一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人的制作方法

文档序号:17157648发布日期:2019-03-20 00:12阅读:589来源:国知局
一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人的制作方法

本发明属于智能服务机器人领域,具体而言,涉及一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人。



背景技术:

公共场所人员密集且流动性大,为各种致病源的散播提供了良好的媒介。尤其对于医院、卫生院等医疗场所,各类传染性病源更加集中,若环境消毒不彻底将造成巨大的社会危害。目前,室内地面消毒一般都是由人工完成,不仅费时费力,而且消毒的时效性难以保证。本发明借助于移动机器人技术解决室内地面的自动化消毒问题,为移动机器人开辟了一个全新的应用领域。

现有的消毒机器人中,大多数仅能进行臭氧消毒,消毒方式太单一,导致消毒效果不理想,达不到室内地面消毒的无害性、无残留物和无二次污染的要求。同时,大多消毒机器人的智能化程度较低,人机交互性较差,运行中遇到障碍后往往会停止运作或卡死,需要人工协助清障,导致消毒效率低且增加清毒人员的工作强度。



技术实现要素:

为了克服现有消毒机器人技术中消毒方式单一、智能化程度低以及人机交互性差等不足,本发明提供了一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人,该室内轮式移动消毒机器人消毒方式多样,智能化和自动化程度高,且人机交互性好。

相应的,本发明实施例提供了一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人,该室内轮式移动消毒机器人包括包括机身机构和机械臂机构,所述机械臂机构一左一右地连接在机身机构的两侧;

所述机身机构包括轮式移动平台模块和箱体模块,所述箱体模块连接固定在轮式移动平台模块的上方;

所述机械臂机构包括肩关节组件、大臂结构件、肘关节组件、小臂结构件和腕关节组件,所以肩关节组件、大臂结构件、肘关节组件、小臂结构件和腕关节组件依次串联连接后与机身机构连接。

可选的实施方式,所述机身机构的移动平台模块包括三层平板组合式的内部骨架和设置在内部骨架四周的外侧挡板组件;

所述内部骨架包括底板、中间板和顶板,所述底板下方设置有底盘机构和紫外线产生装置,所述底板上方设置有充电装置、工控机和驱动器,所述中间板上方设置有锂电池、激光雷达组件和激光雷达挡板,所述顶板上方设置有操作面板;

所述外侧挡板组件包括外侧挡板结构和镶嵌在外侧挡板结构上的环形指示灯以及传感器组件;所述外侧挡板结构由上部前挡板、下部前挡板、左挡板、右挡板和后挡板围绕组成,所述上部前挡板、下部前挡板、后挡板与左挡板和右挡板之间通过l形连接件连接且固定在底板和中间板上。

可选的实施方式,所述机身机构的箱体模块包括箱体组件和设置在箱体组件内的臭氧产生装置;

所述箱体组件包括箱体、顶盖和扬声器,所述顶盖设置在所述箱体的正上方,所述扬声器设置在所述箱体的一侧上;

所述臭氧产生装置包括进气口护罩、气泵进气管、离心式气泵、气泵排气管、臭氧发生器和臭氧排气管,所述进气口护罩设置在箱体组件上,所述气泵进气管、离心式气泵、气泵排气管和臭氧发生器依次连接;所述臭氧发生器设置在所述顶板上,其产生的臭氧通过臭氧排气管排到底板下方的空间。

可选的实施方式,所述底盘机构包括万向轮组件、万向轮固定座、驱动轮组件和驱动轮独立悬挂装置;

所述驱动轮组件为集成式组件,驱动轮组件中轮毂、轮轴、直流伺服电机和光电编码器集成式安装为一体;所述驱动轮组件采用双轮差速的方式进行驱动。

可选的实施方式,其特征在于,所述传感器组件包括超声波传感器和防跌落传感器,所述超声波传感器设置在下部前挡板和后挡板上,所述防跌落传感器设置在下部前挡板和后挡板下方边缘的中间位置;

所述紫外线产生装置通过低压汞灯产生短波紫外线;

所述充电装置与所述锂电池相连接,所述锂电池为室内轮式移动消毒机器人提供24v直流电源。

所述操作面板上设置有急停按钮、启动按钮、停止按钮和消毒模式旋钮。

可选的实施方式,所述机械臂机构的肩关节组件包括肩关节俯仰组件、肩关节结构件以及肩关节偏摆组件,所述肩关节俯仰组件与肩关节结构件相连接,所述肩关节偏摆组件设置在肩关节结构件内部,所述肩关节偏摆组件与大臂结构件相连接;

所述机械臂机构的肘关节组件包括肘关节滚转组件、肘关节结构件以及肘关节俯仰组件,所述肘关节滚转组件与大臂结构件相连接,所述肘关节滚转组件与肘关节结构件相连接,所述肘关节俯仰组件设置在肘关节结构件内部,所述肘关节结构件与小臂结构件相连接;

所述机械臂机构的腕关节组件包括腕关节滚转组件、腕关节结构件、腕关节俯仰组件以及执行组件,所述腕关节滚转组件与小臂结构件相连接,所述腕关节滚转组件与腕关节结构件相连接,所述腕关节俯仰组件设置在腕关节结构件内部,所述执行组件与所述腕关节结构件相连接。

可选的实施方式,所述肩关节俯仰组件包括肩关节俯仰直流伺服电机组件和肩关节俯仰谐波减速器组件;所述肩关节偏摆组件包括肩关节偏摆直流伺服电机组件、肩关节偏摆直齿轮传动组件、肩关节偏摆谐波减速器组件和肩关节转轴组件;

所述肩关节俯仰直流伺服电机组件包括依次连接的肩关节俯仰光电编码器、肩关节俯仰直流伺服电机和肩关节俯仰行星齿轮减速器;

所述肩关节偏摆直流伺服电机组件包括依次连接的肩关节偏摆光电编码器、肩关节偏摆直流伺服电机和肩关节偏摆行星齿轮减速器;

所述肩关节俯仰谐波减速器组件包括依次连接的肩关节俯仰波发生器和肩关节俯仰刚轮、肩关节俯仰柔轮;

所述肩关节偏摆谐波减速器组件包括依次连接的肩关节偏摆波发生器、肩关节偏摆刚轮和肩关节偏摆柔轮;

所述肩关节偏摆直齿轮传动组件包括相互啮合的肩关节偏摆主动直齿轮和肩关节偏摆从动直齿轮;

所述肩关节转轴组件由肩关节转轴、肩关节滚动轴承以及肩关节轴承端盖组成。

可选的实施方式,所述肘关节滚转组件包括肘关节滚转直流伺服电机组件和肘关节滚转谐波减速器组件;所述肘关节结构件包括肘关节第一结构件和肘关节第二结构件;所述肘关节俯仰组件包括肘关节俯仰直流伺服电机组件、肘关节俯仰直齿轮传动组件、肘关节谐波减速器组件和肘关节转轴组件;

所述肘关节俯仰直流伺服电机组件包括依次连接的肘关节俯仰光电编码器、肘关节俯仰直流伺服电机和肘关节俯仰行星齿轮减速器;

所述肘关节滚转谐波减速器组件包括依次连接的肘关节滚转波发生器、肘关节滚转刚轮和肘关节滚转柔轮;

所述肘关节俯仰谐波减速器组件包括依次连接的肘关节俯仰波发生器、肘关节俯仰刚轮和肘关节俯仰柔轮;

所述肘关节俯仰直齿轮传动组件包括相互啮合的肘关节俯仰主动直齿轮和肘关节俯仰从动直齿轮;

所述肘关节转轴组件由肘关节转轴、肘关节滚动轴承以及肘关节轴承端盖组成。

可选的实施方式,所述腕关节滚转组件包括腕关节滚转直流伺服电机组件和腕关节滚转谐波减速器组件;所述腕关节俯仰组件包括腕关节俯仰直流伺服电机组件、腕关节俯仰直齿轮传动组件、腕关节联轴器和腕关节转轴组件;

所述腕关节滚转直流伺服电机组件包括依次连接的腕关节滚转光电编码器、腕关节滚转直流伺服电机和腕关节滚转行星齿轮减速器;

所述腕关节俯仰直流伺服电机组件包括依次连接的腕关节俯仰光电编码器、腕关节俯仰直流伺服电机和腕关节俯仰行星齿轮减速器;

所述腕关节滚转谐波减速器组件包括依次连接的腕关节滚转波发生器、腕关节滚转刚轮和腕关节滚转柔轮;

所述腕关节俯仰直齿轮传动组件包括相互啮合的腕关节俯仰主动直齿轮和腕关节俯仰从动直齿轮;

所述腕关节组件由腕关节转轴、腕关节滚动轴承以及腕关节轴承端盖组成。

可选的实施方式,所述机械臂机构为六轴机械臂,所述机械臂机构有六个自由度,分别为:肩关节俯仰自由度、肩关节偏摆自由度、肘关节滚转自由度、肘关节俯仰自由度、腕关节滚转自由度以及腕关节俯仰自由度;

其中,肩关节俯仰自由度为第一轴,肩关节偏摆自由度为第二轴,肘关节滚转自由度为第三轴,肘关节俯仰自由度为第四轴,腕关节滚转自由度为第五轴,腕关节俯仰自由度为第六轴。

本发明提供了一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人,该室内轮式移动消毒机器人有三种消毒模式,消毒方式多样,显著提高消毒小狗;用户可通过操作面板人工选择消毒方式,也可通过移动终端app选择消毒方式;其底盘系统为轮式的移动平台,运行平稳、噪声低;传感与控制组件之间的相互配合,使该室内移动消毒机器人可自主规划越障、避障的路线。当遇到特殊情况如障碍物过大无法越障、避障时,消毒机器人会通过声色方式提示用户,同时会将信息传递到用户的移动终端app,用户可收到信息后到现场处理。当用户无法及时到现场时,可启用机械臂机构进行远程清障,该机械臂机构仿人的关节构型可搭载各种作业装置,完成各种动作,显著减轻了清洁人员的劳动强度。可见,该室内轮式移动消毒机器消毒方式多样、智能化和自动化程度高,且人机交互强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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它的附图。

图1是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人的三维结构视图;

图2是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人机身机构的三维结构视图;

图3是是本发明实施例中机身机构移动平台模块的三维结构视图;

图4是本发明实施例中移动平台模块内部骨架正面的三维结构视图;

图5是本发明实施例中移动平台模块内部骨架底部的三维结构视图;

图6是本发明实施例中移动平台模块外侧挡板的三维结构视图;

图7是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人箱体模块半剖视图;

图8是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人机械臂机构的三维结构视图;

图9是本发明实施例中机械臂机构肩关节组件的三维结构视图;

图10是本发明实施例中机械臂机构肘关节组件的三维结构视图;

图11是本发明实施例中机械臂机构腕关节组件的三维结构视图。

具体实施方式

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,所描述的实施例仅仅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它实施例,都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人的三维结构视图,本发明实施例提供了一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人,该室内轮式移动消毒机器人包括机身机构1和机械臂机构2,所述机械臂机构2一左一右地连接在机身机构1的两侧。

图2是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人机身机构的三维结构视图,所述机身机构1包括移动平台模块3和箱体模块4,所述箱体模块4连接固定在移动平台模块3的上方。

图3是是本发明实施例中机身机构移动平台模块的三维结构视图,图4是本发明实施例中移动平台模块内部骨架正面的三维结构视图,图5是本发明实施例中移动平台模块内部骨架底部的三维结构视图,图6是本发明实施例中移动平台模块外侧挡板的三维结构视图。

所述移动平台模块3包括内部骨架5和外侧挡板组件6,所述外侧挡板组件6设置在内部骨架5的四周,对内部骨架5起到了保护作用。

其中,所述内部骨架5为三层平板组合式结构,包括底板51、中间板52以及顶板53,所述底板51和中间板52通过四根短支撑柱连接固定,所述中间板52和顶板53通过四根长支撑柱连接固定。

具体的,底板51的下方设置有底盘机构7和两套紫外线产生装置511;所述底盘机构7包括四个万向轮组件71、四个万向轮固定座72、两个驱动轮组件73和两套驱动轮独立悬挂装置74;具体的,所述四个万向轮组件71分别通过螺栓结构与四个万向轮固定座72连接固定,所述四个万向轮固定座72通过螺栓结构两前两后地连接固定在底板51的下方;具体的,所述驱动轮组件73为集成式组件,驱动轮组件中轮毂、轮轴、直流伺服电机和光电编码器集成式安装为一体,所述两个驱动轮组件73通过各自的驱动轮独立悬挂装置74安装在底板51的下方;具体的,所述两套驱动轮独立悬挂装置74镜像地设置在底板51下方的两侧,所述驱动轮独立悬挂装置74包括摆杆组件75、销轴(图中未示出)、摆杆支座741和减振器组件76。其中,摆杆组件75包括驱动轮固定座751和摆杆752,所述驱动轮组件73的轮轴穿过驱动轮固定座751下方的通孔并通过锁紧螺母将两者连接固定,所述驱动轮固定座751的上方通过螺栓结构与所述摆杆752的一端连接固定;所述摆杆722的另一端设置有通孔,所述销轴穿过所述通孔后其两端铰接于所述摆杆支座741上;所述摆杆支座741通过螺栓结构连接固定在底板51的下方;其中,所述减振器组件76包括弹簧油压减振器761、上固定座762和下固定座763,所述上固定座762通过螺栓结构连接固定在所述中间板52的下方,所述下固定座763通过螺钉连接固定在摆杆752的中间位置,所述弹簧油压减振器761穿过底板52上预留的通孔且其两端分别与上固定座762和下固定座763铰接;特别的,当地面有起伏不平时,减振器组件76受到拉伸或者压缩而起到减振的作用;具体的,所述紫外线产生装置511通过螺钉连接固定在底板52的下方,通过紫外线产生装置511的汞灯发射出短波紫外线直接照射附近地面进行消毒。需要说明的是,短波紫外线是指波长为200~275nm的紫外线,短波紫外线可以破坏细菌dna结构,使之失去繁殖和自我复制的功能从而达到杀菌消毒的目的。

具体的,底板51的上方设置有充电装置512、工控机513和驱动器514;所述充电装置512设置在底板51的后方,所述充电装置512为中间板52上的锂电池521提供充电接口,其充电接口穿过后挡板上的开槽露出;所述工控机513设置在底板51的中间位置,所述工控机513是机器人各类信息处理的中枢;所述驱动器514设置在底板51的前方,负责向消毒机器人各机构的直流伺服电机发送控制指令。。

具体的,中间板52的上方设置有锂电池521、激光雷达组件54,激光雷达挡板522;所述锂电池521设置在中间板52的中间位置,主要为消毒机器人提供24v的直流电源;所述激光雷达组件54设置在中间板52的正前方,激光雷达组件54包括激光雷达541和激光雷达固定板542,所述激光雷达541通过螺钉连接固定在激光雷达固定板542上,所述激光雷达固定板542通过螺栓结构连接固定在中间板52的下方,所述激光雷达541的扫描部分从中间板52的圆形孔中穿过并露出,激光雷达组件54通过激光扫描的方式来建立环境地图;所述激光雷达挡板522通过螺栓结构连接固定在中间板52上,所述激光雷达挡板522用于防止激光雷达组件54扫描到机体内部的空间。

具体的,顶板53的上方设置有操作面板531,所述操作面板531通过螺钉连接固定在顶板53的后方,所述操作面板531为用户提供机器人操作的按钮和旋钮,包括急停按钮、启动按钮、停止按钮和消毒模式旋钮。

其中,所述外侧挡板组件6包括由上部前挡板61、下部前挡板62、左挡板63、右挡板64、后挡板65围绕组成的外侧挡板结构和镶嵌在外侧挡板结构上的环形指示灯66以及传感器组件67。具体的,所述上部前档板61、下部前挡板62和后挡板64通过多个l形连接件68与左挡板63和右挡板64连接,并通过螺钉加以固定,从而形成一个整体的外侧挡板结构;所述l形连接件68的上部通过螺钉分别与中间板52和顶板53连接固定;具体的,所述左挡板63和右挡板64的中间位置设有安装环形指示灯66的圆形凹槽,所述环形指示灯66镶嵌在所述的圆形凹槽中并通过螺钉加以固定,环形指示灯66可通过不同的灯光效果指示机器人所处的工作状态,让用户直观地了解机器人的运行情况;具体的,所述传感器组件67包括六个超声波传感器671和两个防跌落传感器672。所述六个超声波传感器671用于探测机器人前后的障碍物,其中三个设置在下部前挡板61上,另外三个设置在后挡板65的上方;所述两个防跌落传感器672用于探测地形的状况,分别固定在下部前挡板61和后挡板65下方边缘的中间位置。

图7是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人箱体模块半剖视图,所述箱体模块4包括wifi设备41、箱体组件42和臭氧产生装置43,所述wifi设备41设置在箱体组件42的上方,所述臭氧产生装置43设置在箱体组件42的内部。具体的,箱体组件42包括箱体421、顶盖422和扬声器423,所述箱体421通过螺栓结构连接固定在所述顶板53上,所述顶盖422通过螺栓结构连接固定在所述箱体421上,所述扬声器423设置在箱体421预留的孔位中并通过螺栓结构加以固定,所述扬声器用于向用户播放语音提示;具体的,所述wifi设备41包括wifi天线411和wifi主机412,所述wifi主机412通过螺钉连接固定在顶盖422的下方,所述wifi天线411的下方穿过所述顶盖422上的通孔与wifi主机相连,wifi设备用于与移动设备终端如手机、平台电脑和遥控板等进行通讯,用户可以通过手机了解机器人的运行状况,遇到障碍物无法清理时可通过遥控板远程控制机械臂机构2进行清障;具体的,所述臭氧产生装置43通过螺钉连接固定在顶板53上,臭氧产生装置43包括进气口护罩431、气泵进气管432、离心式气泵433、气泵排气管434、臭氧发生器435和臭氧排气管(图中未示出)。所述进气口护罩431通过螺栓结构连接固定在箱体421上,进气口护罩431能防止体积较大的物件被误吸入到臭氧产生装置43中;所述气泵进气管432、离心式气泵433、气泵排气管434和臭氧发生器435依次连接,在离心式气泵433旋转叶轮的带动下,气流经进气口护罩431和气泵进气管432进入叶片空间,在惯性力的作用下,气流沿半径方向离开叶轮空间,并从气泵排气管434流出,继而进入臭氧发生器435;臭氧发生器435通过高压电晕放电的方式,使空气中的氧气分解聚合为臭氧,所述臭氧排气管一端与臭氧发生器435的臭氧出气口相连,另一端依次穿过顶板53和中间板52上的通孔后与底板51上设有的臭氧出气口相连。臭氧发生器435生成的臭氧通过臭氧排气管排放到底板下方的空间中,对附近地面进行臭氧消毒。需要说明的是,臭氧是一种强氧化剂,臭氧消毒属于化学方式消毒,臭氧消毒主要通过一下几个方式灭菌:第一,臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡;第二,臭氧直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和dna、rna,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡;第三,臭氧透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。

该机身机构1提供了短波紫外线消毒、臭氧消毒和短波紫外线联合臭氧消毒三种消毒方式,消毒方式更加多样化,运用物理和化学相结合的方法进行消毒,显著提高了消毒效果;同时,激光雷达可将其通过激光扫描建立的环境地图反馈到工控机,工控机根据激光雷达以及传感器组件的反馈,自主规划越障、避障的消毒路径。当障碍物过大无法越障和避障时,环形指示灯67和扬声器423会通过声色提示用户处理,同时信息会通过wifi设备41传递到用户的移动终端,用户无法及时到现场处理时,可通过机械臂机构2的遥控板远程遥控机械臂机构进行清障,显著减轻清洁人员的劳动强度;底盘机构采用轮式移动平台,与腿足式和履带式移动平台相比,具有运动速度快、运行平稳、噪声低等优良特性,更适于在室内环境下搭载各种作业装置完成服务任务。

图8是本发明实施例中室内轮式移动消毒机器人机械臂机构的三维结构视图,所述机械臂机构2包括肩关节组件9、大臂结构件10、肘关节组件11、小臂结构件12和腕关节组件13。具体的,本六自由度机械臂为串联式机械臂,所述肩关节组件9、大臂结构件10、肘关节组件11、小臂结构件12和腕关节组件13依次连接后再作为一个总体与机身机构3连接。

图9是本发明实施例中机械臂机构肩关节组件的三维结构视图,所述肩关节组件9包括肩关节俯仰组件91、肩关节结构件92以及肩关节偏摆组件93。其中,肩关节俯仰组件91包括肩关节俯仰直流伺服电机组件911和肩关节俯仰谐波减速器组件912;具体的,直流伺服电机组件911的输出轴与肩关节俯仰谐波减速器组件912的波发生器连接;具体的,肩关节俯仰谐波减速器组件912的肩关节俯仰刚轮通过螺栓连接固定在机身机构3上,肩关节俯仰柔轮通过螺钉与肩关节结构件92固定。其中,肩关节偏摆组件93包括肩关节偏摆直流伺服电机组件931、肩关节偏摆直齿轮传动组件932、肩关节偏摆谐波减速器组件933和肩关节转轴组件934;具体的,肩关节偏摆直流伺服电机组件931的外壳通过螺钉固定在肩关节结构件92上,其输出轴通过肩关节偏摆直齿轮传动组件带组件932将动力传递到肩关节偏摆谐波减速器组件933的肩关节偏摆波发生器输入轴;肩关节偏摆减速器组件933的肩关节偏摆刚轮通过螺栓连接固定在肩关节结构件92上,肩关节偏摆柔轮通过螺栓连接固定在大臂结构件10上端的一侧;具体的,肩关节转轴组件934由肩关节转轴、肩关节滚动轴承以及肩关节轴承端盖组成;大臂结构件10的上端另一侧通过螺钉与肩关节转轴连接固定,肩关节转轴的轴颈处与肩关节轴承内圈配合,肩关节轴承外圈再与肩关节结构件92的轴承孔配合,并通过肩关节轴承端盖压紧肩关节轴承的外圈,肩关节轴承端盖的外缘通过螺钉连接固定在肩关节结构件92上。

图10是本发明实施例中机械臂机构肘关节组件的三维结构视图,所述肘关节组件11包括肘关节滚转组件111、肘关节结构件112和肘关节俯仰组件113。其中,肘关节结构件112包括肘关节第一结构件1121和肘关节第二结构件1122,两者相互连接。其中,肘关节滚转组件111包括肘关节滚转直流伺服电机组件1111和肘关节滚转谐波减速器组件1112;具体的,肘关节滚转直流伺服电机组件1111的外壳通过螺钉与大臂结构件10的下端连接固定,肘关节滚转直流伺服电机组件1111的输出轴与肘关节滚转谐波减速器1112的肘关节滚转波发生器连接;具体的,肘关节滚转谐波减速器1112的肘关节滚转刚轮通过螺钉连接固定在大臂结构件10上,肘关节滚转柔轮通过螺钉与肘关节第一结构件1121连接固定。其中,肘关节俯仰组件113包括肘关节俯仰直流伺服电机组件1131、肘关节俯仰直齿轮传动组件1132、肘关节俯仰谐波减速器组件1133和肘关节转轴组件1134;具体的,肘关节俯仰直流伺服电机组件1131的外壳通过螺钉固定在肘关节第一结构件1121上,其输出轴通过肘关节俯仰直齿轮组件1132将动力传递到肘关节俯仰谐波减速器组件1133的肘关节波发生器输入轴上;肘关节俯仰谐波减速器组件1133的肘关节俯仰钢轮通过螺钉连接固定在肘关节第一结构件1121上,肘关节俯仰柔轮通过螺钉连接固定在肘关节第二结构件1122上;肘关节转轴组件1134的转轴通过键连接结构与肘关节第一结构件1121连接固定;具体的,肘关节转轴组件1134由肘关节转轴、肘关节滚动轴承以及肘关节轴承端盖组成;肘关节转轴的轴颈处与肘关节轴承内圈配合,肘关节轴承外圈再与肘关节第二结构件1122的轴承孔配合,并通过肘关节轴承端盖压紧轴承的外圈,肘关节轴承端盖的外缘通过螺钉连接固定在肘关节第一结构件1121上。其中,肘关节第二结构件1132通过螺钉与小臂结构件12上端连接固定。

图11是本发明实施例中机械臂机构腕关节组件的三维结构视图,所述腕关节组件13包括腕关节滚转组件131、腕关节结构件132、腕关节俯仰组件133和执行连接组件134。其中,腕关节滚转组件131包括腕关节滚转直流伺服电机组件1311和腕关节滚转谐波减速器组件1312;具体的,腕关节滚转直流伺服电机组件1311的输出轴与腕关节滚转谐波减速器组件1312的腕关节滚转波发生器连接;具体的,腕关节滚转谐波减速器组件1312的腕关节滚转刚轮通过螺钉与小臂结构件12下端连接固定,腕关节滚转柔轮通过螺钉与腕关节结构件132连接固定。其中,腕关节俯仰组件133包括腕关节俯仰直流伺服电机组件1331、腕关节俯仰直齿轮传动组件1332、腕关节俯仰联轴器1333和腕关节转轴组件1334;具体的,腕关节俯仰直流伺服电机组件1331的外壳通过螺钉固定在腕关节结构件1332上,其输出轴通过腕关节俯仰直齿轮传动组件1332将动力传递到腕关节俯仰从动直齿轮的输出轴上,输出轴与腕关节俯仰联轴器1333连接;具体的,腕关节组件1334由腕关节转轴、腕关节滚动轴承以及腕关节轴承端盖组成;执行连接组件134一端通过执行连接组件轴承与从动同步轮的输出轴连接,并通过执行连接组件轴承端盖压紧执行连接组件轴承的外圈,执行连接组件轴承端盖的外缘通过螺钉连接固定在执行连接组件134上。执行连接组件134另一端通过螺钉与腕关节俯仰联轴器1333和腕关节转轴连接固定,腕关节转轴的轴颈与腕关节轴承内圈配合,腕关节轴承外圈再与腕关节结构件132的轴承孔配合,并通过腕关节轴承端盖压紧腕关节轴承的外圈,腕关节轴承端盖的外缘通过螺钉连接固定在腕关节结构件132上。

需要说明的是,直流伺服电机组件由直流伺服电机、行星齿轮减速器和光电编码器组成,三者为同轴一体式结构。各直流伺服电机根据伺服驱动器提供的指令进行动作。

需要说明的是,谐波减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成,谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新型传动结构,它是利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波,引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动。这种传动与一般的齿轮传递具有本质上的差别,在啮合理论、集合计算和结构设计方面具有特殊性。谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力等优点,和普通减速器相比,由于使用的材料要少50%,其体积及重量至少减少1/3。

需要说明的是,所述肩关节偏摆直齿轮传动组件932包括相互啮合的肩关节偏摆主动直齿轮和肩关节偏摆从动直齿轮,肩关节偏摆主动直齿轮为输入端,肩关节偏摆从动直齿轮为输出端;所述肘关节俯仰直齿轮传动组件1132包括相互啮合的肘关节俯仰主动直齿轮和肘关节俯仰从动直齿轮,肘关节俯仰主动直齿轮为输入端,肘关节俯仰从动直齿轮为输出端;所述腕关节俯仰直齿轮传动组件1332包括相互啮合的腕关节俯仰主动直齿轮和腕关节俯仰从动直齿轮,腕关节俯仰主动直齿轮为输入端,腕关节俯仰从动直齿轮为输出端。直齿轮传动具有减速比恒定、传递扭矩大等优点,可有效避免同步带传动时皮带易松弛、易磨损等不足。

本发明实施例中机械臂机构2有六个自由度,也就是六轴。其中,肩关节俯仰自由度为第一轴,肩关节偏摆自由度为第二轴,肘关节滚转自由度为第三轴,肘关节俯仰自由度为第四轴,腕关节滚转自由度为第五轴,腕关节俯仰自由度为第六轴。其中,第一、三、五轴采用“直流伺服电机→行星齿轮减速器→谐波减速器→被驱动部件”的驱动方式,第二、四轴采用“直流伺服电机→行星齿轮减速器→直齿轮传动→谐波减速器→被驱动部件”的驱动方式,第六轴采用“直流伺服电机→行星齿轮减速器→直齿轮传动→被驱动部件”的驱动方式。

所述机械臂机构2的肩关节组件9、大臂结构件10、肘关节组件11、小臂结构件12和腕关节组件13依次串联连接,仿人的关节构型使机械臂结构紧凑且传动性能好;直流伺服电机组件的设置,使用户可根据需要对各轴的运动进行控制;行星齿轮减速器和谐波减速器组件的设置,降速的同时提高了输出的扭矩,极大程度地提高机械臂的动作精度;直齿轮传动具有减速比恒定、传递扭矩大等优点,可有效避免同步带传动时皮带易松弛、易磨损等不足。

本发明提供了一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人,该室内轮式移动消毒机器人有三种消毒模式,消毒方式多样,显著提高消毒小狗;用户可通过操作面板人工选择消毒方式,也可通过移动终端app选择消毒方式;其底盘系统为轮式的移动平台,运行平稳、噪声低;传感与控制组件之间的相互配合,使该室内移动消毒机器人可自主规划越障、避障的路线。当遇到特殊情况如障碍物过大无法越障、避障时,消毒机器人会通过声色方式提示用户,同时会将信息传递到用户的移动终端app,用户可收到信息后到现场处理。当用户无法及时到现场时,可启用机械臂机构进行远程清障,该机械臂机构仿人的关节构型可搭载各种作业装置,完成各种动作,显著减轻了清洁人员的劳动强度。可见,该室内轮式移动消毒机器消毒方式多样、智能化和自动化程度高,且人机交互强。

另外,以上对本发明实施例所提供的一种具有六轴机械臂的室内轮式移动消毒机器人进行了详细介绍,本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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