一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，以及设置在所述机身中轴线对应端部的铲雪装置，该机身在对应铲雪装置一端的底部还设置有用于破冰的螺旋型破冰装置，其中，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接；采用本技术方案，能够清理不同的房顶或路面积雪，能够应对多种自然环境，使除雪破冰更加安全，清理工作更加便捷高效，制作成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人
本技术属于工业机器人领域，更具体地说，本技术涉及一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展，自动除雪装置成为日常生活的生活必须品，一般的除雪装置只适合在平顶房或平地上工作，无法实现斜顶房和复杂路面的除雪，也无法实现一体化破冰除雪，且大部分装置十分的笨重。据了解，目前中国仍有近一半居民采用手持推雪铲除雪，而这种除雪方式在房顶除雪时带来了极大的安全隐患，而大部分路面除雪机，机器特别大，价格昂贵，无法适用于普通家庭用户。除雪工人手持推雪铲和破冰锥进型作业。除雪工人上斜顶房有着极大的安全隐患，有可能会因为雪太滑而摔下去，也有可能当把雪推到房顶的边缘时，会因为用力过大而身体前倾从而导致坠楼事件，工人手持破冰锥可能会因为用力过猛而损坏房顶。在进型路面除雪时当积雪很厚时人力无法将其推走。国内现有技术中唯数不多的除雪机，是采用推动式、气吸式、滚筒式；推动式对地面平整度要求较高，像不平整的路面就无法有效的去除积雪，气而吸式不能够将冰层吸上来，并且两者的重量很重，体积过大，滚筒式不能够去除冰层，并且三者都因为体积过大不能够上房顶，需要借助搬运机才能运送上去，即使上房顶也可能导致房顶被压跨，带来经济损失。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种除雪破冰护路一体化的且用于除雪破冰的蜘蛛型机器人。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，以及设置在所述机身中轴线对应端部的铲雪装置，该机身在对应铲雪装置一端的底部还设置有用于破冰的螺旋型破冰装置，其中，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接；所述铲雪装置中设置有驱动其沿中轴线方向活动的铲雪驱动分装置，铲雪驱动分装置的控制信号输入端与中央控制单元中设有的对应的信号输出端相连，并且通过中央控制单元输出信号控制铲雪装置运动；所述破冰装置中设置有沿所述中轴线方向控制其旋转的破冰驱动分装置，并且通过该破冰驱动分装置控制破冰装置的输出端旋转破冰；所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述机身中包括顶板和底板，底板中设置有用于安装所述中央控制单元的凹槽，底板和顶板均延伸设置有用于对应于所述多个机械腿安装的腿部安装板，所述多个机械腿与机身相连接的端部通过对应的腿部安装板相连，底板沿中轴线方向安装所述铲雪装置的一端延伸设置有与其相连的铲雪安装板，底板背离铲雪装置的端部设置有对应安装破冰驱动分装置的破冰驱动安装板，且腿部安装板、铲雪安装板和破冰驱动安装板设置成同一水平面。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述机身的两侧对称设置有六个相同结构的机械腿，机械腿中包括控制其腿部运动的第一舵机、第二舵机和第三舵机以及对应舵机自由度的第一支架、第二支架和第三支架，第一舵机固定设置在所述底板和顶板对应的腿部安装板之间，第一舵机的输出端通过第一支架与第二舵机的侧部转动相连且通过第一舵机控制机械腿沿机身中轴线方向移动，第二舵机的输出端通过第二支架与第三舵机的侧部转动相连，第三舵机的输出端通过第三支架与机械腿末端转动相连，并且第二舵机和第三舵机相互配合控制机械腿末端垂直于地面方向上下移动，机械腿末端和第三支架的中部之间设置有限位杆，限位杆的两端铰接于机械腿末端和第三支架的中部。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述铲雪驱动分装置中包括用于铲雪的推铲和铲雪驱动分装置，铲雪驱动分装置中包括用于提供推铲沿机身中轴线方向移动的铲雪舵机和用于转化铲雪舵机转动力为推拉力的铲雪连杆，铲雪舵机的输出端通过铲雪连杆与推铲两侧相连且传递动力于推铲。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述铲雪连杆中包括沿推铲中线镜像设置的齿轮连杆和三根直杆首尾相互铰接设置的传动连杆，其中一侧的齿轮连杆的齿轮中心与所述铲雪舵机的输出端同轴相连，齿轮连杆的另一端与传动连杆的一端活动连接，齿轮连杆的一端设置有用于供传动连杆沿其轴向移动的第一通槽，所述机身中底板对应于铲雪驱动分装置的铲雪安装板中设置有用于传动连杆运动的第二通槽，传动连杆中靠近机身的直杆贯穿第一通槽和第二通槽并且通过铲雪舵机接收传动力推拉所述推铲。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述破冰装置输出端设置成螺旋形的破冰刃，所述破冰驱动分装置中包括用于驱动破冰刃旋转的步进电机和控制器以及齿轮传动轴，破冰刃的轴向中部设置有用于接收传动力的齿轮盘，步进电机的输出端和齿轮盘之间放置用于转化动力方向的所述齿轮传动轴，齿轮传动轴的一端通过其端部设有的齿轮与齿轮盘之间的相啮合，齿轮传动轴的另一端与步进电机的输出端相连，控制器安装在所述机身背离铲雪装置的一端且控制器的信号输出端连接步进电机的信号输入端，且控制器的信号输入端与所述中央控制单元的其中一个信号输出端相连，中央控制单元通过控制器输出对应的控制信号启停步进电机转动。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述机身中对应安装所述破冰刃的底部设置有沿破冰刃轴线两侧对称的两个扇形安装板，破冰刃的中轴线与扇形安装板的圆心相连接且共线，两个扇形安装板的弧形边之间延伸设置有连接护板，并且连接护板沿所述齿轮传动轴至所述步进电机输出端之间设置有传动轴安装板，连接护板和传动轴安装板相配合包围于齿轮传动轴和破冰刃的四分之一圆面。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述第一支架、第二支架和第三支架均设置有与对应分别铰接于舵机输出端及背离输出端的半工字型安装架，第一支架中半工字型安装架的非铰接面设置有安装所述第二舵机连接板，第二支架中的半工字型安装架中设置有垂直于第二舵机输出方向线的所述第三舵机连接板，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机通过第一支架、第二支架和第三支架形成输出轴相互垂直的安装状态，以控制所述机械腿在沿所述机身中轴线方向和垂直地面方向的自由度。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述传动连杆中靠近推铲尾端的直杆处沿其中线对称设置有两根短连杆，传动连杆靠近推铲的铰接处设置有连接短连杆的椭圆型连接盘，短连杆的一端和传动连杆靠近推铲的铰接处均与椭圆型连接盘相铰接，椭圆型连接盘背离推铲的一端与所述机身的底板设置的铲雪安装板相铰接。本技术公开的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，所述机身中顶板和底板设置有容纳蓄电池的空腔，蓄电池与顶板底板之间设置成固定连接，且底板在所述凹槽和铲雪装置之间的板面设置有用于探测地面雪层厚度的探测器，探测器的信号输出端通过导线连接于所述中央控制单元并且转化探测的信号转换为电信号传递于中央控制单元。采用本技术方案，通过采用传统推铲作为铲雪的主要执行机构，并且结合曲柄连杆机构的原理设计的升降结构，从而在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于：包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，以及设置在所述机身中轴线对应端部的铲雪装置，该机身在对应铲雪装置一端的底部还设置有用于破冰的螺旋型破冰装置，其中，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接；/n所述铲雪装置中设置有驱动其沿中轴线方向活动的铲雪驱动分装置，铲雪驱动分装置的控制信号输入端与中央控制单元中设有的对应的信号输出端相连，并且通过中央控制单元输出信号控制铲雪装置运动；/n所述破冰装置中设置有沿所述中轴线方向控制其旋转的破冰驱动分装置，并且通过该破冰驱动分装置控制破冰装置的输出端旋转破冰；/n所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于：包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，以及设置在所述机身中轴线对应端部的铲雪装置，该机身在对应铲雪装置一端的底部还设置有用于破冰的螺旋型破冰装置，其中，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接；
所述铲雪装置中设置有驱动其沿中轴线方向活动的铲雪驱动分装置，铲雪驱动分装置的控制信号输入端与中央控制单元中设有的对应的信号输出端相连，并且通过中央控制单元输出信号控制铲雪装置运动；
所述破冰装置中设置有沿所述中轴线方向控制其旋转的破冰驱动分装置，并且通过该破冰驱动分装置控制破冰装置的输出端旋转破冰；
所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接。


2.按照权利要求1所述的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述机身中包括顶板和底板，底板中设置有用于安装所述中央控制单元的凹槽，底板和顶板均延伸设置有用于对应于所述多个机械腿安装的腿部安装板，所述多个机械腿与机身相连接的端部通过对应的腿部安装板相连，底板沿中轴线方向安装所述铲雪装置的一端延伸设置有与其相连的铲雪安装板，底板背离铲雪装置的端部设置有对应安装破冰驱动分装置的破冰驱动安装板，且腿部安装板、铲雪安装板和破冰驱动安装板设置成同一水平面。


3.按照权利要求2所述的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述机身的两侧对称设置有六个相同结构的机械腿，机械腿中包括控制其腿部运动的第一舵机、第二舵机和第三舵机以及对应舵机自由度的第一支架、第二支架和第三支架，第一舵机固定设置在所述底板和顶板对应的腿部安装板之间，第一舵机的输出端通过第一支架与第二舵机的侧部转动相连且通过第一舵机控制机械腿沿机身中轴线方向移动，第二舵机的输出端通过第二支架与第三舵机的侧部转动相连，第三舵机的输出端通过第三支架与机械腿末端转动相连，并且第二舵机和第三舵机相互配合控制机械腿末端垂直于地面方向上下移动，机械腿末端和第三支架的中部之间设置有限位杆，限位杆的两端铰接于机械腿末端和第三支架的中部。


4.按照权利要求2所述的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述铲雪驱动分装置中包括用于铲雪的推铲和铲雪驱动分装置，铲雪驱动分装置中包括用于提供推铲沿机身中轴线方向移动的铲雪舵机和用于转化铲雪舵机转动力为推拉力的铲雪连杆，铲雪舵机的输出端通过铲雪连杆与推铲两侧相连且传递动力于推铲。


5.按照权利要求4所述的一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述铲雪连杆中包括沿推铲中线镜像设置的齿轮连杆和三根直杆首尾相互铰接设置的传动连杆，其中一侧的齿轮连杆的齿轮中心与所述铲雪舵机的输出端同轴相连，齿轮连...

【专利技术属性】
技术研发人员：全星宇，席柯，麻丽娜，李欣嫣，凌雪，王雷，王飞，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34