一种清障机器人[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 211368837 U(45)授权公告日 2020.08.28

(21)申请号 201921290131.2(22)申请日 2019.08.10

(73)专利权人 河北儒布特教育科技有限公司

地址 050000 河北省石家庄市高新区长江

大道315号创新大厦21层A区(72)发明人 牛俊明　王学刚　刘世强　王帅　(74)专利代理机构 石家庄领皓专利代理有限公

司 13130

代理人 司楠(51)Int.Cl.

E02F 5/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图3页

()实用新型名称

一种清障机器人(57)摘要

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种清障机器人。包括抓铲清障装置的设计，通过推铲电机可控制固定铲板和夹爪铲板的起降动作，通过固定铲板和夹爪铲板作用可将泥土等混散状态的障碍物推开，实现推动清障工作；通过抓铲电机可控制两侧夹爪铲板的开合动作，从而可将块状障碍物夹紧，通过抓铲电机和推铲电机配合控制，可将块状障碍物转移到指定位置，实现夹持清障工作；整个装置的设计即可以推动清障还可以夹持清障，应用范围较广；采用推铲电机和抓铲电机驱动清障工作，代替传统液压复杂系统，制造和后期维护成本较低。CN 211368837 UCN 211368837 U

权　利　要　求　书

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1.一种清障机器人，其特征在于：包括底盘(1)、推铲电机(2)、控制主板(3)和抓铲清障装置(4)；所述底盘(1)底部两侧均设置有驱动轮(101)；所述底盘(1)顶部固定设置有多个立柱(102)；所述控制主板(3)固定设置在右侧立柱(102)顶部；左侧立柱(102)顶部固定设置有固定板(103)；所述推铲电机(2)固定设置在固定板(103)顶部；底盘(1)顶部固定设置有电池(104)和电容(105)；所述抓铲清障装置(4)设置在推铲电机(2)左侧。

2.根据权利要求1所述的一种清障机器人，其特征在于：所述抓铲清障装置(4)包括推铲主架(401)、抓铲电机(402)、涡流导向盘(403)、拉杆(404)、连接杆(405)和夹爪铲板(406)；所述推铲主架(401)两侧均设置有支撑板(407)；所述支撑板(407)右端和推铲电机(2)输出轴端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种清障机器人，其特征在于：所述推铲主架(401)中部底端设置有底板(408)；所述推铲主架(401)中部顶端设置有顶板(409)；所述抓铲电机(402)固定设置在顶板(409)顶部中间位置；所述涡流导向盘(403)转轴连接在顶板(409)和底板(408)之间；所述抓铲电机(402)输出轴端和涡流导向盘(403)中部固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种清障机器人，其特征在于：所述底板(408)左侧中部固定设置有固定座(410)；所述固定座(410)中部设置有导向孔(411)；所述拉杆(404)贯穿滑动连接在导向孔(411)中部。

5.根据权利要求2所述的一种清障机器人，其特征在于：所述拉杆(404)右端下方设置有拉力轴(412)；所述涡流导向盘(403)顶部设置有涡状槽(413)；所述涡状槽(413)间距等于拉力轴(412)直径；所述拉力轴(412)滑动连接在涡状槽(413)内部。

6.根据权利要求2所述的一种清障机器人，其特征在于：所述推铲主架(401) 左端设置有固定铲板(414)；所述固定铲板(414)和推铲主架(401)垂直设置。

7.根据权利要求6所述的一种清障机器人，其特征在于：所述夹爪铲板(406)分别转轴连接在固定铲板(414)上下两侧。

8.根据权利要求2所述的一种清障机器人，其特征在于：所述夹爪铲板(406)右侧中部均设置有固定杆(415)；所述拉杆(404)左端设置有连接座(416)；所述连接座(416)内部左端两侧和固定杆(415)另一端分别通过连接杆(405)两端转轴连接。

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技术领域

[0001]本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种清障机器人。

背景技术

[0002]器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取 代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。自上世纪六、七十年始，机器人的研究就开始受到关注，近年来随着无线通信和人工智能的飞速发展，机器人领域的 相关研究也取得了长足的进步，尤其是那些可于危险环境中工作、对人工智能水平要求较低的工业特种机器人，目前已经得到了广泛的应用。

[0003]清障机器人是一种用于清除障碍物的自动化智能设备，可在危险环境中通过接收远程控制指令完成移动、侦测以及清障动作。

[0004]于是需要一种机器人即可推铲清除泥土等混散状态障碍，还可以搬运转移块状障碍物。

实用新型内容

[0005]本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种清障机器人，采用抓铲清障装置的设计，通过推铲电机可控制固定铲板和夹爪铲板的起降动作，通过固定铲板和夹爪铲板作用可将泥土等混散状态的障碍物推开，实现推动清障工作；通过抓铲电机可控制两侧夹爪铲板的开合动作，从而可将块状障碍物夹紧，通过抓铲电机和推铲电机配合控制，可将块状障碍物转移到指定位置，实现夹持清障工作；整个装置的设计即可以推动清障还可以夹持清障，应用范围较广；采用推铲电机和抓铲电机驱动清障工作，代替传统液压复杂系统，制造和后期维护成本较低。[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括底盘、推铲电机、控制主板和抓铲清障装置；所述底盘底部两侧均设置有驱动轮；所述底盘顶部固定设置有多个立柱；所述控制主板固定设置在右侧立柱顶部；所述左侧立柱顶部固定设置有固定板；所述推铲电机固定设置在固定板顶部；底盘顶部固定设置有电池和电容；所述抓铲清障装置设置在推铲电机左侧。

[0007]进一步优化本技术方案，所述的抓铲清障装置包括推铲主架、抓铲电机、涡流导向盘、拉杆、连接杆和夹爪铲板；所述推铲主架两侧均设置有支撑板；所述支撑板右端和推铲电机输出轴端固定连接。

[0008]进一步优化本技术方案，所述的推铲主架中部底端设置有底板；所述推铲主架中部顶端设置有顶板；所述抓铲电机固定设置在顶板顶部中间位置；所述涡流导向盘转轴连接在顶板和底板之间；所述抓铲电机输出轴端和涡流导向盘中部固定连接。[0009]进一步优化本技术方案，所述的底板左侧中部固定设置有固定座；所述固定座中部设置有导向孔；所述拉杆贯穿滑动连接在导向孔中部。

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进一步优化本技术方案，所述的拉杆右端下方设置有拉力轴；所述涡流导向盘顶

部设置有涡状槽；所述涡状槽间距等于拉力轴直径；所述拉力轴滑动连接在涡状槽内部。[0011]进一步优化本技术方案，所述的推铲主架左端设置有固定铲板；所述固定铲板和推铲主架垂直设置。

[0012]进一步优化本技术方案，所述的夹爪铲板分别转轴连接在固定铲板上下两侧。[0013]进一步优化本技术方案，所述的夹爪铲板右侧中部均设置有固定杆；所述拉杆左端设置有连接座；所述连接座内部左端两侧和固定杆另一端分别通过连接杆两端转轴连接。

[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：[0015]1、推铲电机可控制固定铲板和夹爪铲板的起降动作，通过固定铲板和夹爪铲板作用可将泥土等混散状态的障碍物推开，实现推动清障工作。[0016]2、通过抓铲电机可控制两侧夹爪铲板的开合动作，从而可将块状障碍物夹紧。[0017]3、通过抓铲电机和推铲电机配合控制，可将块状障碍物转移到指定位置，实现夹持清障工作。[0018]4、整个装置的设计即可以推动清障还可以夹持清障，应用范围较广；[0019]5、采用推铲电机和抓铲电机驱动清障工作，代替传统液压复杂系统，制造和后期维护成本较低。[0020]6、采用机器人代替人工清障，可在危险环境中通过接收远程控制指令完成移动、侦测以及清障动作，大大降低了劳动力。[0021]7、涡状槽间距等于拉力轴直径，可以保证拉力轴在涡状槽内稳定滑动。附图说明

[0022]图1为一种清障机器人的举升状态示意图。[0023]图2为一种清障机器人的落铲状态示意图。

[0024]图3为一种清障机器人的抓铲清障装置整体结构示意图。

[0025]图4为一种清障机器人的抓铲清障装置开爪状态内部安装结构示意图。[0026]图5为一种清障机器人的抓铲清障装置合爪内部安装结构局部剖视图。[0027]图中：1、底盘；101、驱动轮；102、立柱；103、固定板；104、电池；105、电容；2、推铲电机；3、控制主板；4、抓铲清障装置；401、推铲主架；402、抓铲电机；403、涡流导向盘；404、拉杆；405、连接杆；406、夹爪铲板；407、支撑板；408、底板；409、顶板；410、固定座；411、导向孔；412、拉力轴；413、涡状槽；414、固定铲板；415、固定杆；416、连接座。具体实施方式

[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。[0029]具体实施方式一：结合图1-5所示，一种清障机器人其特征在于：包括底盘1、推铲电机2、控制主板3和抓铲清障装置4；所述底盘1底部两侧均设置有驱动轮101；所述底盘1顶

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部固定设置有多个立柱102；所述控制主板3固定设置在右侧立柱102顶部；所述左侧立柱102顶部固定设置有固定板103；所述推铲电机2固定设置在固定板103顶部；底盘1顶部固定设置有电池104和电容105；所述抓铲清障装置4设置在推铲电机2左侧；所述抓铲清障装置4包括推铲主架401、抓铲电机402、涡流导向盘403、拉杆404、连接杆405和夹爪铲板406；所述推铲主架401两侧均设置有支撑板407；所述支撑板407右端和推铲电机2输出轴端固定连接；所述推铲主架401中部底端设置有底板408；所述推铲主架401中部顶端设置有顶板409；所述抓铲电机402固定设置在顶板409顶部中间位置；所述涡流导向盘403转轴连接在顶板409和底板408之间；所述抓铲电机402输出轴端和涡流导向盘403中部固定连接；所述底板408左侧中部固定设置有固定座410；所述固定座410中部设置有导向孔411；所述拉杆404贯穿滑动连接在导向孔411中部；所述拉杆404右端下方设置有拉力轴412；所述涡流导向盘403顶部设置有涡状槽413；所述涡状槽413间距等于拉力轴412直径；所述拉力轴412滑动连接在涡状槽413内部；所述推铲主架401左端设置有固定铲板414；所述固定铲板414和推铲主架401垂直设置；所述夹爪铲板406分别转轴连接在固定铲板414上下两侧；所述夹爪铲板406右侧中部均设置有固定杆415；所述拉杆404左端设置有连接座416；所述连接座416内部左端两侧和固定杆415另一端分别通过连接杆405两端转轴连接。[0030]使用时，步骤一，结合图1-3所示，推除障碍时，启动推铲电机2，因‘所述推铲主架401两侧均设置有支撑板407；所述支撑板407右端和推铲电机2输出轴端固定连接’，所以当推铲电机2逆时针转动时带动支撑板407逆时针转动，从而带动推铲主架401一起逆时针转动，推铲主架401逆时针转动时带动固定铲板414和夹爪铲板406一起向下运动，从而实现下铲动作，当下方夹爪铲板406和地面相接触时，停止推铲电机2，此时可通过驱动轮101带动小车前进，在夹爪铲板406和固定铲板414的作用下将障碍物推开；起铲时，同理推铲电机2反转，从而带动推铲主架401、固定铲板414和夹爪铲板406提起。[0031]综上所述，抓铲清障装置4的设计，通过推铲电机2可控制固定铲板414和夹爪铲板406的起降动作，通过固定铲板414和夹爪铲板406作用可将泥土等混散状态的障碍物推开，实现推动清障工作。[0032]步骤二，结合图1-5所示，夹持障碍物时，将小车移动到障碍物位置，启动抓铲电机402，因‘所述拉杆404右端下方设置有拉力轴412；所述涡流导向盘403顶部设置有涡状槽413；所述拉力轴412滑动连接在涡状槽413内部’，所以当抓铲电机402带动涡流导向盘403逆时针转动时，拉力轴412在涡状槽413内部滑动（涡状槽413形状如图4和图5所示），因涡状槽413间距等于拉力轴412直径，可以保证拉力轴412在涡状槽413内稳定滑动，拉力轴412在涡状槽413内部滑动时会拉动拉杆404运动，因‘所述底板408左侧中部固定设置有固定座410；所述固定座410中部设置有导向孔411；所述拉杆404贯穿滑动连接在导向孔411中部’，所以拉杆404沿导向块向右侧滑动，固定座410的设置起到拉杆404定位导向的作用，当拉杆404向右侧运动时会带动连接座416一起向右侧运动。[0033]因‘所述夹爪铲板406分别转轴连接在固定铲板414上下两侧；所述夹爪铲板406右侧中部均设置有固定杆415；所述拉杆404左端设置有连接座416；所述连接座416内部左端两侧和固定杆415另一端分别通过连接杆405两端转轴连接’，所以当连接座416向右侧运动时拉动连接杆405一端一起向右侧运动，从而带动上方夹爪铲板406的固定杆415向上翻转，带动下方夹爪铲板406的固定杆415向下翻转，在两固定杆415的作用下带动两夹爪铲板406

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向中部翻转运动合并，从而将障碍物夹紧；根据障碍物形状，可在推铲状态下将障碍物夹紧，也可在起铲状态将障碍物夹紧；松开障碍物时，同理抓铲电机402反向转动即可实现两夹爪铲板406松开动作；所以说通过抓铲电机402可控制两侧夹爪铲板406的开合动作，从而可将块状障碍物夹紧转移。[0034]综上所述，通过抓铲电机402和推铲电机2配合控制，可将块状障碍物转移到指定位置，实现夹持清障工作；整个装置的设计即可以推动清障还可以夹持清障，应用范围较广；采用推铲电机2和抓铲电机402驱动清障工作，代替传统液压复杂系统，制造和后期维护成本较低。

[0035]本实用新型的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械装置，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。[0036]应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

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