一种带抓取装置的储物柜制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带抓取装置的储物柜，抓取装置的Y轴平移单元滑动连接在Z轴平移单元上，Z轴平移单元固定于X轴平移单元前端，X轴平移单元设置于储物柜顶部，并带动Y轴平移单元和Z轴平移单元沿X轴方向同步平移，抓取装置固定连接在Y轴平移单元上，随Y轴平移单元同步运动，用于抓放不同位置物品，控制模块智能控制X轴平移单元、Y轴平移单元、Z轴平移单元和抓取装置分别运转，所述电源模块供电抓取装置。本发明专利技术兼具储物和辅助取物的功能，抓取装置可通过控制模块控制电动化抓取目标物品，也可借助梯架和滑板，通过移动梯架及爬梯人为拿取目标物品，操作灵活，使用模式多样，省时省力，可有效辅助老年人拿取储物柜中的物品。

A storage cabinet with grabbing device

【技术实现步骤摘要】
一种带抓取装置的储物柜
本专利技术属于家具
，具体涉及一种带抓取装置的储物柜。
技术介绍
现如今随着老龄化现象加重，社会进程加快，老年人的日常生活和身体健康等已成为一个极为严峻的社会问题。为提高或保障老年人的生活质量，解决老人居家生活中常遇的不便取放储物柜中过低或过高处物品的问题，目前市场上出现了很多辅助抓取物品的机械人装置，但这些机器人多运动维度或在单维度上的运动范围有限，无法很好地满足日常需求。因此，设计一种可多维度运动且运动范围大，可抓取日常不同位置物品的带抓取装置的储物柜，且两部分可独立使用，兼具智能助老抓取装置与储物柜两种装置功能，将为老年人生活带来极大便利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种带抓取装置的储物柜，该抓取装置通过三维运动机构可实现三维抓取动作，以帮助用户抓取不同位置的物品，同时通过控制器智能操控远三维运动机构动作，操作方便，高效省力。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种带抓取装置的储物柜，包括储物柜，储物柜上安装有抓取装置，抓取装置包括分别沿空间直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向设置的X轴平移单元、Y轴平移单元、Z轴平移单元，以及抓取装置、控制模块和电源模块，Y轴平移单元滑动连接在Z轴平移单元上，Z轴平移单元固定于X轴平移单元前端，X轴平移单元设置于储物柜顶部，并带动Y轴平移单元和Z轴平移单元沿X轴方向同步平移，Z轴平移单元带动Y轴平移单元升降运动，抓取装置固定连接在Y轴平移单元上，随Y轴平移单元同步运动，用于抓放不同位置物品，控制模块智能控制X轴平移单元、Y轴平移单元、Z轴平移单元和抓取装置分别运转，所述电源模块供电抓取装置。进一步地，所述储物柜为方形储物柜，所述方形储物柜中开设有多个储物格且储物柜顶部水平。进一步地，所述X轴平移单元包括上支架和齿条-齿轮传动机构，所述齿条-齿轮传动机构包括第一步进电机、齿轮、齿条和滑轨，所述滑轨固定在储物柜顶部，所述上支架底部设置有卡槽，通过卡槽卡扣在滑轨上，所述上支架与滑轨滑动连接，且所述上支架沿空间直角坐标系的Y轴方向延伸，所述第一步进电机安装在上支架上，所述齿轮固定在第一步进电机输出轴上，所述齿条设置于滑轨内侧，所述齿轮与齿条啮合连接，通过第一步进电机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合传动，所述齿轮带动上支架沿滑轨滑动。进一步地，所述卡槽和滑轨的数量均为两条，两条卡槽平行设置于上支架底部，两条滑轨沿空间直角坐标系的X轴方向平行固定于储物柜顶部，两条卡槽分别卡扣在两条滑轨上，其中一条滑轨内侧设置齿条，所述齿条与齿轮啮合传动。进一步地，所述Z轴平移单元包括Z轴滚珠丝杆机构，所述Z轴滚珠丝杆机构包括第二步进电机、Z轴丝杆和Z轴螺母座，所述第二步进电机安装在上支架上，所述Z轴丝杆通过Z轴联轴器竖直连接在第二步进电机输出轴上，所述Z轴螺母安装在Z轴丝杆上，所述Z轴螺母座套接在Z轴螺母上，所述Z轴丝杆底部固定有Z轴丝杆支撑座，所述Z轴丝杆支撑座与Z轴丝杆可转动连接，该处Z轴丝杆支撑座底部固定在滑板上。进一步地，所述Z轴平移单元还包括支撑杆和梯架，所述支撑杆竖直固定于上支架底部，且位于Z轴丝杆后侧，所述梯架的上下端分别固定于上支架和滑板的前端，且整体呈竖直设置于Z轴丝杆前侧，所述Z轴联轴器与Z轴丝杆连接处也安装有Z轴丝杆支撑座，该处Z轴丝杆支撑座通过垫片固定在梯架上。进一步地，所述滑板为底部安装有可锁死万向轮的平板，所述梯架底部、Z轴丝杆底部的Z轴丝杆支撑座及支撑杆底部均固定在平板上，并通过可锁死万向轮支撑于地面。进一步地，所述Y轴平移单元包括下支架、固定板和Y轴滚珠丝杆机构，所述Y轴滚珠丝杆机构固定在下支架上，所述下支架位于梯架、Z轴丝杆和支撑杆右侧，所述固定板向左凸设于下支架底部且位于梯架后侧，所述固定板底部前端固定在Z轴螺母座上，所述固定板底部后侧开设有通孔，所述通孔中安装有滑环，所述滑环套接在支撑杆上，Z轴螺母座通过固定板带动下支架沿支撑杆上下滑动，所述Y轴滚珠丝杆机构包括第三步进电机、Y轴丝杆、Y轴螺母座、连接板和限位杆，所述第三步进电机安装在下支架的上板面前端，所述Y轴丝杆通过Y轴联轴器连接在第三步进电机输出轴上，沿空间直角坐标系的Y轴方向延伸，所述Y轴联轴器与Y轴丝杆连接处及Y轴丝杆后端均固定有Y轴丝杆支撑座，所述Y轴丝杆支撑座与Y轴丝杆可转动连接，所述Y轴丝杆支撑座固定在下支架上，所述Y轴螺母座套接在Y轴丝杆上，与Y轴丝杆螺旋传动，所述连接板套设在Y轴丝杆和限位杆上并与Y轴螺母座固定连接，随Y轴螺母座沿Y轴丝杆同步平移，所述限位杆沿Y轴方向水平固定在下支架的中部，所述抓取装置固定在连接板上，随连接板同步平移。进一步地，所述抓取装置为机械手臂，所述机械手臂包括机械臂和机械爪，所述机械爪固定于机械臂前端，所述机械臂包括底板、第一舵机、第二舵机、第一“H”型支架、第三舵机、第二“H”型支架、第四舵机、第五舵机和第六舵机，所述机械臂通过底板固定在连接板上，所述第一舵机安装在底板上，所述第二舵机通过旋转盘固定在第一舵机输出轴前端，所述旋转盘可转动连接在底盘上，所述底盘通过连接杆支撑固定在底板上，所述底盘的最上层为环形板，所述旋转盘固定在第一舵机输出轴前端并内嵌在环形板中，并带动第二舵机随第一舵机输出轴同步转动，所述第三舵机通过第一“H”型支架固定在第二舵机前端，所述第一“H”型支架（5-5）的横杆下部两平行板通过分度盘分别固定在第二舵机输出轴两端且位于第二舵机的机体左右侧，所述第一“H”型支架的横杆上部两平行板通过分度盘分别固定在第三舵机输出轴两端且位于第三舵机的机体左右侧，所述第四舵机通过第二“H”型支架固定在第三舵机前端，且第二“H”型支架的横杆下部分别固定在第三舵机的机身左右侧，第二“H”型支架的横杆上部通过分度盘分别固定在第四舵机输出轴两端且位于第四舵机的机体左右侧，所述第五舵机通过第三支架固定在第四舵机前端，随第四舵机俯仰运动，所述机械爪后部固定在第五舵机输出轴前端，随第五舵机输出轴径向转动，所述机械爪为合金机械爪，包括啮合轮、手爪、摇杆和机械手架，所述机械手架后部固定在随第五舵机输出轴径向转动，所述第六舵机安装在机械手架后部，左右侧啮合轮可转动地对称安装在机械手架上，所述啮合轮为带轮柄不完全齿轮，所述轮柄凸设于不完全齿轮的无齿部，所述第六舵机驱动连接在一侧啮合轮的不完全齿轮上，驱动该侧啮合轮随其输出轴同步转动，并通过不完全齿轮的有齿部啮合传动另一侧啮合轮反向转动，左右侧手爪的后端分别铰接在左右侧啮合轮的轮柄外端，左右侧摇杆对称分布，左右侧摇杆的后端对称铰接在机械手架上，左右侧摇杆的前端分别铰接在左右侧手爪的中部。进一步地，抓取装置还可为市场可购买的树莓派机械手臂ArmPi，该机械手臂通过手机APP或PC上位机与ArmPi机械臂视觉同步，可通过ArmPi机械臂摄像头拍摄的实时画面远程控制机械手臂抓放目标物品。进一步地，所述控制模块为电机控制器，通过遥控或线控方式分别驱动各步进电机和舵机启、停、正反转运动。本专利技术具有以下有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带抓取装置的储物柜，包括储物柜（1），其特征在于，所述储物柜（1）上安装有抓取装置，所述抓取装置包括分别沿空间直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向设置的X轴平移单元（2）、Y轴平移单元（3）、Z轴平移单元（4），以及抓取装置（5）、控制模块、电源模块，所述Y轴平移单元（3）滑动连接在Z轴平移单元（4）上，所述Z轴平移单元（4）固定于X轴平移单元（2）前端，所述X轴平移单元（2）设置于储物柜（1）顶部，并带动Y轴平移单元（3）和Z轴平移单元（4）沿X轴方向同步平移，所述Z轴平移单元（4）带动Y轴平移单元（3）升降运动，所述抓取装置（5）固定连接在Y轴平移单元（3）上，随Y轴平移单元（3）同步运动，用于抓放不同位置物品，所述控制模块智能控制X轴平移单元（2）、Y轴平移单元（3）、Z轴平移单元（4）和抓取装置（5）分别运转，所述电源模块供电抓取装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种带抓取装置的储物柜，包括储物柜（1），其特征在于，所述储物柜（1）上安装有抓取装置，所述抓取装置包括分别沿空间直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴方向设置的X轴平移单元（2）、Y轴平移单元（3）、Z轴平移单元（4），以及抓取装置（5）、控制模块、电源模块，所述Y轴平移单元（3）滑动连接在Z轴平移单元（4）上，所述Z轴平移单元（4）固定于X轴平移单元（2）前端，所述X轴平移单元（2）设置于储物柜（1）顶部，并带动Y轴平移单元（3）和Z轴平移单元（4）沿X轴方向同步平移，所述Z轴平移单元（4）带动Y轴平移单元（3）升降运动，所述抓取装置（5）固定连接在Y轴平移单元（3）上，随Y轴平移单元（3）同步运动，用于抓放不同位置物品，所述控制模块智能控制X轴平移单元（2）、Y轴平移单元（3）、Z轴平移单元（4）和抓取装置（5）分别运转，所述电源模块供电抓取装置。


2.根据权利要求1所述的储物柜，其特征在于：所述储物柜（1）为方形储物柜，所述方形储物柜中开设有多个储物格且储物柜顶部水平。


3.根据权利要求2所述的储物柜，其特征在于：所述X轴平移单元（2）包括上支架（2-1）和齿条-齿轮传动机构，所述齿条-齿轮传动机构包括第一步进电机（2-2）、齿轮（2-3）、齿条（2-4）和滑轨（2-5），所述滑轨（2-5）固定在储物柜（1）顶部，所述上支架（2-1）底部设置有卡槽（2-6），通过卡槽（2-6）卡扣在滑轨（2-5）上，所述上支架（2-1）与滑轨（2-5）滑动连接，且所述上支架（2-1）沿空间直角坐标系的Y轴方向延伸，所述第一步进电机（2-2）安装在上支架（2-1）上，所述齿轮（2-3）固定在第一步进电机（2-2）输出轴上，所述齿条（2-4）设置于滑轨（2-5）内侧，所述齿轮（2-3）与齿条（2-4）啮合连接，通过第一步进电机（2-2）带动齿轮（2-3）转动，齿轮（2-3）与齿条（2-4）啮合传动，所述齿轮（2-3）带动上支架（2-1）沿滑轨（2-5）滑动。


4.根据权利要求3所述的储物柜，其特征在于：所述卡槽（2-6）和滑轨（2-5）的数量均为两条，两条卡槽（2-6）平行设置于上支架（2-1）底部，两条滑轨（2-5）沿空间直角坐标系的X轴方向平行固定于储物柜（1）顶部，两条卡槽（2-6）分别卡扣在两条滑轨（2-5）上，其中一条滑轨（2-5）内侧设置齿条（2-4），所述齿条（2-4）与齿轮（2-3）啮合传动。


5.根据权利要求4所述的储物柜，其特征在于：所述Z轴平移单元（4）包括Z轴滚珠丝杆机构，所述Z轴滚珠丝杆机构包括第二步进电机（4-1）、Z轴丝杆（4-2）和Z轴螺母座（4-3），所述第二步进电机（4-1）安装在上支架（2-1）上，所述Z轴丝杆（4-2）通过Z轴联轴器（4-4）竖直连接在第二步进电机（4-1）输出轴上，所述Z轴螺母座（4-3）套接在Z轴丝杆（4-2）上，与Z轴丝杆（4-2）螺旋传动，所述Z轴丝杆（4-2）底部固定有Z轴丝杆支撑座（4-5），该处Z轴丝杆支撑座（4-5）底部固定在滑板（4-6）上。


6.根据权利要求5所述的储物柜，其特征在于：所述Z轴平移单元（4）还包括支撑杆（4-7）和梯架（4-8），所述支撑杆（4-7）竖直固定于上支架（2-1）底部，且位于Z轴丝杆（4-2）后侧，所述梯架（4-8）的上下端分别固定于上支架（2-1）和滑板（4-6）的前端，且整体呈竖直设置于Z轴丝杆（4-2）前侧，所述Z轴联轴器（4-4）与Z轴丝杆（4-2）连接处也安装有Z轴丝杆支撑座（4-5），该处Z轴丝杆支撑座（4-5）通过垫片（4-9）固定在梯架（4-8）上。


7.根据权利要求6所述的储物柜，其特征在于：所述滑板（4-6）为底部安装有可锁死万向轮（4-61）的平板（4-62），所述梯架（4-8）底部、Z轴丝杆（4-2）底部的Z轴丝杆支撑座（4-5）及支撑杆（4-7）底部均固定在平板（4-62）上，并通过可锁死万向轮（4-61）支撑于地面。


8.根据权利要求7所述的储物柜，其特征在于：所述Y轴平移单元（3）包括下支架（3-1）、固定板（3-2）和Y轴滚珠丝杆机构，所述Y轴滚珠丝杆机构固定在下支架（3-1）上，所述下支架（3-1）位于梯架（4-8）、Z轴丝杆（4-2）和支撑杆（4-7）右侧，所述固定板（3-2）向左凸设于下支架（3-1）底部且位于梯架（4-8）后侧，所述固定板（3-2）底部前端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昕鸣，成焕波，韩宇非，谢家烨，石垒垒，马骏，唐长鑫，郭祎昕，魏子童，李永琪，郑轩宇，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32