一種用於市政園林的機器人的製作方法

2023-09-12 20:44:55 2

本發明涉及機器人技術領域，特別是指一種用於市政園林的機器人。

背景技術：

現有技術的機器人的行走可通過多種方式進行實現，但是在靈活性上均存在不足之處，無法適應複雜地形，容易傾翻；現有的機器人沒有又可以行走又可以飛行的，需要改進；現有的機器人僅可安裝簡單的灑水裝置，在角度調整和水流調整上存在困難。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種用於市政園林的機器人，以解決現有技術中機器人無法適應複雜地形，可行走機器人無法飛行，機器人上安裝的灑水裝置不便於調整角度和水流的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種用於市政園林的機器人，包括機架，所述機架上設有四組行走機構，四組所述行走機構分別設於所述機架兩側的前後位置處，所述行走機構包括第一空心軸、第二空心軸和實心軸，所述第一空心軸套設於所述第二空心軸外圈，所述第二空心軸套設於所述實心軸外圈，所述第一空心軸與第二空心軸之間通過軸承連接，所述第二空心軸與實心軸之間通過軸承連接，所述第一空心軸外圈通過軸承連接於所述機架的側壁上，所述第一空心軸的外圈位於機架外側處設有第一輸出杆，所述第二空心軸的兩端長出所述第一空心軸，所述第二空心軸的外圈位於所述機架外側處設有第二輸出杆，所述第一輸出杆與第二輸出杆分別位於所述第一空心軸軸線的兩側，所述實心軸的兩端長出所述第二空心軸，所述實心軸上位於所述機架外側的端部設有蝸杆部，所述蝸杆部傳動連接有蝸輪，所述蝸輪傳動連接有輸出齒輪，所述輸出齒輪的外側固連有第三輸出杆，所述第三輸出杆與輸出齒輪的軸向相垂直，所述第一輸出杆的另一端部通過萬向節聯軸器連接有第一隨動杆，所述第二輸出杆的另一端部通過萬向節聯軸器連接有第二隨動杆，所述第三輸出杆的另一端部通過萬向節聯軸器連接有第三隨動杆，所述第一、第二、第三隨動杆的另一端部分別通過萬向節聯軸器連接一著地部，所述著地部為半球體，所述著地部上的平面部分連接有所述萬向節聯軸器，所述第一、第二、第三隨動杆分別包括杆套、第一彈簧和導杆，所述杆套下端設有空腔用於容置所述導杆，所述導杆位於所述杆套內的一端部設有所述第一彈簧，所述第一彈簧的另一端連接於所述空腔的頂端，各個隨動杆上套杆的上端通過萬向節聯軸器與各自的輸出杆相連，各個隨動杆上導杆的下端通過萬向節聯軸器與著地部相連；

所述第一空心軸上位於所述機架內側處設有第一齒輪，所述機架的側壁上設有第一電機，所述第一電機通過齒輪嚙合傳動於所述第一齒輪，所述第二空心軸上位於所述機架內側處設有第二齒輪，所述機架的側壁上設有第二電機，所述第二電機通過齒輪嚙合傳動於所述第二齒輪，所述實心軸位於所述機架內側處的端部設有第三齒輪，所述機架的側壁上還設有第三電機，所述第三電機通過齒輪嚙合傳動於所述第三齒輪；

所述機架上端的四角各設有一旋翼裝置，所述旋翼裝置包括設於機架上的第四電機、與第四電機相連的旋翼以及設於旋翼周圈的滑環，所述滑環與旋翼之間具有間隙，所述第四電機驅動旋翼轉動，所述滑環上設有多個滑輪組，所述滑輪組包括兩個對應設置的滑輪，所述滑輪上設有環形槽，所述滑輪組的其中一滑輪的環形槽與滑環的內徑形成滾動摩擦，另一滑輪的環形槽與滑環的外徑形成滾動摩擦，所述滑輪通過軸承連接於豎軸上，所述豎軸設於機架上；

所述機架上端的中部位置設有旋轉裝置和灑水裝置，所述旋轉裝置包括設於機架上的旋轉軸，所述旋轉軸上設有安裝架，所述安裝架上方設有第一聯接單元，所述第一聯接單元通過第一連接軸轉動連接一灑水裝置安裝板，所述灑水裝置安裝板下方還設有滑動軸安裝架，所述滑動軸安裝架上設有滑動軸，所述滑動軸上設有滑套，所述安裝架側邊設有舉升臂安裝架，所述舉升臂安裝架上設有舉升臂，所述舉升臂上端設有第二聯接單元，所述第二聯接單元通過兩個第二連接軸轉動連接於滑套的兩側，所述灑水裝置安裝板上設有所述灑水裝置；

所述灑水裝置包括底座、轉筒以及中軸，所述底座設於灑水裝置安裝板上，所述底座設有通水孔，所述轉筒通過中軸可轉動地連接於所述底座上，所述轉筒為中空結構，所述轉筒的外端面以軸心所在處為圓心均布有四個外圓孔，所述轉筒靠近底座的內端面以軸心所在處為圓心均布有四個內圓孔，所述外圓孔和內圓孔均一一對應同軸設置，每一外圓孔通過軟管連接與其錯位90°的內圓孔。

其中，所述底座具有四個連接於其內側壁上的支撐臂，四個所述支撐臂之間圍構成所述通水孔，四個所述支撐臂的連接處設有中心孔，所述中心孔用於穿入所述中軸。

其中，所述萬向節聯軸器包括第一萬向節叉、第二萬向節叉和十字軸，所述第一萬向節叉的一端通過所述十字軸與第二萬向節叉的一端連接。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

上述方案中，本發明通過四組行走機構，可實現機器人的行走，且能適應複雜地形，各個行走機構可獨立調節，相互配合，機架可通過行走機構的調節來升降高度，具有實用性；另外還設有旋翼裝置，可供機器人飛行用，再者旋翼裝置中設有滑環，滑環即可以保護旋翼不受損毀，又可以對機器人在行走時起導正作用，不會直接去撞牆；由於在機架上方設有灑水裝置，水流依次通過底座上的通水孔和軟管噴灑出去，由於軟管為扭曲狀，水流即會以旋轉的流向從軟管噴射出，並產生旋轉反作用力，而使轉筒相對於底座產生轉動，形成噴灑面積較大的旋轉噴射的水流，提高了作業效率，且不需要額外的電機來驅動轉筒的旋轉，節能環保，減輕了設備重量；由於設有可調節角度的旋轉裝置，因此可方便調節灑水裝置的灑水角度，提高了自由度，更便於作業。

附圖說明

圖1為本發明的立體圖一。

圖2為本發明的立體圖二。

圖3為本發明的行走機構的立體圖。

圖4為本發明的隨動杆的結構圖。

圖5為本發明的萬向節聯軸器的結構圖。

圖6為本發明的旋翼裝置的示意圖。

圖7為本發明的旋轉裝置的立體圖。

圖8為本發明的灑水裝置的剖視圖。

圖9為本發明的灑水裝置的轉筒的俯視圖。

圖10為本發明的灑水裝置的底座的立體圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

為方便說明，圖1中左側方向為前，右側方向為後，上方為上，下方為下。

如圖1至圖5所示，本發明實施例提供一種用於市政園林的機器人，包括機架1，所述機架1上設有四組行走機構2，四組所述行走機構2分別設於所述機架1兩側的前後位置處，位置分別為機架1的左前側、右前側、左後側、右後側，類似於汽車四輪安裝位置，所述行走機構2包括第一空心軸21、第二空心軸22和實心軸23，所述第一空心軸21套設於所述第二空心軸22外圈，所述第二空心軸22套設於所述實心軸23外圈，所述第一空心軸21與第二空心軸22之間通過軸承連接，為方便看圖，圖中的軸承均未圖示，軸承連接為現有技術，在此不再贅述，通過軸承連接可實現第一空心軸21與第二空心軸22同軸設置相可相對轉動，互不影響；所述第二空心軸22與實心軸23之間通過軸承連接，所述第一空心軸21外圈通過軸承連接於所述機架1的側壁上，所述第一空心軸21的外圈位於機架1外側處設有第一輸出杆24，所述第二空心軸22的兩端長出所述第一空心軸21，所述第二空心軸22的外圈位於所述機架1外側處設有第二輸出杆25，所述第一輸出杆24與第二輸出杆25分別位於所述第一空心軸21軸線的兩側，所述實心軸23的兩端長出所述第二空心軸22，所述實心軸23上位於所述機架1外側的端部設有蝸杆部231，所述蝸杆部231傳動連接有蝸輪232，所述蝸輪232傳動連接有輸出齒輪233，所述輸出齒輪233的外側固連有第三輸出杆26，所述第三輸出杆26與輸出齒輪233的軸向相垂直，所述第一、第二、第三輸出杆在空間上形成爪形結構，所述第一輸出杆24的另一端部通過萬向節聯軸器4連接有第一隨動杆27，所述第二輸出杆25的另一端部通過萬向節聯軸器4連接有第二隨動杆28，所述第三輸出杆26的另一端部通過萬向節聯軸器4連接有第三隨動杆29，所述第一、第二、第三隨動杆的另一端部分別通過萬向節聯軸器4連接一著地部30，所述著地部30為半球體，所述著地部30上的平面部分連接有所述萬向節聯軸器4，所述第一、第二、第三隨動杆分別包括杆套31、第一彈簧32和導杆33，所述杆套31下端設有空腔311用於容置所述導杆33，所述導杆33位於所述杆套31內的一端部設有所述第一彈簧32，所述第一彈簧32的另一端連接於所述空腔311的頂端，導杆與杆套可相互滑動，導杆、杆套和第一彈簧的設置，可以補償隨動杆在長度上的限制，使隨動杆可隨運動需要伸長縮短其長度，各個隨動杆上套杆的上端通過萬向節聯軸器4與各自的輸出杆相連，各個隨動杆上導杆的下端通過萬向節聯軸器4與著地部30相連。

所述第一空心軸21上位於所述機架1內側處設有第一齒輪34，所述機架1的側壁上設有第一電機35，所述第一電機35通過齒輪嚙合傳動於所述第一齒輪34，所述第二空心軸22上位於所述機架1內側處設有第二齒輪36，所述機架1的側壁上設有第二電機37，所述第二電機37通過齒輪嚙合傳動於所述第二齒輪36，所述實心軸23位於所述機架1內側處的端部設有第三齒輪38，所述機架1的側壁上還設有第三電機39，所述第三電機39通過齒輪嚙合傳動於所述第三齒輪38。

所述萬向節聯軸器4包括第一萬向節叉41、第二萬向節叉42和十字軸40，所述第一萬向節叉41的一端通過所述十字軸40與第二萬向節叉42的一端連接。用於連接隨動杆和輸出杆的萬向節聯軸器4，其上的第一萬向節叉41的另一端連接輸出杆，其上的第二萬向節叉42的另一端連接輸出杆；用於連接隨動杆和著地部的萬向節聯軸器4，其上的第一萬向節叉41的另一端連接隨動杆，其上的第二萬向節叉42的另一端連接著地部。

第一輸出杆、第二輸出杆和第三輸出杆需要在設定的角度範圍內運動，例如以圖2中著地部的位置為基點，當驅動第三輸出杆使其向上轉動並保持其他兩個輸出杆不動，可帶動著地部向機架外側的斜上方運動，當驅動第一輸出杆使其向上轉動並保持其他兩個輸出杆不動，可帶動著地部向機架前方的斜上方運動，當驅動第二輸出杆使其向上轉動並保持其他兩個輸出杆不動，可帶動著地部向機架後方的斜上方運動，也可以同時驅動多個輸出杆達到不同的運動效果。當掌握好行走機構的運動規律後，可通過電腦編程來控制各個電機的輸出，從而通過四個行走機構的配合來控制機器人的運動，例如行走，跑跳等。由於著地部可在空間方位上做運動，使得機器人的行走機構像人的手腳一樣運動靈活，可保證機器人不容易傾覆。

如圖1、圖2和圖6所示，所述機架1上端的四角各設有一旋翼裝置7，所述旋翼裝置7包括設於機架1上的第四電機71、與第四電機71相連的旋翼72以及設於旋翼72周圈的滑環73，所述滑環73與旋翼72之間具有間隙，滑環73用於保護旋翼72不受損壞，所述第四電機71驅動旋翼72轉動從而產生升力使機架1升空，所述滑環73上設有多個滑輪組，至少是圖5中所示的2組，為了提高穩定性也可以是3組以上，機架1也可以並不是圖上所示的中空框架結構，可以是一個板型結構，因此可以在機架1的上端面布置更多的滑輪組，所述滑輪組包括兩個對應設置的滑輪74，所述滑輪74上設有環形槽741，所述滑輪組的其中一滑輪的環形槽與滑環73的內徑形成滾動摩擦，另一滑輪的環形槽與滑環73的外徑形成滾動摩擦，所述滑輪74通過軸承連接於豎軸75上，所述豎軸75設於機架1上。所述滑輪組的滑輪74在同一平面上。滑環73的設置即可以使機架在地面運動時起導正作用，防止直接碰撞牆壁，在接觸牆壁時，滑環可滾動，另外也可以起到保護旋翼的作用。

如圖1、圖2和圖7所示，所述機架1上端的中部位置設有旋轉裝置8和灑水裝置6，所述旋轉裝置8包括設於機架1上的旋轉軸81，所述旋轉軸81上設有安裝架82，所述安裝架82上方設有第一聯接單元83，所述第一聯接單元83通過第一連接軸84轉動連接一灑水裝置安裝板85，所述灑水裝置安裝板85下方還設有滑動軸安裝架86，所述滑動軸安裝架86上設有滑動軸87，所述滑動軸87上設有滑套88，所述安裝架82側邊設有舉升臂安裝架89，所述舉升臂安裝架89上設有舉升臂90，所述舉升臂90上端設有第二聯接單元91，所述第二聯接單元91通過兩個第二連接軸92轉動連接於滑套88的兩側，第二連接軸92不穿透滑套88，因此不與滑動軸87相干涉。舉升臂90的舉升運動可通過電機傳動，在此不再贅述。旋轉軸可旋轉從而帶動灑水裝置的轉動，通過舉升臂的升降來調整灑水裝置的俯仰角，因此可實現灑水裝置的無死角轉動，從而提高灑水效率。

如圖8至圖10所示，所述灑水裝置6包括底座61、轉筒62以及中軸63，所述底座61設於灑水裝置安裝板85上，所述底座61設有通水孔611，所述轉筒62通過中軸63可轉動地連接於所述底座61上，所述轉筒62為中空結構，所述轉筒62的外端面以軸心所在處為圓心均布有四個外圓孔621，所述轉筒62靠近底座61的內端面以軸心所在處為圓心均布有四個內圓孔622，所述外圓孔621和內圓孔622均一一對應同軸設置，每一外圓孔621通過軟管64連接與其錯位90°的內圓孔622。

所述底座61具有四個連接於其內側壁上的支撐臂612，四個所述支撐臂612之間圍構成所述通水孔611，四個所述支撐臂612的連接處設有中心孔613，所述中心孔613用於穿入所述中軸63。所述轉筒62的上端面和下端面設有中心軸孔623用於穿過所述中軸63。

實施時可在機架上設置儲水箱和水泵，將儲水箱中需要噴灑的農藥或化肥等通過水泵增壓，然後與底座相連，水流依次通過底座上的通水孔和軟管噴灑出去，由於軟管為扭曲狀，水流即會以旋轉的流向從軟管噴射出，並產生旋轉反作用力，而使轉筒相對於底座產生轉動，形成噴灑面積較大的旋轉噴射的水流，提高了作業效率，且不需要額外的電機來驅動，節能環保，減輕了設備重量。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。