搭载新型机械臂的垃圾分拣小车制造技术

本实用新型专利技术提出一种搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，带有由三舵机控制三自由度的机械臂；所述机械臂通过第一舵机与小车底盘连接，形成竖直平面的转动自由度；所述第一舵机连接框型机构；所述框型机构包括与第一舵机连接的刚性框架，以及与刚性框架连接的活动夹取部；所述活动夹取部包括与刚性框架左侧和右侧分别固定连接的第二舵机和第三舵机、以及分别与第二舵机和第三舵机连接的第一活动板和二活动板。其旋转和张开主要依靠舵机作为驱动，降低了整车高度，在保证机械臂上下转动角度控制的精确性的同时，降低了整车重心以确保小车能够稳定运行。够稳定运行。够稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
搭载新型机械臂的垃圾分拣小车


[0001]本技术涉及垃圾分拣装置
，尤其涉及一种基于搭载新型机械臂的垃圾分拣小车。

技术介绍

[0002]现有垃圾分拣小车或机器人的机械臂由于传动结构、机械爪的结构和控制方式设计不合理，使得抓取垃圾的准确度和速度得不到提升，稳定性不强、灵活性低，装置适用范围小、局限性较大。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷和不足，本技术提出了一种搭载新型机械臂的垃圾分拣小车的设计，首先提供了新的用于抓取垃圾的机械臂的设计，机械臂的旋转和张开主要依靠舵机作为驱动。采用舵机控制的结构具有有功率和速度范围大，通用性较强，工作可靠效率高，对中心距误差的敏感性小，易于制造和精确加工的优点。该设计降低了整车高度，在保证机械臂上下转动角度控制的精确性的同时，降低了整车重心以确保小车能够稳定运行，顺利完成垃圾的框取和放置。
[0004]其次，本设计在机械臂的设计的基础上还提供了整车结构的方案，可以作为实现智能化垃圾分拣小车硬件系统方面的参考，以配合上述机械臂设计在垃圾分拣中充分发挥其性能。
[0005]其具体采用以下技术方案：
[0006]一种搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：带有由三舵机控制三自由度的机械臂；所述机械臂通过第一舵机与小车底盘连接，形成竖直平面的转动自由度；所述第一舵机连接框型机构；所述框型机构包括与第一舵机连接的刚性框架，以及与刚性框架连接的活动夹取部；所述活动夹取部包括与刚性框架左侧和右侧分别固定连接的第二舵机和第三舵机、以及分别与第二舵机和第三舵机连接的第一活动板和二活动板。
[0007]进一步地，所述第一舵机固定在底盘的前端，采用连杆组件连接第一亚克力板；所述刚性框架由第一亚克力板、第二亚克力板和第三亚克力板通过直角固定器和螺丝螺母固定形成；所述第二舵机和第三舵机分别通过连杆组件与第二亚克力板和第三亚克力板固定连接。
[0008]进一步地，在小车底盘设置有四个由电机驱动的麦克纳姆轮。
[0009]进一步地，在小车底盘上设置有：主控板、摄像头支架和激光测距固定柱。
[0010]进一步地，所述主控板包括相连接的单片机最小系统电路板和转接电路板；所述摄像头支架上安装有摄像头；所述小车底盘的后端、左端及右端固定有灰度传感器，通过所述激光测距固定柱在左前端和右前端固定有激光测距模块，中部设置有姿态传感器；所述摄像头、灰度传感器、激光测距模块、姿态传感器、舵机、以及车轮电机分别电气连接至转接电路板。
[0011]进一步地，所述转接电路板分别连接第一显示模块和第二显示模块；其中，所述第一显示模块安装于主控板上方，第二显示模块安装在摄像头支架上，位于摄像头的背面。
[0012]进一步地，所述摄像头朝向机械臂的方向设置。
[0013]进一步地，所述小车底盘由亚克力板经激光切割制成，所述摄像头支架由ABS材料经3D打印制成；所述连杆组件的材质为铝合金；所述激光测距固定柱由铜柱和铜柱顶部的3D打印制成的固定件构成。
[0014]进一步地，所述小车底盘侧部开设有4个方槽用于设置车轮，中部开设有三个方槽用于通过电线，并开设有多个小圆槽用于设置螺丝钉和螺母，以固定各组件。
[0015]本技术及其优选方案首先提供了新的用于抓取垃圾的机械臂的设计，机械臂的旋转和张开采用舵机驱动实现三自由度的旋转和变形。采用舵机控制的结构具有有功率和速度范围大，通用性较强，工作可靠效率高，对中心距误差的敏感性小，易于制造和精确加工的优点。该设计降低了整车高度，在保证机械臂上下转动角度控制的精确性的同时，降低了整车重心以确保小车能够稳定运行，顺利完成垃圾的框取和放置。
[0016]其次，本设计在机械臂的设计的基础上还提供了整车结构和硬件设计的方案，以配合上述机械臂设计在垃圾分拣中充分发挥其性能。
附图说明
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：
[0018]图1是本技术实施例装置整体结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例电路和功能结构示意图；
[0020]图3是本技术实施例转接电路板PCB示意图；
[0021]图4是本技术实施例底盘结构示意图。
具体实施方式
[0022]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
[0023]如图1所示，本实施例提供的搭载新型机械臂的垃圾分拣小车的整体设计方案，包括小车车体和设置在小车车体前端的机械臂。
[0024]其中，作为本实施例主要设计的机械臂为带有由三舵机（MG995）控制三自由度的机械臂。其通过第一舵机22与小车车体的底盘1连接，通过第一舵机22的运转使机械臂形成竖直平面的转动自由度，通过上下摆动实现对目标垃圾的框取，以及夹取后的搬动和投放（至垃圾箱）。
[0025]第一舵机22连接图1最右侧的作为机械臂抓取功能主体的框型机构；该框型机构包括与第一舵机2连接的刚性框架，以及与刚性框架连接的活动夹取部。活动夹取部包括与刚性框架左侧和右侧分别固定连接的第二舵机12和第三舵机13、以及与第二舵机12和第三舵机18分别连接的第一活动板15和第二活动板16。这样，通过控制第二舵机12和第三舵机18的运转，就能够调节第一活动板15和第二活动板16的摆动，从而实现垃圾框取后的夹取固定以及松开等动作。
[0026]具体地，第一舵机22固定在底盘1的前端，采用连杆组件连接第一亚克力板11。在
本实施例中，刚性框架由第一亚克力板11、第二亚克力板14和第三亚克力板19通过直角固定器21和螺丝螺母固定形成；第二舵机12和第三舵机18则分别通过连杆组件与第二亚克力板14和第三亚克力板19固定连接，在经舵盘、螺丝、螺母、直角固定器（13，17）分别连接第一活动板15和第二活动板16。
[0027]舵盘传动的优点有功率和速度范围大，通用性较强，工作可靠效率高，对中心距误差的敏感性小，易于制造和精确加工。机械臂的旋转和张开主要依靠舵机作为驱动。新型机械臂的设计降低了整车高度，在保证机械臂上下转动角度控制的精确性的同时，降低了整车重心以确保小车能够稳定运行，顺利完成垃圾的框取和放置。
[0028]根据以上设计，通过对三舵机的控制即可实现机械臂的动作，至于移动至待捡取垃圾附近等动作则由小车完成，也可以搭配智能识别方案进一步实现垃圾识别、分类等功能，这部分可以采用现有技术的现成方案，也可以采用本实施例以下提供的小车的更进一步的设计。
[0029]如图1所示，本实施例中，在小车底盘设置有四个由电机驱动的麦克纳姆轮26。具体地，驱动机构由麦克纳姆轮26、每个轮对应的电机驱动模块和大功率直流减速电机4构成。麦克纳姆轮26和大功率直流减速电机4(MG513P10_12v)以及电机驱动模块(BTN7971)位于底盘1的上方，通过电机驱动模块(BTN7971)来驱动大功率直流减速电机(MG513P10_12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：带有由三舵机控制三自由度的机械臂；所述机械臂通过第一舵机与小车底盘连接，形成竖直平面的转动自由度；所述第一舵机连接框型机构；所述框型机构包括与第一舵机连接的刚性框架，以及与刚性框架连接的活动夹取部；所述活动夹取部包括与刚性框架左侧和右侧分别固定连接的第二舵机和第三舵机、以及分别与第二舵机和第三舵机连接的第一活动板和二活动板。2.根据权利要求1所述的搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：所述第一舵机固定在底盘的前端，采用连杆组件连接第一亚克力板；所述刚性框架由第一亚克力板、第二亚克力板和第三亚克力板通过直角固定器和螺丝螺母固定形成；所述第二舵机和第三舵机分别通过连杆组件与第二亚克力板和第三亚克力板固定连接。3.根据权利要求1所述的搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：在小车底盘设置有四个由电机驱动的麦克纳姆轮。4.根据权利要求2所述的搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：在小车底盘上设置有：主控板、摄像头支架和激光测距固定柱。5.根据权利要求4所述的搭载新型机械臂的垃圾分拣小车，其特征在于：所述主控板包括相连接的单片机最小系统电路板和转...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄希君，高媛媛，周启帆，王珺玮，陈冠楠，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：新型
国别省市：