一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]由于實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜性，機(jī)器人的移動(dòng)性能決定著其應(yīng)用的環(huán)境場(chǎng)合范圍。目前機(jī)器人的雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了輪式、履帶式、腿足式等移動(dòng)方式，但大多數(shù)機(jī)器人都是針對(duì)某一特定環(huán)境所開(kāi)發(fā)的，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較差。
[0003]Minibibot爬行機(jī)器人是具有多種運(yùn)動(dòng)方式的小型雙手夾爪攀爬機(jī)器人，中間由4個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸互相平行的T型關(guān)節(jié)串接，而后在兩端各接1個(gè)I型關(guān)節(jié)，再在兩個(gè)末端分別連接一個(gè)夾持器模塊。通過(guò)軟件控制，該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)蛇形匍匐、雙足步行、碼垛操作、攀爬桿件、單杠回環(huán)五種運(yùn)動(dòng)方式。
[0004]目前該機(jī)器人這些運(yùn)動(dòng)方式適用于各種復(fù)雜的環(huán)境地形，但存在著明顯的缺點(diǎn):一是移動(dòng)速度相對(duì)較慢；二是運(yùn)動(dòng)形式比較復(fù)雜，控制起來(lái)比較困難;三是運(yùn)動(dòng)姿態(tài)不穩(wěn)定，振動(dòng)劇烈。在比較平坦的地形上相對(duì)輪式和履帶式的移動(dòng)方式體現(xiàn)出較大的劣勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服目前Minibibot爬行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)缺陷，豐富其爬行方式，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的末端夾持器模塊，該模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在比較平坦的地面上，夾持器可以轉(zhuǎn)換成滾輪，通過(guò)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的輪式爬行方式，提高了其爬行速度和爬行穩(wěn)定性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供了一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，包括夾爪、滑塊、第一舵機(jī)、彈性凸起件、齒輪組、第二舵機(jī)、第一連接件和滑環(huán)，所述夾爪通過(guò)第一連接板和齒輪組連接，第二舵機(jī)安裝在齒輪組上方，滑塊安裝在夾爪外層的凹槽上，所述凹槽兩端設(shè)有圓柱孔，彈性凸起件安裝在所述圓柱孔內(nèi)，所述夾爪與第一舵機(jī)通過(guò)滑環(huán)連接。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述夾爪呈對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)，以便其張開(kāi)或閉合時(shí)兩夾爪塊同時(shí)對(duì)稱動(dòng)作;所述夾爪呈圓弧形，外層開(kāi)有圓弧凹槽，圓弧凹槽兩端各開(kāi)有兩個(gè)圓柱孔;所述圓弧凹槽上分布圓弧滑塊，所述圓弧滑塊沿圓弧凹槽滑動(dòng)，其兩端各開(kāi)有兩個(gè)球形凹槽；所述球形凹槽與圓柱孔的中心線重合，相鄰凹槽或圓柱孔的中心線相交于所述圓弧夾爪的中心線上，交角為45°;所述圓柱孔內(nèi)分布有彈性凸起結(jié)構(gòu);所述夾持模塊與舵機(jī)轉(zhuǎn)軸通過(guò)滑環(huán)相互連接，所述滑環(huán)的中心線與舵機(jī)轉(zhuǎn)軸重合，并與所述夾持器的對(duì)稱面重合。
[0008]優(yōu)選的，所述夾爪呈圓弧狀，兩邊對(duì)稱分布，外圍開(kāi)有凹槽導(dǎo)向軌，所述凹槽內(nèi)嵌套滑塊，所述滑塊呈圓弧狀，圓心角為30-60度，所述滑塊兩端內(nèi)側(cè)對(duì)稱開(kāi)有球形凹槽，所述球形凹槽的軸線交角為45°。
[0009]優(yōu)選的，所述夾爪的圓弧圓心角與滑塊的圓弧圓心角相同。
[0010]優(yōu)選的，所述齒輪組由兩個(gè)對(duì)稱嚙合的齒輪組成，第二舵機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪組帶動(dòng)夾爪實(shí)現(xiàn)對(duì)稱張合動(dòng)作。
[0011]優(yōu)選的，所述滑環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)相互獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)與所述第一舵機(jī)固定連接，內(nèi)環(huán)與所述夾爪固定連接。
[0012]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，當(dāng)所述滑塊處于不同位置是，該結(jié)構(gòu)能分別實(shí)現(xiàn)夾持功能和滾動(dòng)爬行功能。對(duì)于桿件，該機(jī)器人可以通過(guò)夾持功能進(jìn)行攀爬，對(duì)于平坦的地面，該機(jī)器人可以將夾持模塊轉(zhuǎn)化為滾輪，實(shí)現(xiàn)地面的滾動(dòng)爬行，豐富了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式，也提高了其移動(dòng)速度。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具有下述有益效果:
[0014]1)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，能夠根據(jù)滑塊所處位置的不同，分別實(shí)現(xiàn)夾持功能和滾動(dòng)爬行功能；
[0015]2)對(duì)于桿件，本末端模塊可以通過(guò)夾持功能進(jìn)行攀爬，對(duì)于平坦的地面，本末端模塊可以將夾持模塊轉(zhuǎn)化為滾輪，實(shí)現(xiàn)地面的滾動(dòng)爬行；
[0016]3)本末端模塊豐富了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式，也提高了其移動(dòng)速度。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型中夾持模塊的零件爆炸圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型中夾持模塊采用夾持功能時(shí)夾爪張開(kāi)的狀態(tài)。
[0019]圖3為本實(shí)用新型中夾持模塊轉(zhuǎn)化為滾輪功能時(shí)的狀態(tài)。
[0020]圖4為使用本實(shí)用新型的MiniBibot機(jī)器人的軸測(cè)圖。
[0021 ]圖中:卜夾爪，2-滑塊，3-第一舵機(jī)，4-萬(wàn)向輪，5-彈性凸起件，6-齒輪組，7_第二舵機(jī)，8-第一連接板，9-滑環(huán)，10-第二連接板，11 -凹槽，12-圓柱孔。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]實(shí)施例:一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊。
[0024]參照?qǐng)D1所示，一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，包括夾爪1、滑塊2、第一舵機(jī)3、彈性凸起件5、齒輪組6、第二舵機(jī)7、第一連接件8和滑環(huán)9，所述夾爪1通過(guò)第一連接板8和齒輪組6連接，第二舵機(jī)7安裝在齒輪組6上方，滑塊2安裝在夾爪1外層的凹槽11上，所述凹槽11兩端設(shè)有圓柱孔12，彈性凸起件5安裝在所述圓柱孔12內(nèi)，所述夾爪1與第一舵機(jī)3通過(guò)滑環(huán)9連接。
[0025]參照?qǐng)D1所示，滑環(huán)9能實(shí)現(xiàn)外環(huán)固定，內(nèi)環(huán)沿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，第一舵機(jī)3和夾持模塊通過(guò)滑環(huán)9連接，第一舵機(jī)3的輸出軸，滑環(huán)9的轉(zhuǎn)軸與夾持模塊的轉(zhuǎn)軸重合，從而防止電線發(fā)生纏繞。夾爪1兩邊呈對(duì)稱分布，通過(guò)第一連接件8與第二舵機(jī)7和齒輪組6連接，第二舵機(jī)7驅(qū)動(dòng)齒輪組6轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪組6由兩個(gè)對(duì)稱嚙合的齒輪組成，齒輪組6帶動(dòng)夾爪1實(shí)現(xiàn)對(duì)稱張合動(dòng)作。夾爪1呈圓弧狀，圓心角優(yōu)選50°，夾爪1外層開(kāi)有凹槽11作為滑塊2的導(dǎo)向槽，凹槽11兩端對(duì)稱開(kāi)有圓柱孔12，圓柱孔12軸線相交于夾爪中心軸，交角為45°。圓柱孔12內(nèi)固定有彈性凸起件5，彈性凸起件5由彈性件和凸起構(gòu)建組成?；瑝K2呈圓弧狀，圓心角優(yōu)選50°，其兩端內(nèi)側(cè)對(duì)稱開(kāi)有球形凹槽，滑塊2安裝于夾爪1外層的凹槽11上，滑塊2能夠沿該凹槽11滑動(dòng)。
[0026]當(dāng)夾持模塊處于夾持功能時(shí)，參見(jiàn)圖2，滑塊2滑動(dòng)至夾爪1外層，覆蓋夾爪1外層的凹槽11，此時(shí)彈性凸起件5頂住滑塊2兩端的凹槽11，從而將滑塊2固定。當(dāng)夾持模塊處于滾輪狀態(tài)時(shí)，參見(jiàn)圖3，滑塊2沿夾爪外層凹槽11從夾爪1外層滑至夾爪1兩側(cè)，補(bǔ)全輪輞，此時(shí)彈性凸起件5凸起頂住滑塊2兩端的凹槽11，將滑塊2固定，于是夾持模塊形成滾輪，實(shí)現(xiàn)輪式運(yùn)動(dòng)。
[0027]參見(jiàn)圖4，當(dāng)遇到比較平坦的地面時(shí)，MiniBibot機(jī)器人變化成圖4的“幾”字形，對(duì)稱面上的第二連接板10上裝有萬(wàn)向輪4，萬(wàn)向輪4起支撐和導(dǎo)向作用;夾持模塊上的夾爪1閉合，同時(shí)滑塊2補(bǔ)全輪輞，夾持模塊形成左右兩端對(duì)稱的輪子，在第一舵機(jī)3的驅(qū)動(dòng)下滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)輪式運(yùn)動(dòng)。
[0028]以上所述為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，但本實(shí)用新型不應(yīng)局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容，所以凡是不脫離本實(shí)用新型所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，其特征在于:包括夾爪(1)、滑塊(2)、第一舵機(jī)(3)、彈性凸起件(5)、齒輪組(6)、第二舵機(jī)(7)、第一連接件(8)和滑環(huán)(9)，所述夾爪(1)通過(guò)第一連接板(8)和齒輪組(6)連接，第二舵機(jī)(7)安裝在齒輪組(6)上方，滑塊(2)安裝在夾爪(1)外層的凹槽(11)上，所述凹槽(11)兩端設(shè)有圓柱孔(12)，彈性凸起件(5)安裝在所述圓柱孔(12)內(nèi)，所述夾爪(1)與第一舵機(jī)(3)通過(guò)滑環(huán)(9)連接。2.如權(quán)利要求1所述的夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，其特征在于:所述夾爪(1)呈圓弧狀，兩邊對(duì)稱分布，外圍開(kāi)有凹槽導(dǎo)向軌，所述凹槽(11)內(nèi)嵌套滑塊(2)，所述滑塊(2)呈圓弧狀，圓心角為30-60度，所述滑塊(2)兩端內(nèi)側(cè)對(duì)稱開(kāi)有球形凹槽，所述球形凹槽的軸線交角為45°。3.如權(quán)利要求2所述的夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，其特征在于:所述夾爪(1)的圓弧圓心角與滑塊(2)的圓弧圓心角相同。4.如權(quán)利要求1所述的夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，其特征在于:所述齒輪組(6)由兩個(gè)對(duì)稱嚙合的齒輪組成，第二舵機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)齒輪組(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪組(6)帶動(dòng)夾爪(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱張合動(dòng)作。5.如權(quán)利要求1所述的夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，其特征在于:所述滑環(huán)(9)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)相互獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)與所述第一舵機(jī)(3)固定連接，內(nèi)環(huán)與所述夾爪(1)固定連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種夾持與輪滾結(jié)合的機(jī)器人末端模塊，包括夾爪、滑塊、第一舵機(jī)、彈性凸起件、齒輪組、第二舵機(jī)、第一連接件和滑環(huán)，夾爪通過(guò)第一連接板和齒輪組連接，第二舵機(jī)安裝在齒輪組上方，安裝在夾爪外層的凹槽上，凹槽兩端設(shè)有圓柱孔，彈性凸起件安裝在所述圓柱孔內(nèi)，夾爪與第一舵機(jī)通過(guò)滑環(huán)連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的末端夾持器模塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在比較平坦的地面上，夾持器可以轉(zhuǎn)換成滾輪，通過(guò)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的輪式爬行方式，提高了其爬行速度和爬行穩(wěn)定性。
【IPC分類】B25J5/00, B25J15/00, B25J15/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205097176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520803277
【發(fā)明人】管貽生, 楊宇峰, 吳文強(qiáng), 邱俊佳, 黃卓
【申請(qǐng)人】佛山博文機(jī)器人自動(dòng)化科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日