一种水陆两栖垃圾捡拾机器人的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于机器人领域，具体是涉及一种水陆两栖垃圾捡拾机器人。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高，人们享受生活的形式也越来越多，出门旅游越来越多的被人们所接受，尤其是一些湖泊或者海滩景区是人们选择最多的地方，但是这也带来了大量的垃圾，再加之由于垃圾呈现不均匀分布，这就加重了景区环卫工人的劳动量，同时也破坏了景区生态环境。
[0003]目前市场上还没有较为成熟的水陆两栖垃圾捡拾机器人这种产品，而一些高校和科研院所对这方面的研究也很少，目前不能很好的解决景区的环卫问题，所以很有必要设计一种捡拾效率高、捡拾精度高的水陆两栖垃圾捡拾机器人来解决现有问题。
【发明内容】
[0004]本发明是为了实现对垃圾的精确、彻底、高效率的捡拾，以解决目前现有机器人捡拾效率低、捡拾不彻底，且自动化程度较低，需要人工的操作的现状。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:在车身上安装行走机构、机械臂、多自由度机械手、平衡机构、高精度摄像头、控制系统等，操纵者可以通过高精度摄像头观察到垃圾的所在，并控制垃圾捡拾机器人使其达到垃圾的位置，通过控制机械臂和多自由度机械手，精确的抓取垃圾并放入车身后部的垃圾箱中，考虑到在水中作业时由于波浪作用的缘故，故采用平衡机构对垃圾捡拾机器人进行实时平衡调节。
[0006]本发明的具体方案是:车身以隔板分为上、下层，平衡传感器安放在隔板的四角处，主要用于垃圾捡拾机器人平衡的监控，驱动马达二通过固定座以螺栓连接在隔板上，主动杆的一端连接在驱动马达二的转轴上，连杆的一端通过铰链与主动杆的另一端连接，从动杆的一端通过焊接连接在支腿上，连杆的两端分别通过铰链与主动杆和从动杆的一端连接，主动杆、连杆、从动杆左右对称放置，通过驱动马达二、主动杆、连杆和从动杆的作用，在陆地上作业时能够对支腿进行锁定，减小其摆动;在进入水中，通过使支腿转动减小履带的侵入水中的高度，以减小在水中所受的阻力，控制系统放置在隔板的中部，实现对整个垃圾捡拾机器人的控制。垃圾箱设置在车身的后部，可以实现垃圾的存储，其中移动面板的伸出端与液压缸三形成移动副，可实现对垃圾的压缩，提高工作的持续时间。垃圾箱侧盖与车身后端开设的槽口形成移动副，方便垃圾的取出。平衡机构安放在隔板的下部，可以调节垃圾捡拾机器人在水中作业时的稳定性，满足精确捡拾的要求，其中平衡马达数量为两个，分别与水平导槽和竖直导槽形成移动副。导杆一的一端通过联轴器连接在平衡马达的转轴上并与平衡配重形成螺旋副，另一端与支架形成转动副，导杆二的一端通过联轴器连接在平衡马达的转轴上并与平衡配重形成螺旋副，另一端与支架形成转动副。行走机构安装在车身的左右两侧，主要用于陆地和水中推动垃圾捡拾机器人前进，其中前后四个主动轮和中间两个从动轮通过螺栓与支腿连接，连接杆数量为两个，与左、右三个支腿形成转动副，履带安装在车轮上，其中主动轮中内置驱动马达一，转轴通过联轴器与驱动马达一的转轴连接，飞轮和齿轮一通过键连接在转轴上，齿轮二与齿轮一形成外啮合，内齿轮与齿轮二内啮合。叶片与滑块通过螺栓连接在一起，滑块与转轴形成螺旋副，弹簧的一端固连在刚性轮上另一端固连在滑块上。上面板通过螺栓连接在车身上。车身和伸缩臂的前端安装有高精度摄像头，主要用于对周围环境成像和对垃圾的精确定位，转动马达安装在转向台内，可以使机械臂360°旋转，机械臂一连在转动马达的转轴上，机械臂二通过铰链与机械臂一连接，机械臂三通过铰链与机械臂二连接，液压缸一的一端通过铰链连接在机械臂三上，另一端通过铰链连接在机械臂二，液压缸二的一端通过铰链连接在机械臂二上，另一端通过铰链连接在机械臂一上，伸缩臂与液压缸形成移动副，可进一步使机械臂的工作半径加长，机械手放置在伸缩臂的前端，其中机械手的三个手指分别与伸缩臂形成转动副，主要用于打捞和抓取垃圾。
[0007]本发明的有益效果是:本发明的动力源、行走机构、抓取机构、平衡机构、内置垃圾箱等全部安装在车身上，且一个人就可以操纵垃圾捡拾机器人完成垃圾的捡拾;在水中作业时，车轮和履带可以在驱动马达二和连杆机构的作用下进行一定高度的提升，减小所受阻力；本垃圾捡拾机器人采用了平衡调节机构，通过平衡传感器可以监控垃圾捡拾机器人的姿态，控制平衡机构使垃圾捡拾机器人保持平衡，以解决由于水中波浪的作用会使垃圾捡拾机器人上下振动，不能精确地对垃圾进行抓取的状况;本发明采用了可压缩垃圾箱，当垃圾达到一定数量后移动面板会对垃圾进行压缩，提高垃圾箱的存储率，以此来提高垃圾捡拾机器人持续工作时间；蓄电池通过螺栓安装在隔板上侧，给垃圾捡拾机器人提供相应的动力;此外抓取机构的机械臂使用液压控制，具有较大的抓取重量，并且其机械手由三个手指组成，手指分为转动关节和夹持关节，转动关节可以相对于伸缩臂转动，夹持关节可以完成对不同类型、不同形状垃圾的捡拾。
【附图说明】
[0008]图1是一种水陆两栖垃圾捡拾机器人的主剖视图；
[0009]图2是一种水陆两栖垃圾捡拾机器人的俯剖视图；
[0010]图3是主动轮的主剖视图；
[0011 ]图4是平衡机构的俯视图；
[0012]图5是A-A视图；
[0013]图6是机械手指的结构简图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
[0015]装置布置请参阅图1、图2、图3、图4、图5。工作过程:垃圾捡拾机器人在陆地上作业时，操纵者通过垃圾捡拾机器人车身8前端的高精度摄像头10观察到周围环境中垃圾的位置，通过控制装置使行走机构I中四个主动轮30的驱动马达一 38转动，带动安装在转轴39上的飞轮40转动，从而带动主动轮30转动，履带4安装在主动轮30和从动轮3上，主动轮30的转动带动履带4与地面接触，使垃圾捡拾机器人向垃圾的位置移动，当到达垃圾的位置后，驱动马达一 38停止转动，垃圾捡拾机器人主动轮30停止运动。操纵者通过车身8前端的高精度摄像头1和伸缩臂13前端的高精度摄像头1确定垃圾的位置，通过控制液压缸一 15和液压缸二 17伸缩实现机械臂二 16和机械臂三14的顶出与回缩，到达垃圾的上方。根据垃圾的类型机械手指12的转动关节52和夹持关节53在人工辅助下变换不同的抓取方式，对于块状、杆状的等可以使用两个机械手指12的组合来捡拾垃圾，对于圆柱状的等可以使用三个机械手指12来抓取。如果垃圾捡拾机器人四周也有垃圾，通过转向台20中的旋转马达19的转动从而带动机械臂一 18转动，便可实现垃圾捡拾对机器人四周垃圾的抓取，不需要再次垃圾捡拾移动机器人。此外当垃圾距离垃圾捡拾机器人一定距离并处于捡拾范围内时，通过伸缩臂13的伸长，也可以使机械手11抓取到垃圾。当机械手抓取到垃圾后，转动马达19转动，控制机械臂二 16和机械臂三14使机械手11移动到车身8后部的垃圾箱上盖27上方，被抓取的垃圾在机械手11作用下放入垃圾箱29中，当垃圾箱29中的垃圾达到一定数量时，移动面板26随着固定在隔板7上的液压缸三24的移动而移动，对捡拾的垃圾进行压缩，提高垃圾箱29的利用率，延长垃圾捡拾机器人的持续工作时间。
[0016]在水中作业时，当垃圾捡拾机器人进入水中后，控制装置通过控制安装在隔板7上的固定座9中的驱动