相連，小臂蝸輪連接腕外売。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的小臂機(jī)構(gòu)還包括彈簧，彈簧安裝在手指盒里連接手指、并讓手指在不受鋼絲繩拉力作用時(shí)保持張開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的大臂機(jī)構(gòu)包括大臂外殼、大臂第一電機(jī)、大臂第二電機(jī)、大臂第三電機(jī)、大臂旋轉(zhuǎn)軸、大臂蝸輪、大臂蝸桿、大臂軸，大臂第一電機(jī)、大臂第二電機(jī)、大臂旋轉(zhuǎn)軸、大臂蝸輪、大臂蝸桿安裝在大臂外殼里，大臂旋轉(zhuǎn)軸與大臂外殼相連，大臂第一電機(jī)連接大臂旋轉(zhuǎn)軸并驅(qū)動(dòng)大臂旋轉(zhuǎn)軸，大臂第ニ電機(jī)、大臂蝸桿、大臂蝸輪依次相連，大臂蝸輪連接小臂機(jī)構(gòu)，大臂軸連接大臂外殼和大臂第三電機(jī)，大臂第三電機(jī)安裝在機(jī)架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的拉線電機(jī)組件包括拉線電機(jī)、線軸，拉線電機(jī)通過(guò)線軸連接鋼絲繩控制手指閉合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的底盤機(jī)構(gòu)包括底盤和安裝在底盤上的底盤電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪，主動(dòng)輪布置在底盤的左右兩側(cè)，從動(dòng)輪為萬(wàn)向輪、布置在底盤的前后兩側(cè)，底盤電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的大臂機(jī)構(gòu)和小臂機(jī)構(gòu)有兩組、分別安裝在機(jī)架的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，其特征是所述的機(jī)架上設(shè)置攝像頭安裝座，攝像頭安裝在攝像頭安裝座上。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種輪式移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人，包括底盤機(jī)構(gòu)、機(jī)架、大臂機(jī)構(gòu)、小臂機(jī)構(gòu)、拉線電機(jī)組件，小臂機(jī)構(gòu)連接大臂機(jī)構(gòu)，大臂機(jī)構(gòu)連接機(jī)架，拉線電機(jī)組件安裝在機(jī)架里，機(jī)架固定在底盤機(jī)構(gòu)上；所述的小臂機(jī)構(gòu)包括手指、手指盒、鋼絲繩、U型架、隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤、小臂蝸輪、小臂蝸桿、小臂外殼、小臂電機(jī)、腕外殼，手指安裝在手指盒上，U型架安裝在手指里，銷釘安裝在U型架上，鋼絲繩一端固定在U型架里、另一端連接拉線電機(jī)組件，手指盒安裝在隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤上，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤在重力的作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨動(dòng)轉(zhuǎn)盤連接腕外殼，小臂電機(jī)、小臂蝸桿、小臂蝸輪安裝在小臂外殼里并依次相連，小臂蝸輪連接腕外殼。本發(fā)明既可單臂獨(dú)立工作又可以雙臂協(xié)作。
文檔編號(hào)B25J13/08GK102672703SQ20121017348
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者喻大發(fā), 張立勛, 王嵐, 艾山 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)