[发明专利]一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人机构

说明书

一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人，为空间三自由度连杆机构，包含底座、回转台、大臂升降支链、小臂摆动支链、姿态维持支链、末端执行件。所述回转台通过转动副与底座连接，并由安装在底座上的伺服电机驱动，大臂升级支链由安装在回转台上的伺服电机驱动，小臂摆动支链由直线驱动器驱动，通过回转台回转、大臂升降以及小臂摆动的运动耦合，实现该种洗扫机器人机构的末端执行件的三自由度运动，在姿态维持支链的作用下，末端执行件的姿态角始终维持不变，该种吸扫机器人机构相比现有吸扫车，具有工作空间大、灵活性好、能耗低的作业特点，在计算机控制下，可不变道完成多车道、不平地面、绿化苗圃及复杂林荫道的自动化吸扫作业。

技术领域

本发明涉及吸尘清扫车，特别是一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人机构。

背景技术

随着公路建设的不断发展以及城市路面、广场环卫管理的现代化需要，环卫车辆的需求也越来越大，吸尘清扫车是城市环卫作业最常使用的车辆之一，其作用是通过安装在车体下方或前端的清扫结构以及除尘结构，将道路及广场地面的轻质垃圾、灰尘扫除并吸取，储存到车辆积尘箱里，便于集中倾泻到垃圾集中点，达到清洁地面的效果。虽然吸尘清扫车在路面清洁中得到了广泛使用，但是也存在诸多有待解决的工程技术问题。首先，现有洗尘清扫车，其吸尘清扫装置多安装在车体下部，吸尘清扫车的清扫结构和除尘结构工作范围小、灵活度差、作业效率低，由于受吸尘清扫装置结构设计影响，现有吸尘清扫车车身庞大，却无法对有绿化树木等障碍的非机动车车道进行有效的吸尘清扫作业，也无法对广场等不平路面、台阶路面及绿化苗圃进行有效的吸尘清扫作业；其次，现有吸尘清扫车采用无差别洗扫作业模式，单程只能完成一条机动车车道的清洁作业，受吸尘及清扫结构灵活性差、覆盖面积小等因素影响，无法根据道路洁净程度进行多车道清洁作业，不仅存在过度清洁，而且风机及液压系统的持续运行进一步增加了能耗；另外，现有吸尘清扫车其作业装置多采用液压系统操作收放，不仅需要设泵源，维护成本高、能耗大、智能化水平低，而且在使用过程中容易造成液压油泄露，污染环境。

如何基于机器人等机电一体化技术，结合机构学相关原理提出并设计一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人机构，在具有机械结构简单、低能耗、高可靠性、低维护保养成本等特点的同时，末端执行件具备作业空间大、灵活度好等特点，不仅吸尘、清扫面积广，能够轻易满足单程多车道清洁作业，以及有绿化树木等障碍的非机动车车道清洁作业，而且末端执行件在竖直方向有较大的作业行程，可满足不平路面及台阶路面的吸扫作业要求，克服液压系统存在的机械效率低、易发生漏油事故等不足，解决现有吸尘清扫装置可控性差、操纵装置智能化程度低等问题，已成为吸尘清扫车领域一个亟需解决的工程问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人机构，在具有机械结构简单、低能耗、高可靠性、低维护保养成本等特点的同时，末端执行件具备作业空间大、灵活度好等特点，不仅吸尘清扫面积广，能够轻易满足单程多车道清洁作业，以及有绿化树木等障碍的非机动车车道清洁作业，而且末端执行件在竖直方向有较大的作业行程，能满足不平路面、台阶路面及路边绿化苗圃的吸扫作业要求，克服液压系统存在的机械效率低、易发生漏油事故等不足，解决现有吸尘清扫装置可控性差、操纵装置智能化程度低等问题，能更好的满足机动车道、非机动车道及广场地面、绿化苗圃的轻质垃圾、灰尘扫除作业要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种含直线驱动器的三自由度吸扫机器人机构，为空间三自由度连杆机构，包含底座、回转台、大臂升降支链、小臂摆动支链、姿态维持支链、末端执行件。

所述回转台与底座之间通过第一转动副连接，所述第一转动副为第一主动副，由安装在底座上的伺服电机驱动控制，在计算机编程控制下，回转台可绕底座进行大角度受控转动。