專利名稱：列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著動(dòng)車(chē)、高速列車(chē)的發(fā)展，對(duì)旅客列車(chē)空調(diào)通風(fēng)管道的要求是越來(lái)越規(guī)范化。但在旅客列車(chē)空調(diào)通風(fēng)管道安裝、運(yùn)行中，難免有雜物進(jìn)入風(fēng)管內(nèi)，對(duì)空調(diào)運(yùn)行帶來(lái)一定的危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，它具有圖像傳輸、自動(dòng)取物等多項(xiàng)功能，可用筆記本電腦進(jìn)行控制，且工作效果好、設(shè)備性能穩(wěn)定、操作方便，效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊、重量輕、攜帯方便。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，ー種列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，包括車(chē)身，車(chē)身兩側(cè)各裝有一條行走履帯，車(chē)身前、后端分別裝有攝像頭和燈光，且車(chē)身前端還裝有機(jī)械臂，其特征是，所述機(jī)械臂與車(chē)身連接端裝有旋轉(zhuǎn)云臺(tái)且機(jī)械臂另一端裝有兩個(gè)機(jī)械手夾板，并在車(chē)身內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)云臺(tái)旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)電機(jī)；所述機(jī)械臂包括控制機(jī)械手夾板向各方向轉(zhuǎn)動(dòng)的換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組，換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組前端通過(guò)機(jī)械手固定支架與機(jī)械手夾板相連，所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組內(nèi)設(shè)有控制兩個(gè)機(jī)械手夾板張開(kāi)或閉合的機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸組與機(jī)械手夾板連接，所述換向節(jié)組后端與旋轉(zhuǎn)云臺(tái)連接。所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組依次包括第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)、第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)、第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)、 第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)和第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，所述第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)底端固定在旋轉(zhuǎn)云臺(tái)頂部，第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)與第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)通過(guò)第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸連接而使第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)可繞第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)內(nèi)設(shè)有第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪，第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪一端與第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接且第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪另一端與第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)軸相連；第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)與第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)通過(guò)第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸連接而使第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)可繞第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)內(nèi)設(shè)有第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪，第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪一端與第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接且第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪另一端與第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)軸相連；所述第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)內(nèi)設(shè)有第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板，第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)內(nèi)設(shè)有第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)與第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)通過(guò)第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)連接，且第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)兩端分別連接第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板和第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)而使第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)可繞第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)安裝在第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)上。所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)筒體、運(yùn)動(dòng)齒條、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過(guò)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪與運(yùn)動(dòng)齒條連接，運(yùn)動(dòng)齒條的一端連接到運(yùn)動(dòng)筒體，該運(yùn)動(dòng)筒體與轉(zhuǎn)動(dòng)軸組相連。所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)置于第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)內(nèi)。
所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組包括機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸、機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸、連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸與機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)的機(jī)械手活動(dòng)支架和連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸與機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸及連接機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸與機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的機(jī)械手活動(dòng)連接板。本發(fā)明的機(jī)械機(jī)構(gòu)工作原理如下參見(jiàn)圖3，啟動(dòng)圖3所示行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)38，通過(guò)傘形驅(qū)動(dòng)齒輪39、40旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)行走驅(qū)動(dòng)軸41旋轉(zhuǎn)，行走驅(qū)動(dòng)軸41帶動(dòng)履帶輪42，履帶輪42旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)履帶4運(yùn)動(dòng)，則可實(shí)現(xiàn)車(chē)身1的前后、左右行走；啟動(dòng)云臺(tái)電機(jī)37，旋轉(zhuǎn)臺(tái)36旋轉(zhuǎn)；啟動(dòng)后攝像頭燈光系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī) 34，后攝像頭7、燈光4、5上下旋轉(zhuǎn)；參見(jiàn)圖4，啟動(dòng)圖4所示前攝像頭燈光系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)43，后攝像頭20、燈光18、19 上下旋轉(zhuǎn)；啟動(dòng)第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)46，則第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10上下運(yùn)動(dòng)；啟動(dòng)第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)47，則第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11上下運(yùn)動(dòng)；啟動(dòng)第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50，則第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12左右旋轉(zhuǎn)；啟動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)53，則機(jī)械夾板16、17張開(kāi)或合攏。本發(fā)明的控制電路包括第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、12V直流電源電路、24V直流電源電路、攝像頭與照明燈控制電路、第一換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第二換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第三換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第四換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第五換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、左行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、右行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、前后攝像頭與燈光系統(tǒng)俯仰驅(qū)動(dòng)電路、各攝像頭與燈光控制電路；這些電路可集中在一個(gè)安裝于車(chē)體內(nèi)的控制電路盒中，其控制信號(hào)輸出線及電源線等相關(guān)導(dǎo)線通過(guò)接插ロ或接插頭(如耐用和密閉性好的“航空接頭”)同相應(yīng)的負(fù)載連接， 并且筆記本電腦的串ロ輸出用信號(hào)電纜依次經(jīng)接ロ電路的第一電平轉(zhuǎn)換電路和第二電平轉(zhuǎn)換電路接至單片機(jī)的信號(hào)輸入端；所述單片機(jī)的多路控制信號(hào)輸出端分別同以下驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接攝像頭與照明燈控制電路，各換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，前后攝像頭與燈光系統(tǒng)俯仰驅(qū)動(dòng)電路，各攝像頭與燈光控制電路；還可以在以上所述單片機(jī)的多路控制信號(hào)輸出端與所述各驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置驅(qū)動(dòng)隔離電路；所述攝像頭與照明燈控制電路的后級(jí)信號(hào)控制端分別同所述車(chē)身前部攝像頭、車(chē)身前部照明燈、車(chē)身后部攝像頭、車(chē)身后部照明燈、視頻采集卡連接，而所述攝像頭的輸出信號(hào)經(jīng)視頻采集卡送至筆記本電腦(進(jìn)行顯示或儲(chǔ)存)；所述機(jī)械臂各換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路分別同對(duì)應(yīng)組的換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源端子連接；所述12V直流電源電路向圖5中單片機(jī)左側(cè)各工作電路提供工作電源并經(jīng)穩(wěn)壓模塊向單片機(jī)提供工作電源，24V直流電源電路向圖5中單片機(jī)右側(cè)各工作電路提供工作電源。上述方案采用筆記本電腦控制，具有智能化、自動(dòng)化和軟件化的操作平臺(tái)，裝置體積小、使用靈活方便，行走、取物定位準(zhǔn)確、攝像與錄像及時(shí)方便，可直接生成影視文件。圖6、7、8是圖5所示框圖的實(shí)際電路圖。圖6中，Jl輸出轉(zhuǎn)換后的指令，J2接筆記本電腦(上位機(jī))的串ロ。
圖7中，Ul為機(jī)器人的主控制芯片，機(jī)器人的運(yùn)行動(dòng)作和各種環(huán)境參數(shù)的采集和處理都要通過(guò)這個(gè)微處理器進(jìn)行加工處理。J3為控制電路部分的電源輸入端，在通過(guò)集成穩(wěn)壓芯片進(jìn)行穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V 電壓。JPl是ー個(gè)硬件看門(mén)狗，它的主要作用是在微處理器由于意外情況失控后從新啟動(dòng)微處理器，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。JP4為攝像頭的連接插座，攝像頭的切換是通過(guò)三極管Q4、Q7、Q3、Q8的關(guān)斷和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。JP6是燈光的連接插座，燈光的切換是通過(guò)三極管Ql、Q5、Q2、Q6的關(guān)斷和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而燈光的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)是通過(guò)PWM調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖中UlO是用來(lái)隔離微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的作用。圖8中Jl是驅(qū)動(dòng)部分和微處理器部分的連線接ロ。J2、J3是驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)壓集成電路，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供穩(wěn)定的電壓。U1、U2為大電流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其中換向節(jié)電機(jī)，行走電機(jī)，云臺(tái)電機(jī)，都由他們來(lái)驅(qū)動(dòng)。U14、U15為小電流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，攝像頭的旋轉(zhuǎn)電機(jī)就是由這個(gè)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)的。由以上可知，本發(fā)明為列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，它可前后、左右運(yùn)動(dòng)；可以拾取各種物體；可用筆記本電腦進(jìn)行控制，且工作效果好、設(shè)備性能穩(wěn)定、操作方便，效率高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊、重量輕、攜帯方便。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的整機(jī)外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示裝置前視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(帶局部剖視)；圖4是圖1所示裝置的前視結(jié)構(gòu)示意圖(帶局部剖視)；圖5是ー種實(shí)施例的控制電路框圖；圖6是圖5中單片機(jī)的一種實(shí)施例主控芯片電路圖；圖7是圖5中攝像頭與照明燈控制電路的ー種實(shí)施例電路；圖8是圖5中第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路及12V直流電源電路、24V直流電源電路、穩(wěn)壓模塊的一種實(shí)施例電路；圖9是圖5中傳感器信號(hào)處理電路的ー種實(shí)施例電路；圖10是圖5中由24V直流電源電路做電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)電路中的一組線路；圖11是圖5中由12V直流電源電路做電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)電路中的一組線路；在附圖中I-車(chē)身，2-天線，3-右履帯，4-左履帯，5、6_后照明燈， 7-后攝像頭8-航空接頭， 9-第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，10-第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，11-第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，12-第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，13-第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)，14、15-機(jī)械手固定支架，
16、17-機(jī)械手夾板，20-前攝像頭，23-主攝像頭，沈、27-機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，30、31_機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸，34-后攝像頭燈光系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，36-旋轉(zhuǎn)云臺(tái)， 37-云臺(tái)電機(jī)，39、40_傘形驅(qū)動(dòng)齒輪，42-履帶輪，44-第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸，46-第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，48-第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)傳動(dòng)齒輪，50-第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，52-第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板，54-機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪，56-運(yùn)動(dòng)筒體。
具體實(shí)施例方式如圖1-圖4所示，一種列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，包括車(chē)身1，車(chē)身1兩側(cè)各裝有一條行走履帶0，3)，車(chē)身1前、后端分別裝有攝像頭20，7和燈光，且車(chē)身1前端還裝有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂與車(chē)身1連接端裝有旋轉(zhuǎn)云臺(tái)36且機(jī)械臂另一端裝有兩個(gè)機(jī)械手夾板16，17，并在車(chē)身1內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)云臺(tái)36旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)電機(jī)37 ；所述機(jī)械臂包括控制機(jī)械手夾板向各方向轉(zhuǎn)動(dòng)的換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組，換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組前端通過(guò)機(jī)械手固定支架14，15與機(jī)械手夾板16，17相連，所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組內(nèi)設(shè)有控制兩個(gè)機(jī)械手夾板16，17張開(kāi)或閉合的機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸組與機(jī)械手夾板16，17連接，所述換向節(jié)組后端與旋轉(zhuǎn)云臺(tái)36連接。所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組依次包括第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)9、第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10、第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11、第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12和第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)13，所述第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)9底端固定在旋轉(zhuǎn)云臺(tái)36頂部，第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)9與第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10通過(guò)第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸44連接而使第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10可繞第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸44上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10內(nèi)設(shè)有第 ニ換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)46和第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪45，第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪45 —端與第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接且第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪45另一端與第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)軸44相連； 第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10與第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11通過(guò)第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸49連接而使第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11可繞第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸49上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)10內(nèi)設(shè)有第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)47和第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪48，第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪48 —端與第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī) 47輸出軸連接且第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪48另一端與第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸49相連；所述第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12內(nèi)設(shè)有第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板52，第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11內(nèi)設(shè)有第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50，所述第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)11與第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12通過(guò)第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)51連接，且第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)51兩端分別連接第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板52和第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50而
18、19-前照明燈， 21、22_主照明燈， 24、25_機(jī)械手活動(dòng)支架， 觀、29-機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸， 32、33-機(jī)械手活動(dòng)連接板 35-后攝像頭燈光系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)齒輪， 38-行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 41-行走驅(qū)動(dòng)軸
43-前攝像頭燈光系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 45-第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)傳動(dòng)齒輪， 47-第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 49-第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸， 51-第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)， 53-機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)， 55-運(yùn)動(dòng)齒條，
6使第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12可繞第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)51左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)13安裝在第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)12上。所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)筒體56、運(yùn)動(dòng)齒條55、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)53和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪M，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)53的輸出軸通過(guò)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪M與運(yùn)動(dòng)齒條55連接，運(yùn)動(dòng)齒條55的一端連接到運(yùn)動(dòng)筒體56，該運(yùn)動(dòng)筒體56與轉(zhuǎn)動(dòng)軸組相連。所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)置于第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)13內(nèi)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組包括機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸沈，27、機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸觀，29、機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸30，31、連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸沈，27與機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)的機(jī)械手活動(dòng)支架24，25 和連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸沈，27與機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸觀，四及連接機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸28， 29與機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸30，31的機(jī)械手活動(dòng)連接板32，33。參見(jiàn)圖5，本發(fā)明的控制電路包括第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、 12V直流電源電路、24V直流電源電路、攝像頭與照明燈控制電路、第一換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、 第二換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第三換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第四換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、第五換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、左行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、右行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、前后攝像頭與燈光系統(tǒng)俯仰驅(qū)動(dòng)電路、各攝像頭與燈光控制電路；這些電路可集中在ー個(gè)安裝于車(chē)體內(nèi)的控制電路盒中，其控制信號(hào)輸出線及電源線等相關(guān)導(dǎo)線通過(guò)接插ロ或接插頭(如耐用和密閉性好的 “航空接頭”)同相應(yīng)的負(fù)載連接，并且筆記本電腦的串ロ輸出用信號(hào)電纜依次經(jīng)接ロ電路的第一電平轉(zhuǎn)換電路和第二電平轉(zhuǎn)換電路接至單片機(jī)的信號(hào)輸入端；所述單片機(jī)的多路控制信號(hào)輸出端分別同以下驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接攝像頭與照明燈控制電路，各換向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，前后攝像頭與燈光系統(tǒng)俯仰驅(qū)動(dòng)電路，各攝像頭與燈光控制電路；還可以在以上所述單片機(jī)的多路控制信號(hào)輸出端與所述各驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置驅(qū)動(dòng)隔離電路；所述攝像頭與照明燈控制電路的后級(jí)信號(hào)控制端分別同所述車(chē)身前部攝像頭、車(chē)身前部照明燈、車(chē)身后部攝像頭、車(chē)身后部照明燈、視頻采集卡連接，而所述攝像頭的輸出信號(hào)經(jīng)視頻采集卡送至筆記本電腦(進(jìn)行顯示或儲(chǔ)存)；所述機(jī)械臂各換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路分別同對(duì)應(yīng)組的換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源端子連接；所述12V直流電源電路向圖5中單片機(jī)左側(cè)各工作電路提供工作電源并經(jīng)穩(wěn)壓模塊向單片機(jī)提供工作電源，24V直流電源電路向圖5中單片機(jī)右側(cè)各工作電路提供工作電源。上述方案采用筆記本電腦控制，具有智能化、自動(dòng)化和軟件化的操作平臺(tái)，裝置體積小、使用靈活方便，行走、取物定位準(zhǔn)確、攝像與錄像及時(shí)方便，可直接生成影視文件。圖6、7、8是圖5所示框圖的實(shí)際電路圖。圖6中，Jl輸出轉(zhuǎn)換后的指令，J2接筆記本電腦(上位機(jī))的串ロ。
圖7中，Ul為機(jī)器人的主控制芯片，機(jī)器人的運(yùn)行動(dòng)作和各種環(huán)境參數(shù)的采集和處理都要通過(guò)這個(gè)微處理器進(jìn)行加工處理。J3為控制電路部分的電源輸入端，在通過(guò)集成穩(wěn)壓芯片進(jìn)行穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V 電壓。JPl是ー個(gè)硬件看門(mén)狗，它的主要作用是在微處理器由于意外情況失控后從新啟動(dòng)微處理器，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。JP4為攝像頭的連接插座，攝像頭的切換是通過(guò)三極管Q4、Q7、Q3、Q8的關(guān)斷和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。JP6是燈光的連接插座，燈光的切換是通過(guò)三極管Ql、Q5、Q2、Q6的關(guān)斷和導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而燈光的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)是通過(guò)PWM調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖中UlO是用來(lái)隔離微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的作用。圖8中Jl是驅(qū)動(dòng)部分和微處理器部分的連線接ロ。J2、J3是驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)壓集成電路，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供穩(wěn)定的電壓。U1、U2為大電流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其中換向節(jié)電機(jī)，行走電機(jī)，云臺(tái)電機(jī)，都由他們來(lái)驅(qū)動(dòng)。U14、U15為小電流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，攝像頭的旋轉(zhuǎn)電機(jī)就是由這個(gè)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)的。本發(fā)明所述用于列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人技術(shù)參數(shù)有1、驅(qū)動(dòng)部分指標(biāo)機(jī)器移動(dòng)距離大于100米；不規(guī)則障礙物越障高度大于10cm。2、監(jiān)視部分指標(biāo)攝像頭800萬(wàn)象素；俯仰旋轉(zhuǎn)120°。3、控制器重量小于3kg。
權(quán)利要求
1.一種列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，包括車(chē)身(1)，車(chē)身(1)兩側(cè)各裝有一條行走履帶 0，3)，車(chē)身⑴前、后端分別裝有攝像頭00，7)和燈光，且車(chē)身⑴前端還裝有機(jī)械臂，其特征是，所述機(jī)械臂與車(chē)身(1)連接端裝有旋轉(zhuǎn)云臺(tái)(36)且機(jī)械臂另一端裝有兩個(gè)機(jī)械手夾板(16，17)，并在車(chē)身(1)內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)云臺(tái)(36)旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)電機(jī)(37)；所述機(jī)械臂包括控制機(jī)械手夾板(16，17)向各方向轉(zhuǎn)動(dòng)的換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組，換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組前端通過(guò)機(jī)械手固定支架(14,1 與機(jī)械手夾板(16，17)相連，所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組內(nèi)設(shè)有控制兩個(gè)機(jī)械手夾板(16，17)張開(kāi)或閉合的機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸組與機(jī)械手夾板(16，17)連接，所述換向節(jié)組后端與旋轉(zhuǎn)云臺(tái)(36)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，其特征是，所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組依次包括第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(9)、第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(10)、第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(11)、第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié) (12)和第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(13)，所述第一換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(9)底端固定在旋轉(zhuǎn)云臺(tái)(36)頂部，第 ー換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(9)與第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(10)通過(guò)第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸G4)連接而使第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(10)可繞第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸G4)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(10)內(nèi)設(shè)有第 ニ換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)G6)和第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪(45)，第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪0 —端與第 ニ換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接且第二換向節(jié)傳動(dòng)齒輪0 另一端與第二換向節(jié)驅(qū)動(dòng)節(jié)軸 (44)相連；第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(10)與第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(11)通過(guò)第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸G9)連接而使第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(11)可繞第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸G9)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并在第二換向驅(qū)動(dòng)節(jié) (10)內(nèi)設(shè)有第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)G7)和第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪(48)，第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪 (48) 一端與第三換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)G7)輸出軸連接且第三換向節(jié)傳動(dòng)齒輪G8)另一端與第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)軸G9)相連；所述第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(1 內(nèi)設(shè)有第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板(52)， 第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(11)內(nèi)設(shè)有第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(50)，所述第三換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(11)與第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(1 通過(guò)第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)(51)連接，且第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)(51)兩端分別連接第五換向節(jié)驅(qū)動(dòng)板(5 和第四換向節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(50)而使第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(12)可繞第四換向節(jié)傳動(dòng)關(guān)節(jié)(51)左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(1 安裝在第四換向驅(qū)動(dòng)節(jié) (12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，其特征是，所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)筒體(56)、運(yùn)動(dòng)齒條(55)、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)(5 和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪 64)，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)(5 的輸出軸通過(guò)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)齒輪(54)與運(yùn)動(dòng)齒條(55) 連接，運(yùn)動(dòng)齒條(5 的一端連接到運(yùn)動(dòng)筒體(56)，該運(yùn)動(dòng)筒體(56)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸組相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，其特征是，所述機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)置于第五換向驅(qū)動(dòng)節(jié)(13)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，其特征是，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組包括機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸06，27)、機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸08，四)、機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸(30，31)、連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(26，27)與機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)的機(jī)械手活動(dòng)支架(M，2 和連接機(jī)械手第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸(沈，27)與機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸( ，29)及連接機(jī)械手第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸( ，29)與機(jī)械手第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸(30，31)的機(jī)械手活動(dòng)連接板(32，33)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物的機(jī)器人，機(jī)械臂與車(chē)身連接端裝有旋轉(zhuǎn)云臺(tái)且機(jī)械臂另一端裝有兩個(gè)機(jī)械手夾板，并在車(chē)身內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)云臺(tái)旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)電機(jī)；所述機(jī)械臂包括控制機(jī)械手夾板向各方向轉(zhuǎn)動(dòng)的換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組，換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組前端通過(guò)機(jī)械手固定支架與機(jī)械手夾板相連，所述換向驅(qū)動(dòng)節(jié)組內(nèi)設(shè)有控制兩個(gè)機(jī)械手夾板張開(kāi)或閉合的機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手控制機(jī)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸組與機(jī)械手夾板連接，所述換向節(jié)組后端與旋轉(zhuǎn)云臺(tái)連接。本發(fā)明為列車(chē)空調(diào)管道內(nèi)取物機(jī)器人，它可前后、左右運(yùn)動(dòng)；可以拾取各種物體；可用筆記本電腦進(jìn)行控制，且工作效果好、設(shè)備性能穩(wěn)定、操作方便，效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊、重量輕、攜帶方便。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102554915SQ20121000400
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者祝加鏵, 雷學(xué)軍, 雷謹(jǐn)榕 申請(qǐng)人:雷學(xué)軍