CN110509265B - 一种机器人伸缩调节装置及伸缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人设备技术领域，特别涉及一种机器人伸缩调节装置及伸缩方法，包括底板、钢带收卷机构和钢带拖动机构其特征在于：所述底板为矩形直板，底板上开有十字形通孔作为底板十字孔；所述钢带收卷机构设有两个，分为第一钢带收卷机构和第二钢带收卷机构；所述钢带拖动机构设有两个，分为第一钢带拖动机构和第二钢带拖动机构。本发明的有益效果是：本发明的钢带伸缩调节装置使用不易变形，强度刚度较现有拉线式装置有极大的提高，可以承载更大质量的伸缩调节任务，使用范围广泛，可完美替代现行的机器人伸缩调节方法。

Description

一种机器人伸缩调节装置及伸缩方法

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，特别涉及一种机器人伸缩调节装置及伸缩方法。

背景技术

现阶段，随着科学技术的发展，新技术、新产品的应用，机器人作为一种智能化的产品，正在越来越广泛的替代人力，完成某些特定的工作。各种智能化的巡检监控机器人应用越来越广，多用于大型超市、仓库、农场、工厂、配电房、变电站等场所，由于巡检监控范围越来越大，各监控点也是高低不同，高度差也越来越大，传统的只靠云台转动已不能全面覆盖监控范围。迫切需要一种能够做到立体监控的机器人，因此，机器人升降机构应运而生。

然而应用在机器人升降机构中的传统伸缩装置多采用拉线，由于拉线非刚性材料，强度、刚度低，使用时易变形，控制、使用效果欠佳。

为此，需要设计一种强度刚度更高，能够更好的满足伸缩要求的伸缩装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术中的传统拉线伸缩的不足，提供了一种机器人伸缩调节装置及伸缩方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种机器人伸缩调节装置，包括底板、钢带收卷机构和钢带拖动机构其特征在于：

所述底板为矩形直板，底板上开有十字形通孔作为底板十字孔；

所述钢带收卷机构设有两个，分为第一钢带收卷机构和第二钢带收卷机构；所述第一钢带收卷机构包括缠绕有第一钢带的第一钢带绕辊，第一钢带绕辊安装在第一钢带绕辊支架上，第一钢带绕辊支架固定在底板上；所述第二钢带收卷机构包括缠绕有第二钢带的第二钢带绕辊，第二钢带绕辊安装在第二钢带绕辊支架上，第二钢带绕辊支架固定在底板上；

所述钢带拖动机构设有两个，分为第一钢带拖动机构和第二钢带拖动机构；所述第一钢带拖动机构包括拖动第一钢带的第一导轮，第一导轮架设在第一导轮支架上，第一导轮的中心轴通过联轴器连接有第一驱动电机，第一导轮支架固定在底板上；所述第二钢带拖动机构包括拖动第二钢带的第二导轮，第二导轮架设在第二导轮支架上，第二导轮的中心轴通过联轴器连接有第二驱动电机，第二导轮支架固定在底板上。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述底板的底板十字孔上部设有导向机构，所述导向机构包括限位轮和限位轮支架，所述限位轮为两个平行靠近的圆柱体，限位轮可转动的连接在限位轮支架一侧，限位轮支架为固定在底板上的L型硬质结构件。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述第一导轮和第二导轮上都均匀排布有凸起，所述第一钢带和第二钢带上设有配合第一导轮和第二导轮上凸起的通孔，凸起可以嵌合在通孔内。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述第一钢带的中心线位置均匀开有若干“凸”型通孔，所述第二钢带的靠近第一钢带的边缘设有T型凸块，T型凸块可以嵌入“凸”型通孔中。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述第一钢带绕辊和第二钢带绕辊中心设有发条卷簧，发条卷簧的外端分别连接第一钢带和第二钢带的一端。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述底板的底板十字孔底部设有套管，套管中穿过第一钢带和第二钢带。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述套管为多节套管，套管的一端封口，一端开口，封口端开有形状与底板十字孔相同的十字孔作为套管十字孔。

基于上述的机器人伸缩调节装置的调节方法是：

S1，第一钢带与第二钢带一端缠绕于钢带绕辊上，另一端固定需要升降的物体；

S2，第一驱动电机和第二驱动电机同时运行，分别带动第一钢带和第二钢带运动；

S3，第一钢带的“凸”型通孔嵌合第二钢带的T型凸块，第一钢带与第二钢带结合成“ͱ”型结构；

S4，“ͱ”型结构穿过底板十字孔和套管十字孔。

本发明的有益效果是：本发明的钢带伸缩调节装置使用不易变形，强度刚度较现有拉线式装置有极大的提高，可以承载更大质量的伸缩调节任务，使用范围广泛，可完美替代现行的机器人伸缩调节方法。

附图说明

图1为本发明机器人伸缩调节装置的立体结构示意图；

图2为本发明机器人伸缩调节装置无套管的立体结构示意图；

图3为本发明机器人伸缩调节装置的主视结构示意图；

图4为本发明机器人伸缩调节装置的右视结构示意图；

图5为本发明机器人伸缩调节装置的俯视结构示意图；

图6为本发明机器人伸缩调节装置的套管立体结构示意图；

图7为本发明机器人伸缩调节装置的底板立体结构示意图。

图中，

1、第一钢带收卷机构，101、第一钢带绕辊，102、第一钢带绕辊支架，103、第一钢带，

2、第一钢带拖动机构，201、第一导轮，202、第一导轮支架，203、第一驱动电机，

3、第二钢带收卷机构，301、第二钢带绕辊，302、第二钢带绕辊支架，303、第二钢带，

4、第二钢带拖动机构，401、第二导轮，402、第二导轮支架，403、第二驱动电机，

5、导向机构，501、限位轮，502、限位轮支架，

6、底板，601、底板十字孔，

7、套管，701、套管十字孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1-图7为本发明的一种具体实施例，该实施例为一种机器人伸缩装置，由钢带、导轮、钢带绕辊、驱动电机、套管、限位轮、底板及支架等组成。驱动电机与导轮联结，带动导轮旋转，导轮转动时，导轮上的齿与钢带上的孔相啮合，带动钢带从钢带绕辊上旋转。

本实施例的钢带一端缠绕于钢带绕辊上，钢带绕辊内部设有发条弹簧，以类似卷尺的结构收卷钢带，钢带另一端固定需要升降的物体。驱动电机转动，钢带旋出钢带绕辊时，垂直方向钢带距离伸长，物体下降，当钢带反方向旋入钢带绕辊，钢带垂直方向距离缩短，物体上升。

由于钢带自身有较强的塑性和韧性，钢带上固定的物体易发生晃动和偏移，为解决以上问题，增加钢带的强度，采用两条钢带垂直交叉布置，并在一条钢带上开“凸”型槽，另一条钢带上切T型齿，实现两条钢带错位咬合，并设置限位轮和十字孔，防止钢带的变形和晃动。

当钢带上的物体下降时，两条钢带同时下降，通过精确的设计及调整，当第二钢带的齿下降到指定位置时，齿形开始切入第一钢带相配合的孔内，直到第二钢带的T型齿全部切入第一钢带的“凸”型槽内。此时，虽然第二钢带的齿切入第一钢带的“凸”型槽内，但由于第二钢带的齿与第一钢带的“凸”型槽无横向限位，导致第一钢带和第二钢带无法接触，起不到限位作用，影响钢带的稳定性。为了解决这个问题，当第二钢带的齿完全进出第一钢带的“凸” 型槽后，钢带继续下行，此时为第二钢带设置一个限位轮，迫使第二钢带横向产生位移，使第二钢带的齿进入“凸”型槽的短口方向，此时第二钢带与第一钢带实现到位咬合，横向和竖向位移得到约束，钢带的稳定性增强。

当钢带继续下行，移动距离加大，此时由于钢带固有的机械特性，钢带易产生弯折和变形，为解决这个问题，在钢带穿过的套管上开设“+”字形限位孔，为钢带局部增加强度，防止钢带变形和弯折。套管设计成一端封口，一端敞口式。在封口一端开设“+”字形限位孔，其形状、尺寸与2条钢带的配合相适应。以此类推，随着钢带伸出距离的加长，增加套管的数量，使钢带伸出的长度上均匀分布多个限位孔，通过多个套管的局部加强作用，防止钢带整体变形。

驱动电机反转，钢带收缩，带动物体上升。此时，导轮反向旋转，带动钢带收缩。随着钢带的缩短，带动套管的逐级收回。钢带经过限位轮时，横向变位，回到初始位置，并在经过钢带齿和槽的结合处时，实现齿和槽的分离，最后通过导轮，回到钢带绕辊上。由于钢带绕辊内部夹持弹簧片，保证钢带在伸出和收缩时，位置可靠。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种机器人伸缩调节装置，包括底板（6）、钢带收卷机构和钢带拖动机构其特征在于：

所述底板（6）为平直板，底板（6）上开有十字形通孔作为底板十字孔（601）；

所述钢带收卷机构设有两个，分为第一钢带收卷机构（1）和第二钢带收卷机构（3）；所述第一钢带收卷机构（1）包括缠绕有第一钢带（103）的第一钢带绕辊（101），第一钢带绕辊（101）安装在第一钢带绕辊支架（102）上，第一钢带绕辊支架（102）固定在底板（6）上；所述第二钢带收卷机构（3）包括缠绕有第二钢带（303）的第二钢带绕辊（301），第二钢带绕辊（301）安装在第二钢带绕辊支架（302）上，第二钢带绕辊支架（302）固定在底板（6）上；所述第一钢带（103）的中心线位置均匀开有若干“凸”型通孔，所述第二钢带（303）的靠近第一钢带的边缘设有T型凸块，T型凸块可以嵌入“凸”型通孔中；所述第一钢带绕辊（101）和第二钢带绕辊（301）中心设有发条卷簧，发条卷簧的外端分别连接第一钢带（103）和第二钢带（303）的一端；

所述钢带拖动机构设有两个，分为第一钢带拖动机构（2）和第二钢带拖动机构（4）；所述第一钢带拖动机构（2）包括拖动第一钢带（103）的第一导轮（201），第一导轮（201）架设在第一导轮支架（202）上，第一导轮（201）的中心轴通过联轴器连接有第一驱动电机（203），第一导轮支架（202）固定在底板（6）上；所述第二钢带拖动机构（4）包括拖动第二钢带（303）的第二导轮（401），第二导轮（401）架设在第二导轮支架（402）上，第二导轮（401）的中心轴通过联轴器连接有第二驱动电机（403），第二导轮支架（402）固定在底板（6）上；所述底板（6）的底板十字孔（601）底部设有套管（7），套管（7）中穿过第一钢带（103）和第二钢带（303）；所述套管（7）为多节套管，套管（7）的一端封口，一端开口，封口端开有形状与底板十字孔（601）相同的十字孔作为套管十字孔（701）。

2.根据权利要求1所述的机器人伸缩调节装置，其特征在于：所述底板（6）的底板十字孔（601）上部设有导向机构（5），所述导向机构（5）包括限位轮（501）和限位轮支架（502），所述限位轮（501）为两个平行靠近的圆柱体，限位轮（501）可转动的连接在限位轮支架（502）一侧，限位轮支架（502）为固定在底板（6）上的L型硬质结构件。

3.根据权利要求1所述的机器人伸缩调节装置，其特征在于：所述第一导轮（201）和第二导轮（401）上都均匀排布有凸起，所述第一钢带（103）和第二钢带（303）上设有配合第一导轮（201）和第二导轮（401）上凸起的通孔，凸起可以嵌合在通孔内。

4.一种基于权利要求1所述的机器人伸缩调节装置的伸缩调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，第一钢带（103）与第二钢带（303）一端缠绕于钢带绕辊上，另一端固定需要升降的物体；

S2，第一驱动电机（203）和第二驱动电机（403）同时运行，分别带动第一钢带（103）和第二钢带（303）运动；

S3，第一钢带（103）的“凸”型通孔嵌合第二钢带（303）的T型凸块，第一钢带（103）与第二钢带（303）结合成倒T型结构；

S4，倒T型结构穿过底板十字孔（601）和套管十字孔（701）。