[发明专利]一种手臂可升降式全向移动复合型护理机器人

权利要求书

1.一种手臂可升降式全向移动复合型护理机器人，其特征在于，该机器人包括全向移动底盘(1)、升降机构(2)、四自由度轻量化机械臂(3)、二自由度云台(4)、控制与显示模块(5)、电气模块(6)和连接与固定装置(7)；

所述全向移动底盘(1)装有三个全向轮(110-5)，间隔120°均匀布置在全向移动底盘(1)底部，全向移动底盘(1)具有三个自由度，用于手臂可升降式全向移动复合型护理机器人在工作平面上的移动；所述升降机构(2)通过连接与固定装置(7)安装在全向移动底盘(1)上侧，实现竖直方向的二级升降；所述四自由度轻量化机械臂(3)安装在升降机构(2)的二级升降机构(209)上，能够实现两个俯仰和两个绕自身旋转的自由度；所述二自由度云台(4)安装在升降机构(2)的一级与二级升降机构连接板(208)上部，采用电机直连的驱动方式和俯仰与水平旋转串联的连接方式，用于图像采集；所述控制与显示模块(5)安装在升降机构(2)后侧，用于手臂可升降式全向移动复合型护理机器人的控制及数据显示；所述全向移动底盘(1)、升降机构(2)以及四轴机械臂3共同组成类斯坦福臂，在二自由度云台(4)、控制与显示模块(5)和电气模块(6)的配合下实现六自由度机械臂的功能，并且通过改变二级升降机构的高度来调节视觉传感器的视野范围和工作范围。

2.根据权利要求1所述的一种手臂可升降式全向移动复合型护理机器人，其特征在于，所述全向移动底盘(1)包括下层安装板(101)、中层安装板(103)、上层安装板(108)、下连接柱(102)、上连接柱(112)、电机模组(110)、超声波传感器(104)、激光测距传感器(105)、惯性测量单元(116)、48V电池(109)、12V电池(115)、控制器A(111)和12V电池安装板(113)；所述下层安装板(101)、中层安装板(103)和上层安装板(108)均为圆形板，下层安装板(101)和中层安装板(103)通过三个下连接柱(102)连接，中层安装板(103)和上层安装板(108)通过三个上连接柱(112)连接；所述电机模组(110)共有三个，安装在下层安装板(101)上侧，每个电机模组(110)的轴线夹角为120°；所述控制器A(111)安装在下层安装板(101)上，用于控制电机模组；所述惯性测量单元(116)安装在下层安装板(101)中心处，用于惯性测量；所述12V电池安装板(113)为∏型，安装在下层安装板(101)上；所述12V电池(115)安装在电池安装板(113)上侧，用于给控制器A(111)及激光测距传感器(105)供电；所述超声波传感器(104)共有6个均匀分布在中层安装板(103)上侧边缘，用于自主运动过程中感知障碍物的距离；所述激光测距传感器(105)通过激光传感器安装板(106)安装在上层安装板(108)下方，用于测量机器人与目标物体的距离；所述48V电池(109)通过电池夹板107固定在中层安装板(103)上侧；所述电气模块(6)通过各个电气元件的协调配合对48V电池(109)进行变压，通过此模块电池输出多个24V线路分别为电机模组(110)、一级升降机构步进电机(202)、二级升降机构步进电机(201)、水平旋转电机(401-1)、俯仰电机(402-10)供电，以及一个48V线路为四自由度轻量化机械臂(3)的第Ⅰ关节(302)、第Ⅱ关节(303)、第Ⅲ关节(304)和第Ⅳ关节(305)供电，除此之外还为机器人系统提供电路保护作用。

3.根据权利要求2所述的一种手臂可升降式全向移动复合型护理机器人，其特征在于，所述全向移动底盘(1)中电机模组(110)包括编码器(110-1)、直流伺服电机(110-2)、电机座(110-3)、联轴器(110-4)、全向轮(110-5)、连接轴(110-6)、一体化轴承座(110-7)和驱动器A(114)；所述电机座(110-3)安装在下层安装板(101)上；所述直流伺服电机(110-2)安装在电机座(110-3)上；所述编码器(110-1)安装在直流伺服电机(110-2)上；所述驱动器A(114)安装在包括下层安装板(101)上；所述连接轴(110-6)一端通过联轴器(110-4)与直流伺服电机(110-2)的转轴相连，另一端安装有全向轮(110-5)，连接轴(110-6)通过一体化轴承座(110-7)安装在下层安装板(101)上；所述一体化轴承座(110-7)用于支撑连接轴(110-6)转动。