[發明專利]一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人

在審

• 申請號: 201710886987.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109555053A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張林;孫中行;姬瑜;索昊
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: E01H1/00
• 分類號: E01H1/00;E01H1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人，包含底座、吸塵清掃機器人機構，所述吸塵清掃機器人機構為平面兩自由度連桿機構，包含回轉臺、大臂升降支鏈、小臂擺動支鏈、姿態維持支鏈、末端執行件。所述回轉臺、大臂升降支鏈、小臂擺動支鏈均由伺服電機驅動，在計算機編程控制下，通過回轉臺、大臂以及小臂的耦合運動，在姿態維持支鏈作用下，實現末端執行件的三自由度平動吸塵、清掃作業，該種吸塵清掃機器人機構具有大工作空間、高靈活度、高效率、強越障能力等特點，有效解決了現階段城市道路綠化帶清潔作業依賴人工的問題，該種吸塵清掃機器人機構還可完成單程多車道、不平地面及復雜林蔭道的自動化吸掃作業。

技術領域

本發明涉及吸塵清掃車，特別是一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人。

背景技術

道路綠化帶不僅能起穩固路基、保護路面、美化路容、誘導交通、舒適旅行的作用，而且還能起保護環境，防治污染，維持生態平衡的作用。綠化帶以灌木為主，可分為分車綠帶、行道樹綠帶和路側綠帶等，是城市道路設計的重要組成要素。但是，隨著城市建設步伐的加快以及汽車保有量的不斷提高，綠化帶污染問題一直困擾著城市環衛部門，尤其是來往貨車密集的街道，綠化帶灰塵垃圾污染問題十分嚴重。目前綠化帶的清潔工作主要依賴環衛人員人工進行，不僅危險，而且效率低下。

吸塵清掃車是城市環衛作業常用的車輛，其作用是通過安裝在車體下方或前端的清掃結構以及除塵結構，將道路及廣場地面的輕質垃圾、灰塵吸取并掃除，儲存到車輛積塵箱里，便于集中傾瀉到垃圾集中點，達到清潔地面的效果。雖然吸塵清掃車在路面清潔中得到了廣泛使用，但是受自身因素及其它諸多有待解決的工程技術問題影響，尚無法用于綠化帶的清潔作業，具體表現在：一方面，現有洗塵清掃車，其吸塵清掃裝置多安裝在車體下部，或車頭前部，吸塵清掃車的清掃結構和除塵結構工作范圍小、靈活度差、作業效率低，由于受吸塵清掃裝置結構設計影響，現有吸塵清掃車無法對有綠化樹木等障礙的非機動車車道進行有效的吸塵清掃作業，也無法對廣場等不平路面、臺階路面及綠化帶進行有效的吸塵清掃作業；另一方面，現有吸塵清掃車其作業裝置多采用液壓系統操作收放，不僅需要設泵源，維護成本高、能耗大、智能化水平低，而且在使用過程中容易造成液壓油泄露，污染環境。

隨著公路建設的不斷發展以及綠化帶環衛管理的現代化需要，適用于綠化帶吸塵、清掃的清潔型環衛設備的需求越來越大，如何基于機器人等機電一體化技術，結合機構學相關原理提出并設計一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人，在具有機械結構簡單、低能耗、高可靠性、高智能化水平、低維護保養成本等特點的同時，末端執行件具備作業空間大、靈活度好等特點，不僅能夠輕易滿足單程多車道清潔作業，以及有綠化樹木等障礙的非機動車車道的清潔作業，而且因末端執行件在豎直方向有較大的作業行程，可滿足不平路面、臺階路面、綠化帶的吸掃作業要求，已成為吸塵清掃車領域一個亟需解決的工程問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人，在具有機械結構簡單、低能耗、高可靠性、高智能化水平、低維護保養成本等特點的同時，末端執行件具備作業空間大、靈活度好等特點，不僅能夠輕易滿足單程多車道清潔作業，以及有綠化樹木等障礙的非機動車車道清潔作業，而且末端執行件應在豎直方向有較大的作業行程，滿足不平路面、臺階路面、綠化帶的吸掃作業要求。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：

一種全轉動副三自由度綠化帶吸塵清掃機器人，包含底座、吸塵清掃機器人機構，所述吸塵清掃機器人機構為平面兩自由度連桿機構，包含回轉臺、大臂升降支鏈、小臂擺動支鏈、姿態維持支鏈、末端執行件。

所述回轉臺與底座之間通過第一轉動副連接，所述第一轉動副為第一主動副，由安裝在底座上的伺服電機驅動控制，在計算機編程控制下，回轉臺可繞底座受控轉動，進而實現吸塵清掃機器人機構繞底座進行大角度受控轉動。