一种模块化机器人制造技术

本发明专利技术提供一种模块化机器人，包括底座、主控制系统、操作臂、快换装置以及末端执行器组，快换装置包括主快换装置以及若干个副快换装置，操作臂的一端连接在底座上，主快换装置设在操作臂的另一端，末端执行器组设于底座上，末端执行器组能够提供多种用于高压线作业的末端执行器，主快换装置正对末端执行器组，快换装置的副快换装置一对一分设在末端执行器组中的各个末端执行器上。本发明专利技术中的模块化机器人，通过搭配多种不同的末端执行器，采用统一匹配的快换装置，实现不同功能的末端执行器的自由灵活更换，使得一个机器人满足多种作业需求，简化了机器人的结构，大大提高了机器人作业的效率。

A modular robot

【技术实现步骤摘要】
一种模块化机器人
本专利技术涉及机器人
，更具体地，涉及一种模块化机器人。
技术介绍
机器人因为其高效、精确和低成本等优势，被广泛地用于各种规模化的工业生产中，用于代替人工从事沉重、乏味以及重复性的工作。随着机器人技术的发展、社会的进步以及人力成本的不断上升，机器人的需求也随之不断上升，其工作范围正往非结构化的环境下拓展，去从事装配制造、检测维修等工作。另一方面，由于很多工作环境空间狭小、工作内容多，需要使用一台机器人去完成多项作业任务。如在高压传输线路中的检修机器人由于受到传输线路的空间限制以及需尽可能的减少对线路的重量负担，就需要整个作业平台尽可能的小巧、轻便。同时在高空作业，且需要面对多项作业任务，如清理悬挂物、补装开口销、清洁引流板、螺栓连接的松紧等，因此还需要机器人系统能够具有多作业任务的能力。机器人作为一种通用工具，为了完成作业任务还需借助于合适的作业末端执行器。通常来说，机器人作业末端执行器都是专用工具，一般一个执行器只能完成同类型的作业任务。中国专利CN20151057403.4公开了一种可更换末端执行器的多功能机器人手腕，但是其仅仅公开了一个手腕的结构，其手腕的结构存在一个十字轴，在高压线作业时会存在与线缠绕的风险，且其并没有公开具体的机器人和末端执行器的部分，不能直接满足高压线作业场景下多种末端执行器更换使用的需求。
技术实现思路
本专利技术为克服上述
技术介绍
所述的其手腕的结构存在一个十字轴，在高压线作业时会存在与线缠绕的风险，且其并没有公开具体的机器人和末端执行器的部分，不能直接满足高压线作业场景下多种末端执行器更换使用的需求的缺陷，提供一种模块化机器人。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种模块化机器人，包括底座、主控制系统、操作臂、快换装置以及末端执行器组，所述快换装置包括主快换装置以及若干与所述主快换装置配合使用的副快换装置，所述操作臂的一端连接在所述底座上、所述快换装置的主快换装置设在所述操作臂的另一端，所述末端执行器组设于所述底座上，所述末端执行器组能够提供多种用于高压线作业的末端执行器，所述主快换装置正对所述末端执行器化组，所述快换装置的副快换装置一对一分设在所述末端执行器组中的各个末端执行器上；所述主控制系统分别与所述操作臂、快换装置和所述末端执行器组独立连接。进一步的，所述末端执行器组包括电动扳手执行器、夹持执行器、清洁刷执行器以及设于所述底座上的3个执行器支座，所述电动扳手执行器的一端、夹持执行器的一端和清洁刷执行器的一端均置于其各自对应的所述执行器支座上，所述电动扳手执行器的另一端、夹持执行器的另一端和清洁刷执行器的另一端均连接有所述副快换装置。进一步的，所述主快换装置包括第一快换本体、锁紧气口、分离气口、连接件以及气动推杆组件；所述气动推杆组件设置在所述第一快换本体的第一面上，所述锁紧气口和所述分离气口分别设置在所述第一快换本体的侧壁，且所述锁紧气口和所述分离气口与所述气动推杆组件连通；所述气动推杆组件包括推杆、第一滚珠和第二滚珠；所述推杆为中空桶状结构，所述第一滚珠活动设置在所述推杆的桶壁，所述第二滚珠活动设置在所述推杆的桶壁，所述第一滚珠和所述第二滚珠可沿所述推杆作径向运动；所述主控制系统控制所述锁紧气口和所述分离气口形成第一预置气压差时，使得所述推杆向远离所述操作臂的活动端的方向运动，且所述第一滚珠向远离所述推杆的中心轴方向径向运动直至突出在所述推杆的桶壁，所述第二滚珠向靠近所述推杆的中心轴方向径向运动直至内陷在所述推杆中；所述锁紧气口和所述分离气口形成第二预置气压差时，使得所述推杆向靠近所述操作臂的活动端的方向运动，且所述第二滚珠向远离所述推杆的中心轴方向径向运动直至突出在所述推杆的桶壁，所述第一滚珠向靠近所述推杆的中心轴方向径向运动直至内陷在所述推杆中；所述操作臂的另一端与所述第一快换本体的第二面固定连接。进一步的，所述副快换装置包括第二快换本体、第一内凹形面和第二内凹形面；所述第二快换本体设有与所述气动推杆组件相匹配的通道，使得所述气动推杆组件可滑动至所述通道中；所述第一内凹形面设置在所述通道上，所述第一内凹形面与所述第一滚珠相匹配，所述第一滚珠向远离所述推杆的中心方向径向运动时，使得所述第一滚珠卡接固定在所述第一内凹形面中，进而使得所述主快换装置与所述副快换装置固定连接；进一步的，所述第二内凹形面设置在所述通道上，所述第二内凹形面与所述第二滚珠相匹配，所述第二滚珠向远离所述推杆的中心方向径向运动时，使得所述第二滚珠滑动在所述第二内凹形面中，进而使得所述主快换装置与所述副快换装置分离。进一步的，所述电动扳手执行器包括第一连接法兰、第一外壳、输出轴、套筒、安装座、动力传动机构以及与所述主控制系统通信连接的第一控制器；所述第一连接法兰的一侧与所述副快换装置连接、另一侧与所述第一外壳连接，所述动力传动机构设置在所述第一外壳的内部，所述输出轴的一端与所述动力传动机构连接、另一端穿出所述第一外壳与所述套筒连接，所述安装座设置在所述第一外壳上，所述第一控制器设置在所述安装座内，所述第一控制器与所述动力传动机构连接。进一步的，所述第一外壳包括第一壳体以及第二壳体；所述第一壳体与所述连接法兰连接，所述第二壳体与所述第一壳体连接。进一步的，所述夹持执行器包括第二连接法兰、第二外壳、夹持动力机构、夹持手指、夹持传动机构以及与所述主控制系统通信连接的第二控制器，所述第二连接法兰的一侧与所述副快换装置连接、另一侧与所述第二外壳连接，所述夹持动力机构和第二控制器设于所述第二外壳内部，所述夹持传动机构一端与所述夹持动力机构的输出端传动连接、另一端连接所述夹持手指；第二控制器与所述夹持动力机构控制连接进而控制所述夹持手指打开、闭合或停止。进一步的，所述第二外壳包括依次连接的第三壳体、第四壳体和第五壳体，所述连接法兰与所述第三壳体的外壁连接，所述控制板位于所述第三壳体内部，所述动力机构固定设于所述第四壳体内。进一步的，所述清洁刷执行器包括第三连接法兰、第三外壳、毛刷体、驱动电机、柔性连接件以及与所述主控制系统通信连接的第三控制器，所述第三连接法兰一侧与所述副快换装置连接、另一侧与所述第三外壳连接，所述第三控制器与所述驱动电机位于所述第三外壳内，所述第三控制器与所述驱动电机控制连接，所述驱动电机的输出轴连接所述柔性连接件的一端、所述柔性连接件的另一端连接所述毛刷体。进一步的，所述毛刷体包括刷杆和清洁布，所述刷杆一端连接所述柔性连接件的另一端，所述清洁布包裹在所述刷杆上。与现有技术相比，有益效果是：1.本专利技术中的模块化机器人，通过搭配多种不同的末端执行器，采用统一匹配的快换装置，实现不同功能的末端执行器的自由灵活更换，使得一个机器人满足多种作业需求，简化了机器人的结构，大大提高了机器人作业的效率。2.本专利技术中的快换装置包括一个主快换装置和多个快换装置，实现了一对多的配合使用，并且结合与分离十分方便，控制性强，使得机器人的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化机器人，其特征在于，包括底座、主控制系统、操作臂、快换装置以及能够提供多种末端执行器的末端执行器组，所述快换装置包括主快换装置以及若干与所述主快换装置配合使用的副快换装置，所述操作臂的一端连接在所述底座上，所述主快换装置设在所述操作臂的另一端，所述末端执行器组设于所述底座上，所述主快换装置正对所述末端执行器组，所述副快换装置一对一分设在所述末端执行器组中的各个末端执行器上；所述操作臂、快换装置和所述末端执行器组分别与所述主控制系统独立连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种模块化机器人，其特征在于，包括底座、主控制系统、操作臂、快换装置以及能够提供多种末端执行器的末端执行器组，所述快换装置包括主快换装置以及若干与所述主快换装置配合使用的副快换装置，所述操作臂的一端连接在所述底座上，所述主快换装置设在所述操作臂的另一端，所述末端执行器组设于所述底座上，所述主快换装置正对所述末端执行器组，所述副快换装置一对一分设在所述末端执行器组中的各个末端执行器上；所述操作臂、快换装置和所述末端执行器组分别与所述主控制系统独立连接。


2.根据权利要求1所述的模块化机器人，其特征在于，所述末端执行器组包括电动扳手执行器、夹持执行器、清洁刷执行器以及设于所述底座上的3个执行器支座，所述电动扳手执行器的一端、夹持执行器的一端和清洁刷执行器的一端均置于其各自对应的所述执行器支座上，所述电动扳手执行器的另一端、夹持执行器的另一端和清洁刷执行器的另一端均连接有所述副快换装置。


3.根据权利要求1所述的模块化机器人，其特征在于，所述主快换装置包括第一快换本体、锁紧气口、分离气口、连接件以及气动推杆组件；
所述气动推杆组件设置在所述第一快换本体的第一面上，
所述锁紧气口和所述分离气口分别设置在所述第一快换本体的侧壁，且所述锁紧气口和所述分离气口与所述气动推杆组件连通；
所述气动推杆组件包括推杆、第一滚珠和第二滚珠；所述推杆为中空桶状结构，所述第一滚珠活动设置在所述推杆的桶壁，所述第二滚珠活动设置在所述推杆的桶壁，所述第一滚珠和所述第二滚珠可沿所述推杆作径向运动；
所述主控制系统控制所述锁紧气口和所述分离气口形成第一预置气压差时，使得所述推杆向远离所述操作臂的活动端的方向运动，且所述第一滚珠向远离所述推杆的中心轴方向径向运动直至突出在所述推杆的桶壁，所述第二滚珠向靠近所述推杆的中心轴方向径向运动直至内陷在所述推杆中；所述锁紧气口和所述分离气口形成第二预置气压差时，使得所述推杆向靠近所述操作臂的活动端的方向运动，且所述第二滚珠向远离所述推杆的中心轴方向径向运动直至突出在所述推杆的桶壁，所述第一滚珠向靠近所述推杆的中心轴方向径向运动直至内陷在所述推杆中；
所述操作臂的另一端与所述第一快换本体的第二面固定连接。


4.根据权利要求3所述的模块化机器人，其特征在于，所述副快换装置包括第二快换本体、第一内凹形面和第二内凹形面；
所述第二快换本体设有与所述气动推杆组件相匹配的通道，使得所述气动推杆组件可滑动至所述通道中；
所述第一内凹形面设置在所述通道上，所述第一内凹形面与所述第一滚珠相匹配，所述第一滚珠向远离所述推杆的中心方向径向运动时...

【专利技术属性】
技术研发人员：管贻生，钟玉，韦海彬，朱海飞，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44