一种机器人给水装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及废墟救援设备，具体地说是一种机器人给水装置，包括位姿调整机构和给水机构，给水机构安装在位姿调整机构上，用以构成给水装置；其中位姿调整机构包括伸缩关节和耦合关节，伸缩关节一端通过固定底座固定在机器人上，另一端装有耦合关节，其通过电机驱动改变伸缩关节长度，达到预定目标位置；耦合关节通过双电机驱动多齿轮啮合传动，其输出可实现任意方向和角度调整，使得连接的给水机构灵活敏捷；给水机构包括储水模块和末端控制模块，储水模块储存纯净水，以供需求，末端控制模块控制末端输水管的位置及角度，以达到输水的目的。本发明专利技术具有结构轻量化、模块化、给水精度高，易于安装、更换、操控精准的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人给水装置
本专利技术涉及废墟救援设备，具体地说是一种机器人给水装置，可安装于废墟救援机器人上。
技术介绍
地震、海啸等意外事故的发生常常会导致建筑物倒塌产生废墟，救援被埋在废墟下的幸存者是一项非常紧迫的任务。为了提高救援效率，大力发展营救技术；由于废墟内环境的杂乱无章，且被困人员生命体征极度虚弱，急需水、氧供给，或药物治疗，更有甚者流血不止，需要包扎，给救援工作带来了极大的困难。
技术实现思路
为了解决废墟内部被困人员的各种迫切需求，甚至是简单治疗，保证被困人员生命体征正常，本专利技术的目的在于提供一种机器人给水装置，用于紧急救援任务。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术包括位姿调整机构及给水机构，其中位姿调整机构包括伸缩关节和耦合关节，所述给水机构包括储水模块和末端控制及感知模块，所述伸缩关节的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，所述耦合关节的一端与伸缩关节的伸缩端相连、由伸缩关节驱动伸缩，所述耦合关节的另一端具有俯仰自由度或偏转自由度；所述储水模块和末端控制及感知模块安装在耦合关节的另一端，通过所述伸缩关节及耦合关节的驱动到达设定位置及角度。其中：所述伸缩关节包括伸缩驱动电机、伸缩丝杠、伸缩丝母、伸缩滑块、滑块连杆、伸缩组件、固定底座、伸缩外架、伸缩丝杠固定座及多层支撑套筒，该固定底座一端安装在机器人上，另一端连接有伸缩外架，所述伸缩外架上固定有伸缩丝杠固定座，该伸缩丝杠固定座转动安装有伸缩丝杠，所述伸缩丝杠与固定在固定底座上的伸缩驱动电机的输出轴连接，该伸缩丝杠上螺纹连接有伸缩丝母，所述伸缩滑块与伸缩丝母固接，所述滑块连杆的一端与伸缩滑块铰接，另一端通过伸缩组件与多层支撑套筒中的最内层连接，所述多层支撑套筒的最外层固接于所述伸缩外架的外部。所述伸缩组件包括支撑杆及支撑连接，该支撑杆为多根呈十字交叉状，所述支撑连接安装于多层支撑套筒的最内层，所述多根呈十字交叉状的支撑杆的两侧分别与滑块连杆及支撑连接铰接。所述耦合关节包括耦合驱动电机、传动齿轮组、输出锥齿轮、十字轴、耦合底座及输出连接件，该耦合底座安装于所述伸缩关节的输出端，所述耦合驱动电机为两个，对称安装于所述耦合底坐上，所述耦合底座的两侧各设有一组传动齿轮组；所述十字轴上安装两个输出锥齿轮，该十字轴的两端分别与输出连接件转动连接，每侧所述传动齿轮组的输入端均由一个耦合驱动电机驱动，输出端分别与两个所述输出锥齿轮有齿的一端啮合，所述输出锥齿轮的另一端安装于输出连接件上。所述传动齿轮组包括输出齿轮、惰性齿轮、传动齿轮及输入锥齿轮，该输出齿轮连接于所述耦合驱动电机的输出端，两侧的两个所述传动齿轮安装在一根锥齿轮轴上、与锥齿轮轴连动，该锥齿轮轴转动安装于所述耦合底座上，所述惰性齿轮的齿轮轴转动安装于耦合底座上，该惰性齿轮位于所述输出齿轮及传动齿轮之间，并分别与所述输出齿轮及传动齿轮啮合；所述锥齿轮轴上安装有两个输入锥齿轮，该输入锥齿轮与锥齿轮轴连动，每个所述输入锥齿轮分别与所述十字轴上的两个输出锥齿轮啮合。所述十字轴中的一根轴的两端分别与输出连接件转动连接，另一根轴为中空管状，所述锥齿轮轴由该中空管穿过。所述输出连接件为U形，所述十字轴中的一根轴的两端分别与所述U形开口端的两侧转动连接，所述储水模块和末端控制及感知模块安装于U形的底部。所述储水模块包括储水罐、输水管、输水阀、水阀减速器、水阀电机、末端软管及给水底座，该储水罐固定在机器人上，通过输水管与输水阀的一端相连，所述输水阀的另一端连接末端软管；所述输水阀上装有水阀减速器和水阀电机，该输水阀和水阀电机均安装于给水底座上，所述给水底座固接在耦合关节的另一端。所述末端控制及感知模块包括给水底座、转向电机、转向减速器、转向连接头、微型摄像头及微型测距仪，该转向电机连接转向减速器、且固定在给水底座上，所述转向减速器的输出端装有转向连接头，该转向连接上固定有末端软管，所述微型摄像头和微型测距仪安装在给水底座的顶端。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术是安装在废墟救援机器人上的救援装置，位姿调整机构上固定给水机构，使得给水机构的给水角度范围较广，能够达到多角度顺利给水的目标。2.本专利技术位姿调整机构中的伸缩关节和耦合关节，在采用少电机驱动的情况下，关节机构精简，能达到预定位置和角度，满足末端载荷的使用要求。3.本专利技术给水机构包括了储水模块和末端控制及感知模块，储水模块不仅储存纯净水且控制纯净水的输送量，从而控制给水的多少；末端控制及感知模块除控制末端软管的给进角度外，其上的微型摄像头和微型测距仪为救援人员提供了废墟内部被困人员的具体信息和周围环境的详尽数据，为进一步救援提供了依据。4.本专利技术给水装置轻量化、模块化、废墟狭小空间适应性强，易于安装、操控精度高。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术中伸缩关节的结构示意图；图3为本专利技术中耦合关节的结构示意图；图4为本专利技术中给水机构的结构示意图；其中：1为位姿调整机构，2为给水机构，3为伸缩关节，4为耦合关节，5为储水模块，6为末端控制及感知模块，7为伸缩驱动电机，8为联轴器，9为伸缩丝杠，10为伸缩滑块，11为滑块连杆，12为支撑杆，13为支撑连接，14为固定底座，15为伸缩外架，16为伸缩丝杠固定座，17为支撑套筒，18为耦合驱动电机，19为输出齿轮，20为惰性齿轮，21为传动齿轮，22为输入锥齿轮，23为输出锥齿轮，24为锥齿轮轴，25为十字轴，26为耦合底座，27为输出连接件，28为储水罐，29为输水管，30为输水阀，31为水阀减速器，32为水阀电机，33为末端软管，34为给水底座，35为转向电机，36为转向减速器，37为转向连接头，38为微型摄像头，39为微型测距仪。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1～4所示，本专利技术包括位姿调整机构1及给水机构2，其中位姿调整机构1包括伸缩关节3和耦合关节4，给水机构2包括储水模块5和末端控制及感知模块6，伸缩关节3的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，耦合关节4的一端与伸缩关节3的伸缩端相连、由伸缩关节3驱动伸缩，耦合关节4的另一端具有俯仰自由度或偏转自由度；储水模块5和末端控制及感知模块6安装在耦合关节4的另一端，通过伸缩关节3及耦合关节4的驱动到达设定位置及角度，保证了给水机构2能够顺利给水的目标。本实施例的伸缩关节3包括伸缩驱动电机7、联轴器8、伸缩丝杠9、伸缩丝母、伸缩滑块10、滑块连杆11、伸缩组件、固定底座14、伸缩外架15、伸缩丝杠固定座16及多层支撑套筒17，该固定底座14一端安装在机器人上，另一端连接有伸缩外架15，伸缩外架15上固定有伸缩丝杠固定座16，该伸缩丝杠固定座16转动安装有伸缩丝杠9，伸缩丝杠9与固定在固定底座14上的伸缩驱动电机7的输出轴通过联轴器8连接，该伸缩丝杠9上螺纹连接有伸缩丝母，伸缩滑块10与伸缩丝母固接，滑块连杆11的一端与伸缩滑块10铰接，另一端通过伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人给水装置，其特征在于：包括位姿调整机构(1)及给水机构(2)，其中位姿调整机构(1)包括伸缩关节(3)和耦合关节(4)，所述给水机构(2)包括储水模块(5)和末端控制及感知模块(6)，所述伸缩关节(3)的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，所述耦合关节(4)的一端与伸缩关节(3)的伸缩端相连、由伸缩关节(3)驱动伸缩，所述耦合关节(4)的另一端具有俯仰自由度或偏转自由度；所述储水模块(5)和末端控制及感知模块(6)安装在耦合关节(4)的另一端，通过所述伸缩关节(3)及耦合关节(4)的驱动到达设定位置及角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人给水装置，其特征在于：包括位姿调整机构(1)及给水机构(2)，其中位姿调整机构(1)包括伸缩关节(3)和耦合关节(4)，所述给水机构(2)包括储水模块(5)和末端控制及感知模块(6)，所述伸缩关节(3)的一端安装于机器人上，另一端为伸缩端，所述耦合关节(4)的一端与伸缩关节(3)的伸缩端相连、由伸缩关节(3)驱动伸缩，所述耦合关节(4)的另一端具有俯仰自由度或偏转自由度；所述储水模块(5)和末端控制及感知模块(6)安装在耦合关节(4)的另一端，通过所述伸缩关节(3)及耦合关节(4)的驱动到达设定位置及角度。


2.根据权利要求1所述的机器人给水装置，其特征在于：所述伸缩关节(3)包括伸缩驱动电机(7)、伸缩丝杠(9)、伸缩丝母、伸缩滑块(10)、滑块连杆(11)、伸缩组件、固定底座(14)、伸缩外架(15)、伸缩丝杠固定座(16)及多层支撑套筒(17)，该固定底座(14)一端安装在机器人上，另一端连接有伸缩外架(15)，所述伸缩外架(15)上固定有伸缩丝杠固定座(16)，该伸缩丝杠固定座(16)转动安装有伸缩丝杠(9)，所述伸缩丝杠(9)与固定在固定底座(14)上的伸缩驱动电机(7)的输出轴连接，该伸缩丝杠(9)上螺纹连接有伸缩丝母，所述伸缩滑块(10)与伸缩丝母固接，所述滑块连杆(11)的一端与伸缩滑块(10)铰接，另一端通过伸缩组件与多层支撑套筒(17)中的最内层连接，所述多层支撑套筒(17)的最外层固接于所述伸缩外架(15)的外部。


3.根据权利要求2所述的机器人给水装置，其特征在于：所述伸缩组件包括支撑杆(12)及支撑连接(13)，该支撑杆(12)为多根呈十字交叉状，所述支撑连接(13)安装于多层支撑套筒(17)的最内层，所述多根呈十字交叉状的支撑杆(12)的两侧分别与滑块连杆(11)及支撑连接(13)铰接。


4.根据权利要求1所述的机器人给水装置，其特征在于：所述耦合关节(4)包括耦合驱动电机(18)、传动齿轮组、输出锥齿轮(23)、十字轴(25)、耦合底座(26)及输出连接件(27)，该耦合底座(26)安装于所述伸缩关节(3)的输出端，所述耦合驱动电机(18)为两个，对称安装于所述耦合底坐(26)上，所述耦合底座(26)的两侧各设有一组传动齿轮组；所述十字轴(25)上安装两个输出锥齿轮(23)，该十字轴(25)的两端分别与输出连接件(27)转动连接，每侧所述传动齿轮组的输入端均由一个耦合驱动电机(18)驱动，输出端分别与两个所述输出锥齿轮(23)有齿的一端啮合，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，郑怀兵，王聪，常健，田建东，梁志达，韩世凯，刘铜，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21