一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，包括轮式底盘（1）、支承框架（2）、车身移动组件（3）、电驱动转体组件（4）、液压式抬腿组件（5）、车身承载基座（6）、车身升降组件（7）、机械臂组件（8）、可旋转车身组件（9）以及视觉信息采集装置（10）；所述的视觉信息采集装置（10）共有四组,本发明专利技术是一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其移动装置综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速进入危险区域，通过车身移动组件、车身升降组件、可旋转车身组件以及双六自由度机械臂的协调运动，代替工作人员执行复杂任务，操作空间大，工作能力强、效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人，具体是一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，属于机器人

技术介绍
在很多电力危险区域，通常不适合人员手工作业，这时通常需要移动能力良好且工作能力强的机器人来代替人工执行任务。现有的技术方案中，轮式移动装置速度快但越障能力差，腿式移动装置越障能力强但移动速度慢；此外，现有的机器人通常操作空间较小，工作能力差，无法执行复杂任务。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其移动装置综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速进入危险区域，通过车身移动组件、车身升降组件、可旋转车身组件以及双六自由度机械臂的协调运动，代替工作人员执行复杂任务，操作空间大，工作能力强、效率高。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，包括轮式底盘、支承框架、车身移动组件、电驱动转体组件、液压式抬腿组件、车身承载基座、车身升降组件、机械臂组件、可旋转车身组件以及视觉信息采集装置；；两套轮式底盘为双臂机器人提供移动速度快的轮式移动方式，车身移动组件调节机器人的重心位置，电驱动转体组件和液压式抬腿组件为双臂机器人提供越障能力强的腿式移动方式，从而组合成兼具移动速度快和越障能力强两个优点的运动装置，快速到达危险区域；在四组视觉信息采集装置获取到的视觉信息的指导下，通过车身移动组件和可旋转车身组件调整机器人车身的平面位置和姿态，通过车身升降组件调整车身高度，再结合双六自由度机械臂组件的协调运动，代替工作人员在极大的工作空间内执行复杂的操作任务；所述的轮式底盘与市面上典型的轮式底盘结构相同，仅在部分装配尺寸上有所调整；所述的视觉信息采集装置共有四组，分别安装在可旋转车身组件的前、后、左、右四个方位；为操作人员提供机器人所处位置的周边视觉信息，以便于机器人的远程操纵；所述的可旋转车身组件包括车身旋转基座、车身旋转轴承、车身、车身旋转减速器、车身旋转电机以及车身顶盖；车身旋转轴承内外圈分别与车身和车身旋转基座螺栓连接，车身旋转减速器通过螺栓固定在车身上，其输出轴与车身旋转基座键连接并经挡片轴向定位；车身旋转电机的输出转矩经车身旋转减速器放大之后，带动车身相对于车身旋转基座绕车身旋转轴承的轴线方向旋转，从而实现机器人车身姿态的灵活调整，将机械臂的平面操作空间扩大至360度；车身顶盖通过螺栓固定在车身顶部，以保护车身内的电气设备不受损坏；所述的车身升降组件包括升降架基座、车身升降液压缸、升降架标准杆以及升降架旋转轴；升降架基座通过螺栓组固定在车身承载基座上；一系列升降架标准杆和升降架旋转轴的有机组合与螺母定位，构成叉形升降架，升降架一侧的上下两端分别与车身旋转基座和升降架基座螺栓连接，另一侧的上下两端分别通过升降架旋转轴插入车身旋转基座和升降架基座的限位槽中；车身升降液压缸的缸筒和活塞杆的连接端分别连接在升降架基座和升降架旋转轴上并通过螺栓螺母定位；液压缸活塞杆相对于缸筒的直线运动，经叉形升降架转换为车身旋转基座的上下直线运动，车身旋转基座和升降架基座的限位槽限定其运动范围，从而实现可旋转车身组件的自适应升降，扩大机械臂的纵向操作空间，以满足不同的高度需求；所述的机械臂组件有两组，分别安装在车身两侧，包括轴一组件、轴二组件、轴三组件、轴四组件、轴五组件、轴六组件以及机械臂电气端；轴一组件、轴二组件、轴三组件、轴四组件、轴五组件以及轴六组件依次连接，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；所述的轴一组件包括爪头、爪头旋转轴承、爪头旋转电机以及爪头座；爪头旋转电机嵌入爪头座的矩形孔并由爪头旋转轴承的内圈轴向定位；爪头旋转轴承的内外圈分别与爪头座和爪头螺栓连接；爪头旋转电机的输出轴与爪头键连接，爪头末端可根据任务需求连接夹持机械手或勘探设备；爪头旋转电机输出轴的转动带动爪头绕爪头旋转电机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；所述的轴二组件包括爪头座电机端盖、爪头座旋转电机、爪头座旋转轴承以及小臂；爪头座旋转轴承的内外圈分别与爪头座和小臂螺栓连接，爪头座旋转电机的输出轴与爪头座键连接；爪头座电机端盖经外围孔与小臂螺栓固定，再经内圈孔固定爪头座旋转电机；爪头座旋转电机输出轴的转动带动爪头座绕爪头座旋转电机轴线方向即轴二旋转，从而实现轴一组件绕轴二的旋转；所述的轴三组件包括小臂旋转连接件、小臂旋转轴承、小臂旋转电机以及小臂座；小臂旋转轴承的内外圈分别与小臂旋转连接件和小臂座螺栓连接，小臂旋转连接件的另一端与小臂螺栓连接；小臂旋转电机嵌入小臂座的矩形孔内并经小臂旋转轴承的内圈轴向定位，小臂旋转电机的输出轴与小臂旋转连接件键连接；小臂旋转电机输出轴的转动带动小臂旋转连接件绕小臂旋转电机轴线方向即轴三转动，从而实现轴二组件绕轴三的旋转；所述的轴四组件包括小臂座电机端盖、小臂座旋转轴承、小臂座旋转电机以及大臂；小臂座旋转轴承的内外圈分别与小臂座和大臂螺栓连接，小臂座旋转电机的输出轴与小臂座键连接；小臂座电机端盖经外围孔与大臂螺栓固定，再经内圈孔固定小臂座旋转电机；小臂座旋转电机输出轴的转动带动小臂座绕小臂座旋转电机轴线方向即轴四旋转，从而实现轴三组件绕轴四的旋转；所述的轴五组件包括大臂电机端盖、大臂旋转电机、大臂旋转轴承以及大臂座；大臂旋转轴承的内外圈分别与大臂和大臂座螺栓连接，大臂旋转电机的输出轴与大臂键连接；大臂电机端盖经外围孔与大臂座螺栓固定，再经内圈孔固定大臂旋转电机；大臂旋转电机输出轴的转动带动大臂绕大臂旋转电机轴线方向即轴五旋转，从而实现轴四组件绕轴五的旋转；所述的轴六组件包括大臂座旋转连接件、大臂座旋转轴承、机械臂基座以及大臂座旋转减速电机；机械臂基座通过螺栓固定在车身上，大臂座旋转轴承的内外圈分别与机械臂基座和大臂座旋转连接件螺栓连接，大臂座旋转连接件的另一端与大臂座螺栓连接；大臂座旋转减速电机经螺栓固定在机械臂基座上，其输出轴与大臂座旋转连接件键连接；大臂座旋转减速电机输出轴的转动经大臂座旋转连接件带动大臂座绕大臂座旋转减速电机轴线方向即轴六转动，从而实现轴五组件绕轴六的旋转；所述的车身移动组件包括车身移动电机、车身移动电机座、车身移动联轴器、车身移动驱动块、车身移动连接件、车身移动直线滑块、车身移动滚珠丝杠、车身移动直线滑轨、车身移动基板、车身移动丝杠轴承座以及车身移动丝杠轴承；车身移动电机座、车身移动直线滑轨以及车身移动丝杠轴承座均通过螺栓固定在车身移动基板上，车身移动电机和车身移动丝杠轴承分别通过螺栓固定在车身移动电机座和车身移动丝杠轴承座上；车身移动联轴器两端分别连接车身移动滚珠丝杠和车身移动电机的输出轴，车身移动滚珠丝杠的另一端与车身移动丝杠轴承的内圈紧配合；车身承载基座两侧通过螺栓与四个车身移动直线滑块相连，中间通过螺栓与车身移动连接件固定，车身移动连接件又与车身移动驱动块螺栓固定；车身移动驱动块的内圈与车身移动滚珠丝杠螺纹配合，车身移动电机输出轴的转动，通过滚珠丝杠传动，转换为车身移动驱动块沿车身移动滚珠丝杠轴线方向的移动，从而实现车身承载基座在车身移动基板上的横向直线运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，包括轮式底盘（1）、支承框架（2）、车身移动组件（3）、电驱动转体组件（4）、液压式抬腿组件（5）、车身承载基座（6）、车身升降组件（7）、机械臂组件（8）、可旋转车身组件（9）以及视觉信息采集装置（10）；两套轮式底盘（1）为双臂机器人提供移动速度快的轮式移动方式，车身移动组件（3）调节机器人的重心位置，电驱动转体组件（4）和液压式抬腿组件（5）为双臂机器人提供越障能力强的腿式移动方式，从而组合成兼具移动速度快和越障能力强两个优点的运动装置，快速到达危险区域；在四组视觉信息采集装置（10）获取到的视觉信息的指导下，通过车身移动组件（3）和可旋转车身组件（9）调整机器人车身的平面位置和姿态，通过车身升降组件（7）调整车身高度，再结合双六自由度机械臂组件（8）的协调运动，代替工作人员在极大的工作空间内执行复杂的操作任务。

【技术特征摘要】
1.一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，包括轮式底盘（1）、支承框架（2）、车身移动组件（3）、电驱动转体组件（4）、液压式抬腿组件（5）、车身承载基座（6）、车身升降组件（7）、机械臂组件（8）、可旋转车身组件（9）以及视觉信息采集装置（10）；两套轮式底盘（1）为双臂机器人提供移动速度快的轮式移动方式，车身移动组件（3）调节机器人的重心位置，电驱动转体组件（4）和液压式抬腿组件（5）为双臂机器人提供越障能力强的腿式移动方式，从而组合成兼具移动速度快和越障能力强两个优点的运动装置，快速到达危险区域；在四组视觉信息采集装置（10）获取到的视觉信息的指导下，通过车身移动组件（3）和可旋转车身组件（9）调整机器人车身的平面位置和姿态，通过车身升降组件（7）调整车身高度，再结合双六自由度机械臂组件（8）的协调运动，代替工作人员在极大的工作空间内执行复杂的操作任务。2.根据权利要求1所述的一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其特征在于，所述的视觉信息采集装置（10）共有四组，分别安装在可旋转车身组件（9）的前、后、左、右四个方位；为操作人员提供机器人所处位置的周边视觉信息，以便于机器人的远程操纵。3.根据权利要求1所述的一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其特征在于，所述的可旋转车身组件（9）包括车身旋转基座（9.1）、车身旋转轴承（9.2）、车身（9.3）、车身旋转减速器（9.4）、车身旋转电机（9.5）以及车身顶盖（9.6）；车身旋转轴承（9.2）内外圈分别与车身（9.3）和车身旋转基座（9.1）螺栓连接，车身旋转减速器（9.4）通过螺栓固定在车身（9.3）上，其输出轴与车身旋转基座（9.1）键连接并经挡片轴向定位；车身旋转电机（9.5）的输出转矩经车身旋转减速器（9.4）放大之后，带动车身（9.3）相对于车身旋转基座（9.1）绕车身旋转轴承（9.2）的轴线方向旋转，从而实现机器人车身姿态的灵活调整，将机械臂的平面操作空间扩大至360度；车身顶盖（9.6）通过螺栓固定在车身（9.3）顶部，以保护车身（9.3）内的电气设备不受损坏。4.根据权利要求1所述的一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其特征在于，所述的车身升降组件（7）包括升降架基座（7.1）、车身升降液压缸（7.2）、升降架标准杆（7.3）以及升降架旋转轴（7.4）；升降架基座（7.1）通过螺栓组固定在车身承载基座（6）上；一系列升降架标准杆（7.3）和升降架旋转轴（7.4）的有机组合与螺母定位，构成叉形升降架，升降架一侧的上下两端分别与车身旋转基座（9.1）和升降架基座（7.1）螺栓连接，另一侧的上下两端分别通过升降架旋转轴（7.4）插入车身旋转基座（9.1）和升降架基座（7.1）的限位槽中；车身升降液压缸（7.2）的缸筒和活塞杆的连接端分别连接在升降架基座（7.1）和升降架旋转轴（7.4）上并通过螺栓螺母定位；液压缸活塞杆相对于缸筒的直线运动，经叉形升降架转换为车身旋转基座（9.1）的上下直线运动，车身旋转基座（9.1）和升降架基座（7.1）的限位槽限定其运动范围，从而实现可旋转车身组件（9）的自适应升降，扩大机械臂的纵向操作空间，以满足不同的高度需求。5.根据权利要求1所述的一种车身可升降旋转的轮腿式电力检修机器人，其特征在于，所述的机械臂组件（8）有两组，分别安装在车身（9.3）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；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘登，张桂春，
申请(专利权)人：徐州乐泰机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32