專利名稱：具有越障功能的三自由度機器人的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機器人，具體的說是一種具有越障功能的三自由度機器人。
(二)
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各類機械裝置已經(jīng)應用到各個領域中，能夠?qū)崿F(xiàn)自主越障， 并能實現(xiàn)具有一定功能的機械手抓取物體，是未來工業(yè)機器人發(fā)展的一種趨勢。傳統(tǒng)的機 械式具有越障功能的機器人設計思想局限于結(jié)構(gòu)復雜，工藝加工困難，體積龐大等。因此 該種機構(gòu)在實際生產(chǎn)生活中應用范圍較小。如專利號為200710191637. 3，名為"復合式越 障行走系統(tǒng)"中的越障機構(gòu)雖然具有良好的越障性能，但其結(jié)構(gòu)較復雜，體積較大。除此之 外，先前的越障機器人很少有和三自由度手相結(jié)合起來的，既實現(xiàn)越障行走功能，又實現(xiàn)抓 取和干擾物體的功能。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以進行一次越障功能，并且進行拉伸，升降，俯仰機
械手，準確定位，抓取或干擾一定形狀的物體的具有越障功能的三自由度機器人。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種具有越障功能的三自由度機器人，它主要包括
行走機構(gòu)、底盤機架、機架、三自由度機械手，其特征是還包括越障行走機構(gòu)、支架，行走機
構(gòu)固定在底盤機架下部，支架、機架固定在底盤機架上部，越障行走機構(gòu)固定在支架下部，
三自由度機械手安裝在機架上。
本發(fā)明還可以包括如下的結(jié)構(gòu)特征 1、越障行走機構(gòu)包括支架、前后行走機構(gòu)、前軸、彈簧、前緊固裝置、后軸、后緊固 裝置、皮筋、觸發(fā)桿、銷桿、銷座、復位桿、限位桿；越障行走機構(gòu)中包括前行走機構(gòu)和后行走 機構(gòu)，前行走機構(gòu)安裝在前軸上，前行走機構(gòu)頂端固定有彈簧一端，前緊固裝置一端，彈簧 另一端與支架固定，前緊固裝置另一端與觸發(fā)桿中的凹槽相扣；后行走機構(gòu)安裝在后軸上， 后緊固裝置一端固定在后行走機構(gòu)軸向一側(cè)，另一端固定在凹槽中，皮筋一端固定在后行 走機構(gòu)軸向一側(cè)，另一端固定在支架；觸發(fā)桿一側(cè)與支架之間由皮筋連接，在支架上固定有 銷座，銷桿穿過銷座，銷桿上固定有復位桿、限位桿，限位桿與銷座外側(cè)直徑套有彈簧。
2、所述的三自由度機械手，包括升降機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、夾緊機構(gòu)；升降 機構(gòu)包括固定桿、升降滑桿、升降滑道，拉伸機構(gòu)包括拉伸滑桿、拉伸滑道、軸承、軸承座，電 機，旋轉(zhuǎn)盤、巻線輪、鋼絲繩，俯仰機構(gòu)的頸部結(jié)構(gòu)安裝在升降滑桿上，夾緊機構(gòu)包括圓盤、 機械手一、機械手二、三角桿、電機、導塊、舵機；升降滑道包括機架、軸承座、軸承，升降滑桿 安裝在升降滑道上，軸承座固定在升降滑桿上，軸承固定在軸承座上，固定桿與升降滑桿固 定，升降電機固定在底盤機架上，巻線輪安裝在升降電機上，鋼絲繩繞在巻線輪上；拉伸滑 道包括固定桿、軸承、軸承座，拉伸滑桿安裝在拉伸滑道上，軸承座固定在固定桿上，軸承固 定在軸承座上，拉伸電機固定在拉伸滑桿尾部，旋轉(zhuǎn)盤安裝在拉伸電機上；圓盤固定在頸部 結(jié)構(gòu)上，機械手一、機械手二安裝在圓盤上。
3、電機、導塊、舵機安裝在圓盤上，三角桿為等邊三角形，安裝在電機上，三角桿的 三個頂點上分別安裝機械手一的三個手抓的一端，并且三個手抓安裝在導塊中，機械手二 手抓與舵機相連。 4、所述的行走機構(gòu)由車輪，聯(lián)軸器，電機組成，固定在底盤機架上。
5、在機械手二添加鋼絲。 6、所述的越障機構(gòu)、底盤機架下方，安裝紅外傳感器。 本發(fā)明將越障行走功能與三自由度手結(jié)合起來，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可以被利用 在機器人競技領域，還可以用于具有障礙物的環(huán)境，實現(xiàn)越障，對固定目標精確抓取和干擾 物體等，并且能和其他機器人配合組成其他具有特殊功能的機器人。
(四)


圖1是本發(fā)明的組裝視示意圖； 圖2是本發(fā)明的滑道示意圖； 圖3是本發(fā)明的機械手一、機械手二示意圖； 圖4是本發(fā)明越障機構(gòu)示意圖。
(五)
具體實施例方式下面結(jié)合附圖具體對本發(fā)明做更詳細的描述 實施方案一 如圖1，它主要包括行走機構(gòu)7、底盤機架6、機架2、三自由度機械手， 它還包括越障行走機構(gòu)8、支架20，行走機構(gòu)7固定在底盤機架6下部，支架20、機架2固定 在底盤機架6上部，越障行走機構(gòu)8固定在支架20下部，三自由度機械手安裝在機架2上。
如圖2，越障行走機構(gòu)8包括支架20、前后行走機構(gòu)19、前軸35、彈簧29、彈簧33、 前緊固裝置27、后軸25、后緊固裝置26、皮筋28、觸發(fā)桿21、銷桿31、銷座32、復位桿30、限 位桿34。越障行走機構(gòu)8固定在支架20下端，支架20固定在底盤機架6上，前行走機構(gòu) 19安裝在前軸35上，前行走機構(gòu)19頂端固定有彈簧29 —端，前緊固裝置27 —端，彈簧29 另一端與支架20固定，前緊固裝置27另一端與觸發(fā)桿21中的凹槽22相扣；后行走機構(gòu) 26安裝在后軸25上，后緊固裝置26 —端固定在后行走機構(gòu)26軸向一側(cè)，另一端固定在凹 槽22中，皮筋28 —端固定在后行走機構(gòu)26軸向一側(cè)，另一端固定在支架20上。觸發(fā)桿21 一側(cè)與支架20之間由皮筋23連接，在支架20上固定有銷座32，銷桿31穿過銷座32，銷桿 31上固定有復位桿30、限位桿34，限位桿34與銷座32外側(cè)直徑套有彈簧33。在越障過程 中的初始狀態(tài)，前行走機構(gòu)19與地面平行，后行走機構(gòu)26與地面接觸，此時皮筋23、皮筋 28、彈簧29處于拉伸狀態(tài)，彈簧33處于松弛狀態(tài)。當觸發(fā)桿21遇到障礙物，使觸發(fā)桿21 旋轉(zhuǎn)，凹槽22中的前緊固裝置27、后緊固裝置24脫離凹槽，各個儲能元件復位，后行走機構(gòu) 26旋轉(zhuǎn)與地面平行，前行走機構(gòu)19旋轉(zhuǎn)與地面接觸，在前行走機構(gòu)19旋轉(zhuǎn)時，銷桿31在彈 簧33的作用下沿著軸向伸縮，從而保證前行走機構(gòu)位置固定。 如圖1 3，所述的三自由度機械手，包括升降機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、夾緊機 構(gòu)；升降機構(gòu)包括固定桿13、升降滑桿10、升降滑道12，拉伸機構(gòu)包括拉伸滑桿11、拉伸滑 道9、軸承、軸承座，電機，旋轉(zhuǎn)盤、巻線輪、鋼絲繩，俯仰機構(gòu)的頸部結(jié)構(gòu)3安裝在升降滑桿 10上夾緊機構(gòu)包括圓盤14、機械手一 4、機械手二 5、三角桿16、電機17、導塊15、舵機18 ;升降滑道12包括機架2、軸承座、軸承，升降滑桿10安裝在升降滑道13上，軸承座固定在升 降滑桿10上，軸承固定在軸承座上，固定桿13與升降滑桿10固定，升降電機固定在底盤機 架6上，巻線輪安裝在升降電機上，鋼絲繩繞在巻線輪上；拉伸滑道9包括固定桿13、軸承、 軸承座，拉伸滑桿11安裝在拉伸滑道9上，軸承座固定在固定桿13上，軸承固定在軸承座 上，拉伸電機1固定在拉伸滑桿11尾部，旋轉(zhuǎn)盤安裝在拉伸電機上；圓盤14固定在頸部結(jié) 構(gòu)3上，機械手一 4、機械手二 5安裝在圓盤14上。 如圖3，電機17、導塊15、舵機18安裝在圓盤14上，三角桿16為等邊三角形，安裝 在電機18上，三角桿16的三個頂點上分別安裝機械手一 4的三個手抓的一端，并且三個手 抓安裝在導塊15中，機械手二手抓與舵機18相連。 如圖l，行走機構(gòu)7由車輪，聯(lián)軸器，電機組成，固定在底盤機架6上。 實施方案二 為了適應機械手二 5抓取球類，在機械手二添加鋼絲，將鋼絲彎成適
用球類抓取保證球類不滑落的角度。 實施方案三越障機構(gòu)8、底盤機架6下方，安裝紅外傳感器，用于確定機器人行走 路線。由于該發(fā)明需要越障，所以位于越障機構(gòu)8處的傳感器，在傳感器完成路線規(guī)劃任務 后，可以由電機帶動旋轉(zhuǎn)到上方，從而不妨礙越障運動。
權(quán)利要求
一種具有越障功能的三自由度機器人，它主要包括行走機構(gòu)、底盤機架、機架、三自由度機械手，其特征是還包括越障行走機構(gòu)、支架，行走機構(gòu)固定在底盤機架下部，支架、機架固定在底盤機架上部，越障行走機構(gòu)固定在支架下部，三自由度機械手安裝在機架上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是越障行走機構(gòu) 包括支架、前后行走機構(gòu)、前軸、彈簧、前緊固裝置、后軸、后緊固裝置、皮筋、觸發(fā)桿、銷桿、 銷座、復位桿、限位桿；前行走機構(gòu)安裝在前軸上，前行走機構(gòu)頂端固定有彈簧一端、前緊固 裝置一端，彈簧另一端與支架固定，前緊固裝置另一端與觸發(fā)桿中的凹槽相扣；后行走機構(gòu) 安裝在后軸上，后緊固裝置一端固定在后行走機構(gòu)軸向一側(cè)，另一端固定在凹槽中，皮筋一 端固定在后行走機構(gòu)軸向一側(cè)，另一端固定在支架；觸發(fā)桿一側(cè)與支架之間由皮筋連接，在 支架上固定有銷座，銷桿穿過銷座，銷桿上固定有復位桿、限位桿，限位桿與銷座外側(cè)直徑 套有彈簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是所述的三自由 度機械手，包括升降機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、夾緊機構(gòu)；升降機構(gòu)包括固定桿、升降滑桿、 升降滑道，拉伸機構(gòu)包括拉伸滑桿、拉伸滑道、軸承、軸承座，電機，旋轉(zhuǎn)盤、巻線輪、鋼絲繩， 俯仰機構(gòu)的頸部結(jié)構(gòu)安裝在升降滑桿上，夾緊機構(gòu)包括圓盤、機械手一、機械手二、三角桿、 電機、導塊、舵機；升降滑道包括機架、軸承座、軸承，升降滑桿安裝在升降滑道上，軸承座固 定在升降滑桿上，軸承固定在軸承座上，固定桿與升降滑桿固定，升降電機固定在底盤機架上，巻線輪安裝在升降電機上，鋼絲繩繞在巻線輪上；拉伸滑道包括固定桿、軸承、軸承座， 拉伸滑桿安裝在拉伸滑道上，軸承座固定在固定桿上，軸承固定在軸承座上，拉伸電機固定 在拉伸滑桿尾部，旋轉(zhuǎn)盤安裝在拉伸電機上；圓盤固定在頸部結(jié)構(gòu)上，機械手一、機械手二 安裝在圓盤上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是電機、導塊、舵 機安裝在圓盤上，三角桿為等邊三角形，安裝在電機上，三角桿的三個頂點上分別安裝機械 手一的三個手抓的一端，并且三個手抓安裝在導塊中，機械手二手抓與舵機相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是所述的行走機 構(gòu)由車輪、聯(lián)軸器、電機組成，固定在底盤機架上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是在機械手二添 加鋼絲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有越障功能的三自由度機器人，其特征是所述的越障行 走機構(gòu)、底盤機架下方，安裝紅外傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種具有越障功能的三自由度機器人。它主要包括行走機構(gòu)、底盤機架、機架、三自由度機械手，還包括越障行走機構(gòu)、支架，行走機構(gòu)固定在底盤機架下部，支架、機架固定在底盤機架上部，越障行走機構(gòu)固定在支架下部，三自由度機械手安裝在機架上。本發(fā)明可以具有跨越一定高度障礙物，實現(xiàn)三個自由度抓取和干擾物體，并可以配合其他機器人組成具有特殊功能的機器人。
文檔編號B62D57/00GK101716763SQ200910073218
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者宮含洋, 左永勝, 徐正毅, 方堃, 沈利鋒, 王斌, 陳東良 申請人:哈爾濱工程大學