专利名称：具有越障功能的三自由度机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人，具体的说是一种具有越障功能的三自由度机器人。
(二)
背景技术：
随着工业技术的发展，各类机械装置已经应用到各个领域中，能够实现自主越障， 并能实现具有一定功能的机械手抓取物体，是未来工业机器人发展的一种趋势。传统的机 械式具有越障功能的机器人设计思想局限于结构复杂，工艺加工困难，体积庞大等。因此 该种机构在实际生产生活中应用范围较小。如专利号为200710191637. 3，名为"复合式越 障行走系统"中的越障机构虽然具有良好的越障性能，但其结构较复杂，体积较大。除此之 外，先前的越障机器人很少有和三自由度手相结合起来的，既实现越障行走功能，又实现抓 取和干扰物体的功能。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以进行一次越障功能，并且进行拉伸，升降，俯仰机
械手，准确定位，抓取或干扰一定形状的物体的具有越障功能的三自由度机器人。
本发明的目的是这样实现的一种具有越障功能的三自由度机器人，它主要包括
行走机构、底盘机架、机架、三自由度机械手，其特征是还包括越障行走机构、支架，行走机
构固定在底盘机架下部，支架、机架固定在底盘机架上部，越障行走机构固定在支架下部，
三自由度机械手安装在机架上。
本发明还可以包括如下的结构特征 1、越障行走机构包括支架、前后行走机构、前轴、弹簧、前紧固装置、后轴、后紧固 装置、皮筋、触发杆、销杆、销座、复位杆、限位杆；越障行走机构中包括前行走机构和后行走 机构，前行走机构安装在前轴上，前行走机构顶端固定有弹簧一端，前紧固装置一端，弹簧 另一端与支架固定，前紧固装置另一端与触发杆中的凹槽相扣；后行走机构安装在后轴上， 后紧固装置一端固定在后行走机构轴向一侧，另一端固定在凹槽中，皮筋一端固定在后行 走机构轴向一侧，另一端固定在支架；触发杆一侧与支架之间由皮筋连接，在支架上固定有 销座，销杆穿过销座，销杆上固定有复位杆、限位杆，限位杆与销座外侧直径套有弹簧。
2、所述的三自由度机械手，包括升降机构、拉伸机构、俯仰机构、夹紧机构；升降 机构包括固定杆、升降滑杆、升降滑道，拉伸机构包括拉伸滑杆、拉伸滑道、轴承、轴承座，电 机，旋转盘、巻线轮、钢丝绳，俯仰机构的颈部结构安装在升降滑杆上，夹紧机构包括圆盘、 机械手一、机械手二、三角杆、电机、导块、舵机；升降滑道包括机架、轴承座、轴承，升降滑杆 安装在升降滑道上，轴承座固定在升降滑杆上，轴承固定在轴承座上，固定杆与升降滑杆固 定，升降电机固定在底盘机架上，巻线轮安装在升降电机上，钢丝绳绕在巻线轮上；拉伸滑 道包括固定杆、轴承、轴承座，拉伸滑杆安装在拉伸滑道上，轴承座固定在固定杆上，轴承固 定在轴承座上，拉伸电机固定在拉伸滑杆尾部，旋转盘安装在拉伸电机上；圆盘固定在颈部 结构上，机械手一、机械手二安装在圆盘上。
3、电机、导块、舵机安装在圆盘上，三角杆为等边三角形，安装在电机上，三角杆的 三个顶点上分别安装机械手一的三个手抓的一端，并且三个手抓安装在导块中，机械手二 手抓与舵机相连。 4、所述的行走机构由车轮，联轴器，电机组成，固定在底盘机架上。
5、在机械手二添加钢丝。 6、所述的越障机构、底盘机架下方，安装红外传感器。 本发明将越障行走功能与三自由度手结合起来，结构合理，操作方便，可以被利用 在机器人竞技领域，还可以用于具有障碍物的环境，实现越障，对固定目标精确抓取和干扰 物体等，并且能和其他机器人配合组成其他具有特殊功能的机器人。
(四)
图1是本发明的组装视示意图； 图2是本发明的滑道示意图； 图3是本发明的机械手一、机械手二示意图； 图4是本发明越障机构示意图。
(五)
具体实施例方式下面结合附图具体对本发明做更详细的描述 实施方案一 如图1，它主要包括行走机构7、底盘机架6、机架2、三自由度机械手， 它还包括越障行走机构8、支架20，行走机构7固定在底盘机架6下部，支架20、机架2固定 在底盘机架6上部，越障行走机构8固定在支架20下部，三自由度机械手安装在机架2上。
如图2，越障行走机构8包括支架20、前后行走机构19、前轴35、弹簧29、弹簧33、 前紧固装置27、后轴25、后紧固装置26、皮筋28、触发杆21、销杆31、销座32、复位杆30、限 位杆34。越障行走机构8固定在支架20下端，支架20固定在底盘机架6上，前行走机构 19安装在前轴35上，前行走机构19顶端固定有弹簧29 —端，前紧固装置27 —端，弹簧29 另一端与支架20固定，前紧固装置27另一端与触发杆21中的凹槽22相扣；后行走机构 26安装在后轴25上，后紧固装置26 —端固定在后行走机构26轴向一侧，另一端固定在凹 槽22中，皮筋28 —端固定在后行走机构26轴向一侧，另一端固定在支架20上。触发杆21 一侧与支架20之间由皮筋23连接，在支架20上固定有销座32，销杆31穿过销座32，销杆 31上固定有复位杆30、限位杆34，限位杆34与销座32外侧直径套有弹簧33。在越障过程 中的初始状态，前行走机构19与地面平行，后行走机构26与地面接触，此时皮筋23、皮筋 28、弹簧29处于拉伸状态，弹簧33处于松弛状态。当触发杆21遇到障碍物，使触发杆21 旋转，凹槽22中的前紧固装置27、后紧固装置24脱离凹槽，各个储能元件复位，后行走机构 26旋转与地面平行，前行走机构19旋转与地面接触，在前行走机构19旋转时，销杆31在弹 簧33的作用下沿着轴向伸縮，从而保证前行走机构位置固定。 如图1 3，所述的三自由度机械手，包括升降机构、拉伸机构、俯仰机构、夹紧机 构；升降机构包括固定杆13、升降滑杆10、升降滑道12，拉伸机构包括拉伸滑杆11、拉伸滑 道9、轴承、轴承座，电机，旋转盘、巻线轮、钢丝绳，俯仰机构的颈部结构3安装在升降滑杆 10上夹紧机构包括圆盘14、机械手一 4、机械手二 5、三角杆16、电机17、导块15、舵机18 ;升降滑道12包括机架2、轴承座、轴承，升降滑杆10安装在升降滑道13上，轴承座固定在升 降滑杆10上，轴承固定在轴承座上，固定杆13与升降滑杆10固定，升降电机固定在底盘机 架6上，巻线轮安装在升降电机上，钢丝绳绕在巻线轮上；拉伸滑道9包括固定杆13、轴承、 轴承座，拉伸滑杆11安装在拉伸滑道9上，轴承座固定在固定杆13上，轴承固定在轴承座 上，拉伸电机1固定在拉伸滑杆11尾部，旋转盘安装在拉伸电机上；圆盘14固定在颈部结 构3上，机械手一 4、机械手二 5安装在圆盘14上。 如图3，电机17、导块15、舵机18安装在圆盘14上，三角杆16为等边三角形，安装 在电机18上，三角杆16的三个顶点上分别安装机械手一 4的三个手抓的一端，并且三个手 抓安装在导块15中，机械手二手抓与舵机18相连。 如图l，行走机构7由车轮，联轴器，电机组成，固定在底盘机架6上。 实施方案二 为了适应机械手二 5抓取球类，在机械手二添加钢丝，将钢丝弯成适
用球类抓取保证球类不滑落的角度。 实施方案三越障机构8、底盘机架6下方，安装红外传感器，用于确定机器人行走 路线。由于该发明需要越障，所以位于越障机构8处的传感器，在传感器完成路线规划任务 后，可以由电机带动旋转到上方，从而不妨碍越障运动。
权利要求
一种具有越障功能的三自由度机器人，它主要包括行走机构、底盘机架、机架、三自由度机械手，其特征是还包括越障行走机构、支架，行走机构固定在底盘机架下部，支架、机架固定在底盘机架上部，越障行走机构固定在支架下部，三自由度机械手安装在机架上。
2. 根据权利要求1所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是越障行走机构 包括支架、前后行走机构、前轴、弹簧、前紧固装置、后轴、后紧固装置、皮筋、触发杆、销杆、 销座、复位杆、限位杆；前行走机构安装在前轴上，前行走机构顶端固定有弹簧一端、前紧固 装置一端，弹簧另一端与支架固定，前紧固装置另一端与触发杆中的凹槽相扣；后行走机构 安装在后轴上，后紧固装置一端固定在后行走机构轴向一侧，另一端固定在凹槽中，皮筋一 端固定在后行走机构轴向一侧，另一端固定在支架；触发杆一侧与支架之间由皮筋连接，在 支架上固定有销座，销杆穿过销座，销杆上固定有复位杆、限位杆，限位杆与销座外侧直径 套有弹簧。
3. 根据权利要求2所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是所述的三自由 度机械手，包括升降机构、拉伸机构、俯仰机构、夹紧机构；升降机构包括固定杆、升降滑杆、 升降滑道，拉伸机构包括拉伸滑杆、拉伸滑道、轴承、轴承座，电机，旋转盘、巻线轮、钢丝绳， 俯仰机构的颈部结构安装在升降滑杆上，夹紧机构包括圆盘、机械手一、机械手二、三角杆、 电机、导块、舵机；升降滑道包括机架、轴承座、轴承，升降滑杆安装在升降滑道上，轴承座固 定在升降滑杆上，轴承固定在轴承座上，固定杆与升降滑杆固定，升降电机固定在底盘机架上，巻线轮安装在升降电机上，钢丝绳绕在巻线轮上；拉伸滑道包括固定杆、轴承、轴承座， 拉伸滑杆安装在拉伸滑道上，轴承座固定在固定杆上，轴承固定在轴承座上，拉伸电机固定 在拉伸滑杆尾部，旋转盘安装在拉伸电机上；圆盘固定在颈部结构上，机械手一、机械手二 安装在圆盘上。
4. 根据权利要求3所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是电机、导块、舵 机安装在圆盘上，三角杆为等边三角形，安装在电机上，三角杆的三个顶点上分别安装机械 手一的三个手抓的一端，并且三个手抓安装在导块中，机械手二手抓与舵机相连。
5. 根据权利要求4所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是所述的行走机 构由车轮、联轴器、电机组成，固定在底盘机架上。
6. 根据权利要求5所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是在机械手二添 加钢丝。
7. 根据权利要求6所述的具有越障功能的三自由度机器人，其特征是所述的越障行 走机构、底盘机架下方，安装红外传感器。
全文摘要
本发明提供的是一种具有越障功能的三自由度机器人。它主要包括行走机构、底盘机架、机架、三自由度机械手，还包括越障行走机构、支架，行走机构固定在底盘机架下部，支架、机架固定在底盘机架上部，越障行走机构固定在支架下部，三自由度机械手安装在机架上。本发明可以具有跨越一定高度障碍物，实现三个自由度抓取和干扰物体，并可以配合其他机器人组成具有特殊功能的机器人。
文档编号B62D57/00GK101716763SQ200910073218
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者宫含洋, 左永胜, 徐正毅, 方堃, 沈利锋, 王斌, 陈东良 申请人:哈尔滨工程大学