一种轮腿式双臂机器人的制作方法

文档序号:12080729阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种轮腿式双臂机器人,包括轮式底盘(1)、支承框架(2)、重心调整组件(3)、电驱动转体组件(4)、液压式抬腿组件(5)、车身(6),车身(6)上安装有视觉信息采集装置(7)以及机械臂组件(8)。

2.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的轮式底盘(1)有两套,为双臂机器人车身(6)提供移动速度快的轮式移动方式。

3.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的视觉信息采集装置(7)共有四组,分别安装在车身(6)的前、后、左、右四个方位。

4.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的机械臂组件(8)有两组,分别安装在车身(6)两侧,包括轴一组件(8.1)、轴二组件(8.2)、轴三组件(8.3)、轴四组件(8.4)、轴五组件(8.5)、轴六组件(8.6)以及机械臂电气端(8.7);轴一组件(8.1)、轴二组件(8.2)、轴三组件(8.3)、轴四组件(8.4)、轴五组件(8.5)以及轴六组件(8.6)依次连接,组合成六自由度机械臂的机械部分,机械臂电气端(8.7)外接电源和信号收发装置,从而构成可以由工作人员远程操控执行复杂任务的六自由度机械双臂。

5.根据权利要求4所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的轴一组件(8.1)包括爪头(8.1.1)、爪头旋转轴承(8.1.2)、爪头旋转电机(8.1.3)以及爪头座(8.1.4);爪头旋转电机(8.1.3)嵌入爪头座(8.1.4)的矩形孔并由爪头旋转轴承(8.1.2)的内圈轴向定位;爪头旋转轴承(8.1.2)的内外圈分别与爪头座(8.1.4)和爪头(8.1.1)螺栓连接;爪头旋转电机(8.1.3)的输出轴与爪头(8.1.1)键连接,爪头(8.1.1)末端可根据任务需求连接夹持机械手或勘探设备;爪头旋转电机(8.1.3)输出轴的转动带动爪头(8.1.1)绕爪头旋转电机(8.1.3)轴线方向即轴一转动,从而实现夹持机械手或勘探设备绕轴一的旋转;

所述的轴二组件(8.2)包括爪头座电机端盖(8.2.1)、爪头座旋转电机(8.2.2)、爪头座旋转轴承(8.2.3)以及小臂(8.2.4);爪头座旋转轴承(8.2.3)的内外圈分别与爪头座(8.1.4)和小臂(8.2.4)螺栓连接,爪头座旋转电机(8.2.2)的输出轴与爪头座(8.1.4)键连接;爪头座电机端盖(8.2.1)经外围孔与小臂(8.2.4)螺栓固定,再经内圈孔固定爪头座旋转电机(8.2.2);爪头座旋转电机(8.2.2)输出轴的转动带动爪头座(8.1.4)绕爪头座旋转电机(8.2.2)轴线方向即轴二旋转,从而实现轴一组件(8.1)绕轴二的旋转;

所述的轴三组件(8.3)包括小臂旋转连接件(8.3.1)、小臂旋转轴承(8.3.2)、小臂旋转电机(8.3.3)以及小臂座(8.3.4);小臂旋转轴承(8.3.2)的内外圈分别与小臂旋转连接件(8.3.1)和小臂座(8.3.4)螺栓连接,小臂旋转连接件(8.3.1)的另一端与小臂(8.2.4)螺栓连接;小臂旋转电机(8.3.3)嵌入小臂座(8.3.4)的矩形孔内并经小臂旋转轴承(8.3.2)的内圈轴向定位,小臂旋转电机(8.3.3)的输出轴与小臂旋转连接件(8.3.1)键连接;小臂旋转电机(8.3.3)输出轴的转动带动小臂旋转连接件(8.3.1)绕小臂旋转电机(8.3.3)轴线方向即轴三转动,从而实现轴二组件(8.1)绕轴三的旋转;

所述的轴四组件(8.4)包括小臂座电机端盖(8.4.1)、小臂座旋转轴承(8.4.2)、小臂座旋转电机(8.4.3)以及大臂(8.4.4);小臂座旋转轴承(8.4.2)的内外圈分别与小臂座(8.3.4)和大臂(8.4.4)螺栓连接,小臂座旋转电机(8.4.3)的输出轴与小臂座(8.3.4)键连接;小臂座电机端盖(8.4.1)经外围孔与大臂(8.4.4)螺栓固定,再经内圈孔固定小臂座旋转电机(8.4.3);小臂座旋转电机(8.4.3)输出轴的转动带动小臂座(8.3.4)绕小臂座旋转电机(8.4.3)轴线方向即轴四旋转,从而实现轴三组件(8.3)绕轴四的旋转;

所述的轴五组件(8.5)包括大臂电机端盖(8.5.1)、大臂旋转电机(8.5.2)、大臂旋转轴承(8.5.3)以及大臂座(8.5.4);大臂旋转轴承(8.5.3)的内外圈分别与大臂(8.4.4)和大臂座(8.5.4)螺栓连接,大臂旋转电机(8.5.2)的输出轴与大臂(8.4.4)键连接;大臂电机端盖(8.5.1)经外围孔与大臂座(8.5.4)螺栓固定,再经内圈孔固定大臂旋转电机(8.5.2);大臂旋转电机(8.5.2)输出轴的转动带动大臂(8.4.4)绕大臂旋转电机(8.5.2)轴线方向即轴五旋转,从而实现轴四组件(8.4)绕轴五的旋转;

所述的轴六组件(8.6)包括大臂座旋转连接件(8.6.1)、大臂座旋转轴承(8.6.2)、机械臂基座(8.6.3)以及大臂座旋转减速电机(8.6.4);机械臂基座(8.6.3)通过螺栓固定在车身(6)上,大臂座旋转轴承(8.6.2)的内外圈分别与机械臂基座(8.6.3)和大臂座旋转连接件(8.6.1)螺栓连接,大臂座旋转连接件(8.6.1)的另一端与大臂座(8.5.4)螺栓连接;大臂座旋转减速电机(8.6.4)经螺栓固定在机械臂基座(8.6.3)上,其输出轴与大臂座旋转连接件(8.6.1)键连接;大臂座旋转减速电机(8.6.4)输出轴的转动经大臂座旋转连接件(8.6.1)带动大臂座(8.5.4)绕大臂座旋转减速电机(8.6.4)轴线方向即轴六转动,从而实现轴五组件(8.5)绕轴六的旋转。

6.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的重心调整组件(3)包括丝杠带边轴承(3.1)、油缸缸底(3.2)、活塞(3.3)、活塞驱动件(3.4)、油缸缸体(3.5)、丝杠联轴器(3.6)、活塞驱动电机(3.7)、活塞驱动减速器(3.8)、油缸缸盖(3.9)、油管(3.10)、活塞驱动滚珠丝杠(3.11)以及油管接头(3.12);油缸缸底(3.2)、油缸缸体(3.5)以及油缸缸盖(3.9)经螺栓连接,组合成重心调整组件(3)的油缸主体并通过螺栓固定在支撑框架(2)上,油管(3.11)通过油管接头(3.12)将两个油缸连通起来;丝杠带边轴承(3.1)和活塞驱动减速器(3.8)分别通过螺栓固定在油缸缸底(3.2)和油缸缸盖(3.9)上,活塞驱动减速器(3.8)的动力由活塞驱动电机(3.7)提供,其输出轴连接丝杠联轴器(3.6)一端;活塞驱动滚珠丝杠(3.11)两端分别与丝杠联轴器(3.6)和丝杠带边轴承(3.1)的内圈紧配合;活塞驱动件(3.4)的内圈与活塞驱动滚珠丝杠(3.11)螺纹配合,外端与活塞(3.3)螺栓连接,活塞驱动电机(3.7)的输出转矩经活塞驱动减速器(3.8)放大,再由滚珠丝杠传动转换为活塞(3.3)在油缸内沿油缸轴线方向的移动,从而改变油缸内液压油的体积;两个活塞驱动电机(3.7)协调运动,实现两个油缸内部液压油之间的流通,从而改变轮腿式双臂机器人两侧的质量配比,进而改变其重心位置。

7.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的液压式抬腿组件(5)包括可旋转基座(5.1)、车身支撑架(5.2)、液压缸缸筒(5.3)、液压缸活塞杆(5.4)、支撑架旋转小轴承(5.5)、支撑架旋转轴(5.6)、支撑架旋转大轴承(5.7)、支撑架旋转轴端盖(5.8)、液压缸旋转轴定位片(5.9)以及液压缸旋转轴(5.10);车身支撑架(5.2)与车身(6)螺栓连接,其两侧孔与支撑架旋转轴(5.6)经花键连接且通过轴肩和套筒轴向定位;支撑架旋转轴(5.6)两端分别与支撑架旋转小轴承(5.5)和支撑架旋转大轴承(5.7)的内圈紧配合,支撑架旋转小轴承(5.5)和支撑架旋转大轴承(5.7)的外圈分别与可旋转基座(5.1)的两沉孔紧配合,支撑架旋转轴端盖(5.8)与支撑架旋转轴(5.6)的外端面贴紧并通过螺栓固定在可旋转基座(5.1)上,从而实现支撑架旋转轴(5.6)的轴向定位;液压缸旋转轴(5.10)的中间段外表面与液压缸缸筒(5.3)或液压缸活塞杆(5.4)的连接端内表面间隙配合,两侧段外表面与可旋转基座(5.1)或车身支撑架(5.2)的对应孔位内表面间隙配合并经液压缸旋转轴定位片(5.9)定位,从而将液压缸缸筒(5.3)和液压缸活塞杆(5.4)的连接端分别连接在可旋转基座(5.1)或车身支撑架(5.2)的指定位置;单侧液压缸活塞杆(5.4)沿其轴线方向的直线运动通过连杆滑块机构转换为车身支撑架(5.2)绕支撑架旋转轴(5.6)的转动,从而将另一侧的可旋转基座(5.1)抬起来,为电驱动转体组件(4)的工作提供前提条件。

8.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的电驱动转体组件(4)包括转体驱动电机(4.1)、转体减速器(4.2)、转台轴承(4.3)、转体套轴(4.4)以及套轴定位片(4.5);转台轴承(4.3)的两端分别与可旋转基座(5.1)和支承框架(2)螺栓连接,转体减速器(4.2)通过螺栓固定在可旋转基座(5.1)上,其动力源来自于转体驱动电机(4.1);转体套轴(4.4)一端与转体减速器(4.2)的输出轴键连接,另一端与支承框架(2)经花键连接并通过套轴定位片(4.5)轴向定位;转体驱动电机(4.1)的输出转矩经转体减速器(4.2)放大,再经转体套轴(4.4)传递到支承框架(2)上,在支承框架(2)固定不动的前提下,转换为转体减速器(4.2)的反向转动,从而带动可旋转基座(5.1)旋转,结合液压式抬腿组件(5)的运动,实现双臂机器人的腿式移动和越障。

9.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的重心调整组件(3)中的连接采用密封措施,以防止液压油的渗漏,所述的重心调整组件(3)中的油缸缸体(3.5)的头部开有空气孔。

10.根据权利要求1所述的一种轮腿式双臂机器人,其特征在于,所述的可旋转基座(5.1)和车身支撑架(5.2)由不锈钢铸造而成,所述的爪头座(8.1.4)、小臂(8.2.4)、小臂座(8.3.4)、大臂(8.4.4)、大臂座(8.5.4)以及机械臂基座(8.6.3)铸造而成。

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