液体加注机器人和移动式液体加注设备的制作方法

文档序号:31178839发布日期:2022-08-17 10:35阅读:53来源:国知局
液体加注机器人和移动式液体加注设备的制作方法

1.本发明涉及农用机械技术领域,尤其是涉及一种液体加注机器人和移动式液体加注设备。


背景技术:

2.在农业机械化生产过程中,由于作业范围较广,需要多次给农机装备加注和补给液体,如农药、液体肥等。现有的技术中,这些液体的加注和补给主要是由人工完成,并且由人工选择和控制注入量。
3.由人工进行液体加注和补给操作会存在如下问题:(1)在农药、液体肥等液体的加注和补给环境中进行较长时间作业,人体易受到侵蚀,严重时会对人的生命安全造成威胁;(2)作业效率较低,加注和补给时间比较长,得费时费力。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种液体加注机器人和移动式液体加注设备,保证人体安全,节省人力成本,加注效率更高。
5.第一方面,本发明提供一种液体加注机器人,包括机械臂、补偿旋转机构和管道;
6.所述机械臂包括底座机构、第一伸缩臂和第二伸缩臂,所述第一伸缩臂的第一端可转动地连接于所述底座机构,所述第二伸缩臂的第一端连接于所述第一伸缩臂的第二端,且所述第二伸缩臂能够在所述第一伸缩臂的带动下沿竖直方向移动以及相对于所述底座机构转动;
7.所述补偿旋转机构可转动地连接于所述第二伸缩臂的第二端,且能够在所述第二伸缩臂的带动下沿水平方向移动;
8.所述管道的进液端用于连接液源,所述管道的出液端穿设于所述补偿旋转机构,能够随所述补偿旋转机构相对于所述底座旋转和移动,以向待补给设备加液。
9.在可选的实施方式中,所述补偿旋转机构包括安装架、驱动件和定位识别单元;
10.所述安装架可转动地连接于所述第二伸缩臂的第二端,其中,所述安装架设有安装孔,所述管道的出液端穿设于所述安装孔;
11.所述驱动件能够根据所述定位识别单元的定位信号驱动所述安装架相对于所述第二伸缩臂转动,以将所述管道的出液端运送至所述待补给设备的进液口。
12.在可选的实施方式中,所述补偿旋转机构还包括第一转向限位部和第二转向限位部,所述第一转向限位部和所述第二转向限位部间隔设置于所述安装架,所述第一转向限位部或所述第二转向限位部能够可选择性地与所述第二伸缩臂抵持,以限制所述安装架相对于所述第二伸缩臂的转向角度。
13.在可选的实施方式中,所述第一伸缩臂包括第一驱动段和第一移动段,所述第一驱动段的一端可转动地连接于所述底座机构,所述第一移动段滑动配合于所述第一驱动段,且能够在所述第一驱动段的驱动下沿竖直方向移动,所述第二伸缩臂的第一端连接于
所述第一移动段远离所述第一驱动段的一端。
14.在可选的实施方式中,所述第一驱动段包括第一伸缩驱动件和第一管体,所述第一移动段包括第二管体,所述第一管体的一端可转动地连接于所述底座机构,所述第一管体和所述第二管体滑动嵌套,所述第一伸缩驱动件与所述第二管体传动连接,以驱动所述第二管体移动。
15.在可选的实施方式中,所述第一管体远离所述底座机构的一端的内壁设有周向间隔分布的至少两个第一内滑部,每个第一内滑部与所述第二管体的外壁滑动配合,所述第二管体靠近所述底座机构的一端的外壁设有周向间隔分布的至少两个第一外滑部,每个第一外滑部与所述第一管体的内壁滑动配合,其中,所述至少两个第一内滑部和所述至少两个第一外滑部在所述第一管体的周向上依次交错;
16.和/或,
17.所述第一管体的两端的内壁分别设有第一伸缩限位部和第二伸缩限位部,所述第二管体靠近所述底座机构的一端的外壁设有第一缓冲部,所述第一缓冲部能够随着所述第二管体在所述第一伸缩限位部和所述第二伸缩限位部之间移动,以选择性地与所述第一伸缩限位部或所述第二伸缩限位部抵持,从而限制所述第二管体的移动距离。
18.在可选的实施方式中,所述第二伸缩臂包括第二驱动段和第二移动段,所述第二驱动段的一端连接于所述第一伸缩臂的第二端,所述第二移动段滑动配合于所述第二驱动段,且能够在所述第二驱动段的驱动下沿水平方向移动,所述补偿旋转机构可转动地连接于所述第二移动段远离所述第二驱动段的一端,所述管道上靠近所述出液端的部位固定于所述第二移动段。
19.在可选的实施方式中,所述第二驱动段包括第二伸缩驱动件和第三管体,所述第二移动段包括第四管体,所述第三管体的一端连接于所述第一伸缩臂的第二端,所述第三管体和所述第四管体滑动嵌套,所述第二伸缩驱动件与所述第四管体传动连接,以驱动所述第四管体移动。
20.在可选的实施方式中,所述第三管体远离所述第一伸缩臂的第一端的内壁设有周向间隔分布的至少两个第二内滑部,每个第二内滑部与所述第四管体的外壁滑动配合,所述第四管体靠近所述第一伸缩臂的第一端的外壁设有周向间隔分布的至少两个第二外滑部,每个第二外滑部与所述第三管体的内壁滑动配合,其中,所述至少两个第二内滑部和所述至少两个第二外滑部沿所述第三管体的周向依次交错;
21.和/或,
22.所述第四管体的两端的外壁分别设有第三伸缩限位部和第四伸缩限位部,所述第三管体靠近所述第一伸缩臂的第一端的内壁设有第二缓冲部,所述第三伸缩限位部和所述第四伸缩限位部能够随着所述第四管体移动,以可选择性地与所述第二缓冲部抵持,从而限制所述第四管体的移动距离。
23.在可选的实施方式中,所述液体加注机器人还包括储放机构,所述储放机构连接于所述第一伸缩臂的第二端,用于收容所述管道。
24.在可选的实施方式中,所述储放机构包括盒体,所述盒体包括依次连接底壁、侧壁和顶壁,所述侧壁设有第一开口,所述底壁设有第二开口,所述管道收容于所述盒体,且所述管道的出液端自所述第一开口伸向所述补偿旋转机构,所述管道自所述第一开口伸出的
部分固定于所述第二伸缩臂的第二端,以在所述第二伸缩臂的带动下收容于所述盒体或从所述盒体中牵出,所述管道的进液端自所述第二开口伸出,以连接液源。
25.在可选的实施方式中,所述储放机构还包括第一固定夹和第二固定夹,所述第一固定夹连接于所述第二伸缩臂的第二端,以将所述管道,所述第二固定夹连接于所述底壁,以将所述管道用于穿设所述第二开口的部位固定于所述底壁。
26.在可选的实施方式中,所述储放机构还包括滑轮支撑组件,所述滑轮支撑组件包括排布于所述底壁上的多个滑轮,所述管道位于所述盒体内的部分搁置于所述滑轮支撑组件上。
27.在可选的实施方式中,所述底座机构包括安装底座和旋转驱动件,所述第一伸缩臂的第一端可转动地连接于所述安装底座,所述旋转驱动件与所述第一伸缩臂传动连接,以驱动所述第一伸缩臂相对于所述安装底座转动;
28.和/或,
29.所述第一伸缩臂的第二端固定有横向支撑台,所述第二伸缩臂连接于所述横向支撑台。
30.第二方面,本发明提供一种移动式液体加注设备,包括:移动主体、液源和前述实施方式任一项所述的液体加注机器人;所述液源和所述液体加注机器人设置于所述移动主体上。
31.本发明实施例的液体加注机器人和移动式液体加注设备,在待补给设备需要加注液体时,通过第一伸缩臂的伸缩可以实现管道高度的调节,通过第一伸缩臂相对于底座机构的转动以及第二伸缩臂的伸缩可以实现管道与待补给设备水平距离的调节,通过补偿旋转机构相对于第二伸缩臂的转动可以对管道与待补给设备的加液口之间位置的微调,精度更高,更容易使管道的出液端对准待补给设备的加液口,从而使得管道的出液端能够伸入待补给设备的加液口中,最终实现向待补给设备加注补给液体的功能,在加注补给过程中可以使人体远离农药、汽油等液体,避免人体受到侵蚀,保证人体安全,同时能够节省人力成本,加注效率更高。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
33.图1为本发明实施例液体加注机器人的示意图;
34.图2为图1中底座机构的示意图;
35.图3为图1中第一伸缩臂的纵截剖视图;
36.图4为图3中第一管体和第二管体的横截剖视图;
37.图5为图3中的a部放大图;
38.图6为图3中的b部放大图;
39.图7为图1中第二伸缩臂的纵截剖视图;
40.图8为图7中第三管体和第四管体的横截剖视图;
41.图9为图7中的c部放大图;
42.图10为图7中的d部放大图;
43.图11为另一实施例中第二伸缩臂的横截局部剖视图;
44.图12为图1中补偿旋转机构的示意图;
45.图13为图1中补偿旋转机构和第二伸缩臂的局部视图;
46.图14为图1中储放机构的示意图。
47.图标:100-机械臂;110-底座机构;111-安装底座;113-旋转驱动件;1130-第一电机;1132-轴承;1134-第一减速器;115-第一限位开关;117-拖链;119-支撑钣金;130-第一伸缩臂;131-第一伸缩驱动件;1310-第二电机;1312-第二减速器;1314-第一丝杠;1316-第一丝杠螺母;133-第一管体;1330-第一内滑部;1332-第一伸缩限位部;1334-第二伸缩限位部;135-第二管体;1350-第一外滑部;1352-第一缓冲部;136-第一固定护罩;137-第一伸缩护罩;138-第二限位开关;139-横向支撑台;150-第二伸缩臂;151-第二伸缩驱动件;1510-第三电机;1512-第三减速器;1514-第二丝杠;1516-第二丝杠螺母;153-第三管体;1530-第二内滑部;1532-第三伸缩限位部;1534-第四伸缩限位部;155-第四管体;1550-第二外滑部;1552-第二缓冲部;156-第二固定护罩;157-第二伸缩护罩;158-第三限位开关;300-补偿旋转机构;310-安装架;312-上支撑板;3120-固定槽;314-下支撑板;316-旋转连接件;318-调整基座;330-驱动件;331-第四电机;332-第四减速器;334-第一转向限位部;336-第二转向限位部;338-第四限位开关;350-定位识别单元;500-管道;510-进液端;530-出液端;700-储放机构;710-盒体;711-侧壁;7110-第一开口;713-底壁;7130-第二开口;730-第一固定夹;750-第二固定夹;770-滑轮支撑组件;780-管道导向块;790-线槽;792-伸缩拖链。
具体实施方式
48.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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
49.因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
50.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
51.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该机构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
53.在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
55.本发明实施例提供了一种移动液体加注设备,其包括移动主体以及设置于移动主体上的液源和液体加注机器人,液源可以是储放有农药、液化肥、汽油等液体的容器,例如液罐;移动主体可以是能够承载液罐等液源以及液体加注机器人的车辆,其能够带着液源和液体加注机器人一起移动,从而驶向待补给设备。待补给设备可以是例如收割机、喷药机等农机装备,当然也可以是其他需要补给液体的工程装备。
56.请参考图1,液体加注机器人包括机械臂100、补偿旋转机构300和管道500。机械臂100包括底座机构110、第一伸缩臂130和第二伸缩臂150,第一伸缩臂130的第一端可转动地连接于底座机构110,第二伸缩臂150的第一端连接于第一伸缩臂130的第二端,且所述第二伸缩臂150能够在第一伸缩臂130的带动下沿竖直方向移动以及相对于底座机构110转动。补偿旋转机构300可转动地连接于第二伸缩臂150的第二端,且能够在第二伸缩臂150的带动下沿水平方向移动。管道500的进液端510用于连接液源,管道500的出液端530穿设于补偿旋转机构300,能够随补偿旋转机构300相对于底座旋转和移动,以向待补给设备加液。
57.由此,在待补给设备需要加注液体时,通过第一伸缩臂130的伸缩可以实现管道500高度的调节,通过第一伸缩臂130相对于底座机构110的转动以及第二伸缩臂150的伸缩可以实现管道500与待补给设备水平距离的调节,通过补偿旋转机构300相对于第二伸缩臂150的转动可以对管道500与待补给设备的加液口之间位置的微调,精度更高,更容易使管道500的出液端530对准待补给设备的加液口,从而使得管道500的出液端530能够伸入待补给设备的加液口中,最终实现向待补给设备加注补给液体的功能,在加注补给过程中可以使人体远离农药、汽油等液体,避免人体受到侵蚀,保证人体安全,同时能够节省人力成本,加注效率更高。
58.请参考图2,底座机构110包括安装底座111和旋转驱动件113,安装底座111用于固定在工作场景的载体上,例如上述的移动主体,第一伸缩臂130的第一端可转动地连接于安装底座111,旋转驱动件113与第一伸缩臂130传动连接,以驱动第一伸缩臂130相对于安装底座111转动。
59.旋转驱动件113包括第一电机1130,该第一电机1130直接或间接地与第一伸缩臂130的第一端连接,例如,驱动件330还包括轴承1132和第一减速器1134,第一减速器1134于安装底座111的底部,第一电机1130固定于第一减速器1134的底部,第一电机1130的输出轴与第一减速器1134的输入轴连接,第一减速器1134的输出轴可转动地穿设于安装底座111,并与第一伸缩臂130连接,轴承1132的外圈固定于安装底座111上,内圈则与第一减速器
1134的输出轴固定,由此,在第一电机1130转动时,即可带动第一伸缩臂130转动。
60.通常,第一电机1130的转动或停止由控制器进行控制,控制器可以为集成于移动式液体加注设备的控制主板上的中央处理器(central processing unit,cpu),可以配置相应的操作系统,以及控制接口等,具体地,可以是单片机、dsp(digital signal processing,数字信号处理)、arm(advanced risc machines,arm处理器)等能够用于自动化控制的数字逻辑控制单元,可以将控制指令随时加载到内存进行储存与执行,同时,可以内置cpu指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元,具体可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
61.为了保证驱动件330驱动第一伸缩臂130转动后能够回至初始位置,因此底座机构110还设有第一限位开关115,第一限位开关115用于起作用时将开关信号传输到控制器,使得控制器根据信号来判断当前状态,从而控制和保护机器人正常工作。
62.由于第一电机1130和第一限位开关115分别要有动力电线和信号线进行连接,为了整齐收纳这些线缆,因此底座机构110还包括支撑钣金119和拖链117,支撑钣金119环绕于轴承1132的外周缘,拖链117的一端固定于支撑钣金119,另一端固定于第一伸缩臂130的第一端,线缆收容于拖链117内,从而在第一伸缩臂130转动时能够带动拖链117一起运动,保证动力电线和信号线可靠的电力和信号传输,液体加注机器人可靠作业。
63.第一伸缩臂130包括第一驱动段和第一移动段,第一驱动段的一端可转动地连接于底座机构110,第一移动段滑动配合于第一驱动段,且能够在第一驱动段的驱动下沿竖直方向移动,第二伸缩臂150的第一端连接于第一移动段远离第一驱动段的一端,从而第二伸缩臂150随第一移动段一起移动。
64.请参考图3至图6,第一驱动段包括第一伸缩驱动件131和第一管体133,第一移动段包括第二管体135,第一管体133的一端可转动地连接于底座机构110的安装底座111,第一管体133和第二管体135滑动嵌套,具体而言可以是第一管体133的内径大于第二管体135的外径,从而第二管体135滑动插设于第一管体133内,第一伸缩驱动件131与第二管体135传动连接,以驱动第二管体135移动,以带动第二伸缩臂150在竖直方向移动,进而带动补偿旋转机构300和管道500的出液端530在竖直方向移动。
65.第一伸缩驱动件131包括第二电机1310、第二减速器1312和第一螺旋传动副,第二减速器1312固定于第一管体133,第二电机1310固定于第二减速器1312,且第二电机1310的输出轴与第二减速器1312的输入轴连接,第一螺旋传动副包括第一丝杠1314和第一丝杠螺母1316,第一丝杠1314可转动地设置于第一管体133内,并穿设于第二管体135靠近底座机构110的一端,且与第二减速器1312的输出轴连接,第一丝杠螺母1316螺纹配合于第一丝杠1314,并与第二管体135连接,其中,第一管体133和第二管体135通常为方形管,从而第一管体133和第二管体135相互嵌套配合即可防止第一管体133和第二管体135产生相对转动,以限制第一丝杠螺母1316的转动,由此第二电机1310被控制器控制而转动时,第二电机1310提供的扭矩能够使第一丝杠1314转动,从而使得第一丝杠1314和第一丝杠螺母1316产生相对螺旋运动,进而第一丝杠螺母1316带动第二管体135做直线运动,其中,控制器可以通过控制第二电机1310的转速以及转动时间来控制第二管体135的移动行程和速度,以改变管道500的出液端530的升降速度和转动角度,从而实现闭环控制,自动化程度更高。而且由丝杆带动管体实现伸缩,能减小油缸漏液风险,定位精度高。
66.可以理解的是,虽然上述举例中第一螺旋传动副是位于第一管体133内部,但是在一些实施例中,第一螺旋传动副也可以是位于第一管体133外,例如,第一管体133的周壁设有沿自身轴向延伸的长条状开口,第一丝杠1314对应于该长条状开口可转动地设置于第一管体133外,丝杠螺母则配合于该长条状开口,并与第二管体135的外壁连接。
67.为了降低第二管体135和第一管体133之间的摩擦力以及加强第二管体135移动时的直线度,因此在第一管体133远离底座机构110的一端的内壁设有周向间隔分布的至少两个第一内滑部1330,每个第一内滑部1330与第二管体135的外壁滑动配合,第二管体135靠近底座机构110的一端的外壁设有周向间隔分布的至少两个第一外滑部1350,每个第一外滑部1350与第一管体133的内壁滑动配合,其中,该至少两个第一内滑部1330和该至少两个第一外滑部1350在第一管体133的周向上依次交错,从而第一内滑部1330和第一外滑部1350不会产生干涉,在拆装第一管体133和第二管体135时第二管体135能够顺畅地从第一管体133中取出或进入,方便装配和拆卸,省时省力,而且,由于第一内滑部1330和第一外滑部1350的设置,第二管体135和第一管体133也可以是圆管,只需要在第二管体135的外壁以及第一管体133的内壁分别设置沿自身轴向延伸的滑轨,第一内滑部1330与第二管体135的外壁上的滑轨配合,第一外滑部1350与第一管体133的内壁上的滑轨配合,从而也能起到限制第二管体135和第一管体133相对转动,保证第二管体135的正常移动,起到导向作用,以及降低第二管体135和第一管体133之间摩擦力的效果。
68.为了防止灰尘等脏污进入,因此第一伸缩臂130还包括第一固定护罩136和第一伸缩护罩137,第一固定护罩136罩设于第一管体133的一端和安装底座111之间,从而保护第二电机1310、第二减速器1312以及丝杠等部件。第一伸缩护罩137优选为可产生形变的护罩,例如风琴式护罩,其呈管状,其一端连接于第一管体133远离底座机构110的安装底座111的一端,另一端连接于第二管体135远离底座机构110的安装底座111的一端,从而随着第二管体135相对于第一管体133的移动,第一伸缩护罩137随之伸长或缩短,以避免脏污从第二管体135和第一管体133之间的缝隙进入内部。
69.第一管体133的两端的内壁分别设有第一伸缩限位部1332和第二伸缩限位部1334,第一伸缩限位部1332相对于第二伸缩限位部1334靠近底座机构110,第二管体135靠近底座机构110的一端的外壁设有第一缓冲部1352,第一缓冲部1352能够随着第二管体135在第一伸缩限位部1332和第二伸缩限位部1334之间移动,以选择性地与第一伸缩限位部1332或第二伸缩限位部1334抵持,从而限制第二管体135的移动距离,以避免第二管体135和第一管体133脱离,从而避免第一伸缩臂130出现故障,保证整个液体加注机器人的安全可靠运行。
70.为了保证第二管体135移动后能够回至初始位置,因此在第一管体133内还设有第二限位开关138,该第二限位开关138设置于第一管体133靠近底座机构110的一端的内壁上,且相对于第一伸缩限位部1332远离底座机构110,第二限位开关138起作用时将开关信号传输到控制器,使得控制器根据信号来判断当前状态,从而控制和保护机器人正常工作。
71.当然,在一些实施例中,上述的第一驱动段也可以是一个液压缸的缸体,相应的,第一移动段可以是该液压缸的活塞杆,只要是在控制器的控制下能够实现伸长或缩短的结构均可。
72.第一伸缩臂130的第二端固定有横向支撑台139,即第二管体135远离底座机构110
的一端固定有横向支撑台139,第二伸缩臂150连接于横向支撑台139,以增加第一伸缩臂130和第二伸缩臂150之间的连接刚度。
73.第二伸缩臂150包括第二驱动段和第二移动段,第二驱动段的一端连接于第一伸缩臂130的第二端,即第二驱动段的一端连接于横向支撑台139,第二移动段滑动配合于第二驱动段,且能够在第二驱动段的驱动下沿水平方向移动,补偿旋转机构300可转动地连接于第二移动段远离第二驱动段的一端,由此补偿旋转机构300以及管道500的出液端530随着第二移动段一起在水平方向移动。
74.请参考图7至图10,第二驱动段包括第二伸缩驱动件151和第三管体153,第二移动段包括第四管体155,第三管体153的一端连接于第一伸缩臂130的第二端,第三管体153与第四管体155滑动嵌套,具体而言可以是第三管体153的内径大于第四管体155的外径,从而第四管体155滑动插设于第三管体153内,第二伸缩驱动件151与第四管体155传动连接,以驱动第四管体155沿水平方向移动,从而带动补偿旋转机构300和管道500的出液端530在水平方向移动。
75.第二伸缩驱动件151包括第三电机1510、第三减速器1512和第二螺旋传动副,第三减速器1512固定于第三管体153,第三电机1510固定于第三减速器1512,且第三电机1510的输出轴与第三减速器1512的输入轴连接,第二螺旋传动副包括第二丝杠1514和第二丝杠螺母1516,第二丝杠1514可转动地设置于第三管体153内,并穿设于第四管体155远离补偿旋转机构300的一端,且与第三减速器1512的输出轴连接,第二丝杠螺母1516螺纹配合于第二丝杠1514,并与第四管体155远离补偿旋转机构300的一端连接,其中,第三管体153和第四管体155通常为方形管,从而第三管体153和第四管体155之间的相互嵌套即可防止第四管体155和第三管体153之间产生相对转动,以限制第二丝杠螺母1516的转动,由此在第三电机1510被控制器所控制而转动时,第三电机1510提供的扭矩能够使第二丝杠1514转动,从而使得第二丝杠1514和第二丝杠螺母1516之间产生相对螺旋运动,进而第二丝杠螺母1516带动第四管体155做直线运动,其中控制器可以通过控制第三电机1510的转速以及转动时间来控制第四管体155的移动形成和速度,以改变补偿旋转机构300以及管道500的出液端530的水平移动速度,从而实现闭环控制,自动化程度更高。
76.为了降低第四管体155和第三管体153之间的摩擦力以加强第四管体155移动时的直线度,因此在第三管体153远离第一伸缩臂130的第一端的内壁设有周向间隔分布的至少两个第二内滑部1530,每个第二内滑部1530与第四管体155的外壁滑动配合,第四管体155靠近第一伸缩臂130的第一端的外壁设有周向间隔分布的至少两个第二外滑部1550,每个第二外滑部1550与第三管体153的内壁滑动配合,其中,该至少两个第二内滑部1530和该至少两个第二外滑部1550沿第三管体153的周向依次交错,从而第二内滑部1530和第二外滑部1550不会产生干涉,在拆装第三管体153和第四管体155时第四管体155能够顺畅地从第三管体153中取出或进入,方便装配和拆卸,省时省力,而且,由于第二内滑部1530和第二外滑部1550的设置,第三管体153和第四管体155也可以是圆管,只需要在第三管体153的内壁以及第四管体155的外壁分别设置沿自身轴向延伸的滑轨,第二内滑部1530与第四管体155的外壁上的滑轨配合,第二外滑部1550与第三管体153的内壁上的滑轨配合,从而也能够起到限制第四管体155和第三管体153相对转动,保证第四管体155的正常之前运动,起到导向作用,以及降低第三管体153和第四管体155之间摩擦力的效果。
77.为了防止灰尘等脏污进入,因此第二伸缩臂150还包括第二固定护罩156和第二伸缩护罩157,第二固定护罩156罩设于第三电机1510外,以避免脏污进入第三电机1510。第二伸缩护罩157则为可产生形变的护罩,例如风琴式护罩,其呈管状,其一端连接于第三管体153远离第一伸缩臂130的第一端,另一端连接于第四管体155远离第一伸缩臂130的第一端,即第二伸缩护罩157的一端连接于第三管体153靠近补偿旋转机构300的一端,第二伸缩护罩157的另一端连接于第四管体155靠近补偿旋转机构300的一端,从而随着第四管体155相对于第三管体153的移动,第二伸缩护罩157也随之伸长或缩短,以避免脏污从第三管体153和第四管体155之间的缝隙进入内部。
78.第四管体155的两端的外壁分别设有第三伸缩限位部1532和第四伸缩限位部1534,第三管体153靠近第一伸缩臂130的第一端的内壁设有第二缓冲部1552,第三伸缩限位部1532和第四伸缩限位部1534能够随着第四管体155移动,以可选择性地与第二缓冲部1552抵持,从而限制第四管体155的移动距离,以避免第三管体153和第四管体155脱离,从而避免第二伸缩臂150出现故障,以保证整个液体加注机器人的安全可靠运行。
79.为了保证第四管体155移动后能够回至初始位置,因此在第三管体153内还设有第三限位开关158,该第三限位开关158设置于第三管体153远离补偿旋转机构300的一端的内壁上,第三限位开关158起作用时将开关信号传输到控制器,使得控制器根据信号来判断当前状态,从而控制和保护机器人正常工作。
80.当然,在一些实施例中,上述的第二驱动段也可以是一个液压缸的缸体,相应的,第二移动段可以是该液压缸的活塞杆,只要是在控制器的控制下能够实现伸长或缩短的结构均可。
81.另外,可以理解的是,虽然上述举例中第二螺旋传动副是位于第三管体153内部,但是在一些实施例中,第二螺旋传动副也可以是位于第三管体153外,例如,图11所示,第三管体153的周壁设有沿自身轴向延伸的长条状开口,第二丝杠1514对应于该长条状开口可转动地设置于第三管体153外,第二丝杠螺母1516则配合于该长条状开口,并与第四管体155的外壁连接。
82.请参考图12和图13,补偿旋转机构300包括安装架310、驱动件330和定位识别单元350。安装架310可转动地连接于第二伸缩臂150的第二端,其中,安装架310设有安装孔,管道500的出液端530穿设于安装孔。驱动件330能够根据定位识别单元350的定位信号驱动安装架310相对于第二伸缩臂150转动,即控制器能够根据定位识别单元350控制驱动件330运动,以驱动安装架310相对于第二伸缩臂150转动,以将管道500的出液端530运送至待补给设备的进液口。
83.安装架310包括旋转连接件316、调整基座318以及相对设置的上支撑板312和下支撑板314,上支撑板312和下支撑板314可通过旋转连接件316可转动连接于第二伸缩臂150的第二端,上支撑板312和下支撑板314设有同轴对应的贯穿口,调整基座318呈管状,其内腔即为上述的安装孔,该调整基座318依次穿设于两个贯穿口,并相对于上支撑板312和下支撑板314固定,管道500的出液端530相对于调整基座318能够转动,以在补偿旋转机构300相对于第二伸缩臂150转动时,避免管道500扭转变形量过大导致破裂。
84.驱动件330可以包括第四电机331和第四减速器332,该第四电机331和第四减速器332固定于安装架310的上支撑板312和下支撑板314之间,第四电机331的输出轴通过第四
减速器332与转动轴连接,由此在控制器控制第四电机331转动时,即可使得安装架310带动管道500的出液端530相对于第二伸缩臂150转动。
85.安装架310的上支撑板312设有固定槽3120,定位识别单元350可以采用3d相机,固定在固定槽3120内,定位识别单元350能够将收集到的视觉数据传输至控制器,控制器能够对这些视觉数据进行计算,计算完成后控制旋转驱动件113、第一伸缩驱动件131、第二伸缩驱动件151以及驱动件330动作实现精准定位,以将管道500的出液端530插入待补给设备的加液口中。
86.补偿旋转机构300还包括第一转向限位部334和第二转向限位部336,第一转向限位部334和第二转向限位部336间隔设置于安装架310,第一转向限位部334或第二转向限位部336能够可选择性地与第二伸缩臂150抵持,以限制安装架310相对于第二伸缩臂150的转向角度。
87.为了保证安装架310带动管道500的出液端530转动后够回至初始位置,因此在安装架310上还设有第四限位开关338,第四限位开关338起作用时将开关信号传输到控制器,使得控制器根据信号来判断当前状态,从而控制和保护机器人正常工作。
88.请参考图14,液体加注机器人还包括储放机构700,储放机构700连接于第一伸缩臂130的第二端,用于收容管道500,从而避免管道500缠绕于机械臂100上,导致机械臂100运动受阻甚至机械臂100或管道500损坏。
89.进一步的,储放机构700设置于横向支撑台139上,储放机构700包括盒体710,盒体710包括依次连接底壁713、侧壁711和顶壁,底壁713与横向支撑台139以及第二驱动端连接,侧壁711设有第一开口7110,底壁713设有第二开口7130,管道500收容于盒体710,且管道500的进液端510自第二开口7130伸出,以连接液源,管道500的出液端530自第一开口7110伸向补偿旋转机构300,管道500自第一开口7110伸出的部分固定于第二伸缩臂150的第二端(第二移动段远离第一机械臂100的一端),以在第二伸缩臂150的带动下收容于盒体710或从盒体710中牵出,不需要单独的驱动源即可实现管道500的伸缩收放,节约成本。
90.其中,第一开口7110与第二伸缩臂150在竖直方向相对,从而可以使得管道500自第一开口7110伸出的部分与第二伸缩臂150叠置,使得第二伸缩臂150能够承载管道500。第二开口7130则在水平方向上与第一伸缩臂130对应,从而管道500自第二开口7130伸出的部分贴近第一伸缩臂130,减少占用空间。
91.储放机构700还包括第一固定夹730和第二固定夹750,第一固定夹730连接于第二伸缩臂150的第二端,以将管道500,第二固定夹750连接于底壁713,以将管道500用于穿设第二开口7130的部位固定于底壁713。
92.储放机构700还包括滑轮支撑组件770,滑轮支撑组件770包括排布于底壁713上的多个滑轮,管道500位于盒体710内的部分搁置于滑轮支撑组件770上,从而在管道500相对于盒体710运动时减小盒体710与管道500的摩擦力,以保护管道500,减小漏液风险,同时使得管道500伸缩顺畅。
93.为了在第二伸缩臂150伸长或缩短时,管道500能够顺畅地从第一开口7110移动,因此在盒体710的底壁713上还设有管道导向块780。
94.由于补偿旋转机构300的驱动件330以及第四限位开关338需要动力电线以及信号线,因此储放机构700还包括线槽790和伸缩拖链792,线槽790固定于第二伸缩臂150的第二
移动段,伸缩拖链792的一端连接于盒体710的底壁713,伸缩拖链792的另一端自第一开口7110伸出,连接于第二伸缩臂150的第二移动段,并与线槽790的一端对接。
95.其中,拖链117与管道500自第一开口7110伸出的部分并行设置,从而在第二伸缩臂150伸缩时,拖链117与管道500互不干涉,线槽790位于管道500下方,以在补偿旋转机构300摆动带动管道500的出液端530转动时,管道500与线槽790互不干涉。
96.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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