[发明专利]一种火灾阀门关闭消防机器人

权利要求书

1.一种火灾阀门关闭消防机器人，其特征在于，包括末端执行器、手腕单元、上臂单元、上臂驱动单元、下臂单元、腰部单元、基座、耐高温防护服，末端执行器通过夹紧阀门把手并绕阀门中心旋转以实现阀门的开关，末端执行器具有绕T轴旋转和沿M轴上下移动两个动作，末端执行器通过花键和螺栓与手腕单元连接在一起，手腕单元起到传递末端执行器运动并调整末端执行器位置的作用，手腕单元可带动末端执行器实现绕B轴回转和绕R轴旋转两个动作，手腕单元通过花键和螺栓与上臂单元连接在一起，上臂单元起到传递末端执行器和手腕单元运动的作用，上臂单元通过螺栓与上臂驱动单元连接，上臂驱动单元为末端执行器、手腕单元和上臂单元运动的驱动装置，末端执行器、手腕单元和上臂单元的驱动电机均集成在上臂驱动单元，下臂单元可带动末端执行器、手腕单元、上臂单元以及上臂驱动单元绕U轴回转；腰部单元可带动末端执行器、手腕单元、上臂单元、上臂驱动单元和下臂单元绕L轴旋转；基座起到固定和支撑整个机器人的作用，内置电机可带动整机绕S轴旋转；

所述末端执行器包括输入轴、T轴连接体、输入锥齿轮、连接体、耐高温摄像头、输出锥齿轮、输出轴连接体、输出轴、罩壳、齿轮、上夹具体、下夹具体，输入轴内有花键槽与手腕单元相连，传递主运动，T轴连接体与外部机器人T轴通过螺栓连接，带动整个末端执行器绕T轴做360°旋转；输入锥齿轮和输出锥齿轮相互啮合，通过键分别与输入轴和输出轴连接；齿轮通过键连接在输出轴的另一端，上夹具体与下夹具体均为L型，上部加工有齿条分别在齿轮的左右侧与之啮合，齿轮转动时，带动上夹具体与下夹具体做上下反向运动，下部相对面设有锯齿型；连接体连接在T轴连接体和输出轴连接体之间，罩壳与输出轴连接体相连，起到限制上夹具体与下夹具体运动的作用；输入轴和输出轴分别通过圆锥滚子轴承连接在T轴连接体和输出轴连接体上；耐高温摄像头通过螺纹连接在连接体上，起到监视火灾情况，定位T轴位置和观察上夹具体与下夹具体夹紧情况的作用；

所述手腕单元包括R轴连接体、B轴输入端、T轴输入端、手腕机架、B轴连接体、罩壳、M轴带轮、M轴传递轴、T轴带轮、M轴同步带、T轴同步带、T轴传递体、传递机架、T轴传递锥齿轮、M轴传递锥齿轮、T轴输出锥齿轮、T轴输出体、末端执行器连接体、T轴输出轴、M轴输出锥齿轮、B轴输出锥齿轮、减速器、回转机架、M轴输入锥齿轮、T轴输入锥齿轮、B轴输入锥齿轮、M轴输入轴、T轴连接体、B轴输出轴，R轴连接体通过螺栓与上臂单元相连并带动手腕单元绕R轴旋转，手腕机架起到整个手腕单元的承重和相关零件安装作用，罩壳起到保护同步带和便于安装维修的作用；

B轴输入端一端通过花键与上臂单元相连传递B轴输入运动，一端通过B轴连接体与B轴输入锥齿轮连接，B轴输入锥齿轮与B轴输出锥齿轮啮合运动变换输出方向，并通过B轴输出轴和减速器带动回转机架使手腕单元绕B轴回转；

T轴输入端一端通过花键与上臂单元相连传递T轴输入运动，一端通过T轴连接体与T轴输入锥齿轮连接，T轴输入锥齿轮与T轴传递锥齿轮啮合运动变换输出方向，并通过T轴传递体、T轴带轮、T轴同步带、T轴输出锥齿轮、T轴输出体最终将运动传递给末端执行器连接体，以带动末端执行器绕T轴旋转；

M轴输入轴一端通过花键与上臂单元相连传递M轴输入运动，一端通过M轴输入锥齿轮与M轴传递锥齿轮啮合运动变换输出方向，并通过M轴传递轴、M轴带轮、M轴同步带、M轴输出锥齿轮最终将运动传递给T轴输出轴，以带动末端执行器上夹具体和下夹具体沿M轴上下移动。

2.根据权利要求1所述的火灾阀门关闭消防机器人，其特征在于：所述手腕单元和上臂单元外部包裹耐高温防护服以阻止高温传递。

3.根据权利要求1所述的火灾阀门关闭消防机器人，其特征在于：上臂单元包括M轴输入带轮、T轴输入带轮、B轴输入带轮、R轴输入带轮、上臂机架、减速器、R轴输出轴、B轴输出轴、T轴输出轴、M轴传动轴、T轴传动轴、B轴传动轴、R轴传动轴，M轴输入带轮通过同步带与上臂驱动单元相连，带动M轴传动轴旋转，并通过花键连接至手腕单元，并最终传递至末端执行器使上夹具体和下夹具体沿M轴上下移动完成夹紧动作；

T轴输入带轮通过同步带与上臂驱动单元相连，通过T轴传动轴将旋转运动传递给T轴输出轴，T轴输出轴通过花键连接至手腕单元，并最终将运动传递至末端执行器，使末端执行器绕T轴旋转；

B轴输入带轮通过同步带与上臂驱动单元相连，通过B轴传动轴将旋转运动传递给B轴输出轴，B轴输出轴通过花键连接至手腕单元，带动手腕单元和末端执行器绕B轴回转；

R轴输入带轮通过同步带与上臂驱动单元相连，通过R轴传动轴将旋转运动传递给R轴输出轴，R轴输出轴通过减速器与手腕单元相连，并带动手腕单元绕R轴旋转；

上臂机架起到支撑整个上臂单元的作用，并通过螺栓与上臂驱动单元连接以实现整个上臂单元沿U轴的回转。