抓取机器人的制作方法

1.本公开涉及抓取装置技术领域，具体涉及一种抓取机器人。


背景技术：

2.抓取机器人用于抓取物体，其为一种带有机械臂的轻型可移动装置，具体产品主要包括扫地机、洗地机、物流机器人等。例如，扫地机和洗地机主要用于将地面的垃圾清理干净，物流机器人主要用于抓取物体从一处移动至另一处。
3.以带机械臂的扫地机或洗地机为例，在进行作业时，机械臂触地时，机械臂继续发力，这时机械臂触地点会变为一个新的支点，导致抓取机器人的部分区域会被顶起。当机械臂抓取物体离开地面后，较重的物体则可能造成抓取机器人的重心不稳而翘起。抓取机器人的重心不稳定可能造成抓取机器人翻倒而损坏。


技术实现要素：

4.本公开提供一种抓取机器人，包括基座、机械臂和稳定结构；所述基座用于在工作面上移动，所述机械臂的一端连接在所述基座上，所述机械臂远离所述基座的一端用于抓取物体；所述稳定结构设置在所述基座；在所述机械臂抓取物体，且所述机械臂受力大于等于预设值的情况下，所述稳定结构与所述工作面接触，以保持所述基座稳定。
5.通过设置稳定结构，在机械臂抓取物体时，稳定结构与工作面接触，稳定结构为基座增加支点，能够对基座起到支撑作用，保持基座稳定而不会翻倒，避免抓取机器人损坏。
6.一种实施方式中，所述稳定结构包括伸缩组件，所述伸缩组件与所述基座连接，且相对所述基座作伸缩运动，所述机械臂抓取物体，且所述机械臂受力大于等于预设值的情况下，所述伸缩组件自所述基座伸出至与所述工作面接触。机械臂抓取物体时，伸缩组件自基座伸出至与工作面接触，能够形成对基座的支点，能够起到支撑的作用，能够避免抓取机器人翻倒，通过伸缩组件伸缩的形式形成稳定结构，结构简单，容易实现。
7.一种实施方式中，所述伸缩组件的数量为一个，所述机械臂与所述基座的连接点偏离所述基座的重心，所述伸缩组件设置在所述基座的重心与所述机械臂与所述基座的连接点的连线的延伸方向上。设置一个伸缩组件，并设置机械臂与基座的连接点偏离基座的重心，能够使得基座保持稳定而不翻倒，且伸缩组件只有一个，成本低。
8.一种实施方式中，所述伸缩组件的数量为多个，多个所述伸缩组件以所述基座的重心为中心呈环形均匀排布。设置多个伸缩组件，均匀排布在基座的四周，能够对基座的四周都起到支撑作用，稳定抓取机器人的效果好。
9.一种实施方式中，所述基座包括相背的底面和顶面，以及连接所述底面和所述顶面的侧面，所述机械臂连接在所述顶面，所述伸缩组件自所述侧面或所述底面伸出。通过设置机械臂在基座的顶面，伸缩组件自基座的底面或侧面伸出，机械臂能得到基座稳定的支撑，机械臂与伸缩组件不会干涉，结构布局合理，伸缩组件的结构也便于设置，能够对基座具有良好的支撑作用。
伸缩组件，121-驱动件，122-拉绳，123-滑轮，124-固定块，125-执行件，126-弹性部，13-支撑臂，135-接触部，14-吸附组件；20-机械臂；30-地面，35-物体。
具体实施方式
26.下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
27.请参考图1和图2，本公开的一种对比例中，抓取机器人包括基座10和机械臂20，基座10用于在工作面上移动，机械臂20的一端连接在基座10上，机械臂20远离基座10的一端用于抓取物体35。
28.抓取机器人的工作过程为：1、抓取机器人发现物体35；2、抓取机器人伸出机械臂20靠近物体35；3、机械臂20与物体35接触并抓紧。可选的，后续还可包括：4、机械臂20将物体35从工作面抓起离地；5、机械臂20自身运动，例如，机械臂20远离基座10的端部运动至基座10上方，使得抓取机器人稳定；6、基座10移动至目的位置；7、机械臂20将物体35放置到目的位置。其中，工作过程3-7中，机械臂20处于抓取物体35的状态。
29.以物体35放置在地面30为例，请参考图1，抓取机器人进行工作过程3，即机械臂20与物体35接触并抓紧时，机械臂20继续用力，机械臂20与物体35一起形成了抓取机器人的一个新支点，可能会使得基座10靠近该新支点的一侧被顶起，可能导致抓取机器人翻倒。请参考图2，抓取机器人进行工作过程4，即机械臂20将物体35抓起离开地面30，或者，抓取机器人进行工作过程7，即机械臂20将物体35放置到目标位置时，较重的物体35会使得抓取机器人的重心偏移而不稳，使得基座10远离机械臂20末端的一侧翘起，可能导致抓取机器人“栽跟头”而翻倒。
30.可以理解的是，对比例的抓取机器人的应用场景可以为：扫地机或洗地机等在清洁地面30时，地面30可能有大块垃圾或其他大件物件，阻挡扫地机或洗地机的移动，可通过扫地机或洗地机的机械臂20将大块垃圾或大件物件移走后，再对地面30进行清洁。也可以为：物流机器人在移动包裹时，通过机械臂20抓取包裹并移动。无论是何种应用场景，对比例的抓取机器人存在机械臂20抓取物体35时重心不稳定导致翻倒而损坏的问题。
31.请参考图3至图8，并结合图1和图2，本公开实施例提供一种抓取机器人，用于解决上述问题。
32.具体的，抓取机器人包括基座10和机械臂20，基座10用于在工作面上移动，机械臂20的一端连接在基座10上，机械臂20远离基座10的一端用于抓取物体35。
33.抓取机器人可为扫地机、洗地机、物流机器人等轻型可移动装置。工作面可为地面30、桌面、工作台面等。物体35可放置在工作面上，后文的实施例中均以物体35放置在工作面上为例进行说明，应当理解的是，物体35也可放置在除工作面外的其他位置。本公开实施例的应用场景可以和对比例的相同，也还可以为其他类似的应用场景，不再赘述。
34.基座10的具体形状和结构不做限制，例如，抓取机器人为物流机器人，基座10可仅为一支撑机械臂20的底盘结构。又例如，抓取机器人为扫地机或洗地机，基座10可包括清洁垃圾的结构，如基座10可包括扫地用的辊筒、垃圾盒、洗地用的水箱等结构，不再枚举。基座
10可在工作面上移动，基座10可设滚轮11，滚轮11可包括方向轮111和滚动轮112，方向轮111可为一个，滚动轮112可为两个，当然不以此为限，方向轮111用于调整基座10的移动方向，滚动轮112用于跟随移动，滚轮11一方面支撑基座10和机械臂20，另外一方面，用于在工作面滚动以使得抓取机器人能够移动。可选的，方向轮111或滚动轮112还可提供基座10移动的动力，以使基座10自动移动。可选的，方向轮111和滚动轮112可仅在外力作用下滚动，例如手动推动而滚动，具体不做限制。
35.机械臂20可连接在基座10的任意可行的位置。机械臂20可在一定空间内进行移动、转动等，机械臂20的延伸方向是指机械臂20从与基座10连接的一端到远离基座10的一端的伸展方向，该延伸方向通常为曲线，该曲线可为平滑的曲线或由多段直线和/或曲线组合而成的曲线。机械臂20的整体可为刚性结构连接而成，不可变形，也可其中部分结构为可为柔性结构或可变形结构，局部可变形，不做限制。机械臂20包括机械爪，机械爪位于机械臂20远离基座10的一端，机械爪可呈爪状、吸盘、勾状等，不做限制，机械爪用于抓取物体35。
36.抓取机器人还包括稳定结构，稳定结构设置在基座10。在机械臂20抓取物体35，且机械臂20受力大于等于预设值时，稳定结构与工作面接触，以保持基座10稳定。
37.稳定结构的具体形状和结构不做限定，稳定结构可为基座10增加支点，从而使得抓取机器人在抓取物体35而重心偏移的情况下，通过稳定结构的支点的作用，对基座10起到支撑作用。
38.具体而言，抓取机器人进行前述工作过程之3、4、7，即3、机械臂20与物体35接触并抓紧，机械臂20将物体35从工作面抓起离地，机械臂20将物体35放置到目的位置等的工作过程中，稳定结构用于对基座10进行支撑。
39.在抓取机器人设计时，通常会考虑到机械臂20的受力情况，在未抓取物体35，以及抓取一些较轻的物体35时，机械臂20的受力小于预设值，抓取机器人能依靠基座10的自重保持稳定。但物体35有大有小，重量有轻有重，在实际应用时，需要抓取机器人满足所有的情况，故本公开的方案能够扩宽抓取机器人的适用范围，在抓取较重的物体35时，机械臂20的受力大于等于预设值，依然能够保持基座10的稳定。可以理解的是，机械臂20抓取的物体35的重量范围不做限制，较轻和较重的物体35的界限，即机械臂20受力的预设值也不做限制，均可根据具体情况设置。
40.可选的，无论机械臂20抓取的物体35的重量是轻是重，即无论机械臂20受力是否大于等于预设值，稳定结构均与工作面接触。另一种可选的，在机械臂20抓取的物体35的重量较轻时，机械臂20受力小于预设值，稳定结构可不与工作面接触，依靠基座10的自重即可保持抓取机器人的稳定；机械臂20抓取的物体35较重时，机械臂20受力大于等于预设值，稳定结构与工作面接触。本公开后续实施例中均以机械臂20只要抓取物体35，稳定结构就与工作面接触为例进行说明，可以理解的，本公开后续实施例中也能够应用在机械臂20抓取较轻物体35时，稳定结构不与工作面接触，只有抓取较重的物体35时才与工作面接触的情况中，特此说明，后文中不再赘述。
41.可选的，机械臂20上可设重量检测件(图中未示出)，以检测机械臂20抓取的物体的重量，以反应机械臂的受力情况，便于根据机械臂20的受力情况控制稳定结构的状态。重量检测件可为重量传感器等，不做限制。
42.可选的，基座10上可设离地检测件(图中未示出)，以检测基座10是否翘起，稳定结构可根据离地检测件的检测结果进行状态的调整。例如，离地检测件检测基座10翘起的预设高度时，稳定结构与工作面接触，以使得基座10重新回到与工作面接触的状态，以维持基座10的稳定。离地检测件可为高度传感器等，不做限制。
43.可选的，在机械臂20未抓取物体35时，稳定结构可与工作面不接触，以避免影响基座10在工作面上的移动。可选的，机械臂20未抓取物体35时，稳定结构也可与工作面接触，例如，工作面为光滑的平面时，也不会影响基座10的移动，或者，稳定结构与工作面接触的位置设置为柔性材料，也不会影响基座10的移动。
44.本公开实施例中，通过设置稳定结构，在机械臂20抓取物体35时，稳定结构与工作面接触，稳定结构为基座10增加支点，能够对基座10起到支撑作用，保持基座10稳定而不会翻倒，避免抓取机器人损坏。
45.下面介绍一些稳定结构的实施例。
46.请参考图3，一种实施例中，稳定结构包括伸缩组件12，伸缩组件12与基座10连接，且相对基座10作伸缩运动，机械臂20抓取物体35，且机械臂20受力大于等于预设值时，伸缩组件12自基座10伸出至与工作面接触。
47.伸缩组件12的具体结构不做限制，伸缩组件12能够相对基座10伸缩，在机械臂20未抓取物体35时，伸缩组件12可与工作面不接触，此时基座10可在工作面上移动，伸缩组件12不会与工作面产生干涉。
48.机械臂20抓取物体35时，伸缩组件12自基座10伸出至与工作面接触，能够形成对基座10的支点，能够起到支撑的作用，能够避免抓取机器人翻倒，通过伸缩组件12伸缩的形式形成稳定结构，结构简单，容易实现。
49.一种实施例中，请参考图3，基座10包括相背的底面101和顶面102，以及连接底面101和顶面102的侧面103，机械臂20连接在顶面102，伸缩组件12自侧面103或底面101伸出。
50.基座10的形状可大致为圆柱形、圆台形、方柱形、方台形等，基座10的横截面的形状可为圆形、多边形等。底面101和顶面102可均为平面，两者可平行，也可不平行，底面101和顶面102的至少一个还可为曲面或凹凸不平的异形表面，不做具体限制。示例性的，伸缩组件12的至少部分结构设置在基座10内部，基座10的侧面103或底面101开设有通孔，伸缩组件12可自该通孔中伸出。可选的，在伸缩结构为初始未伸出状态时，伸缩结构可全部位于基座10内，也可部分通过该通孔伸出至基座10外。机械臂20连接在顶面102，能方便的进行安装，相比于机械臂20连接在侧面103，能够使得机械臂20具有稳定的支撑。同时，机械臂20和伸缩组件12设置在基座10的不同表面，避免两者干涉，具有更大的布置空间。
51.通过设置机械臂20在基座10的顶面102，伸缩组件12自基座10的底面101或侧面103伸出，机械臂20能得到基座10稳定的支撑，机械臂20与伸缩组件12不会干涉，结构布局合理，伸缩组件12的结构也便于设置，能够对基座10具有良好的支撑作用。
52.可选的，伸缩组件12的数量为一个，机械臂20与基座10的连接点偏离基座10的重心，伸缩组件12设置在基座10的重心与机械臂20与基座10的连接点的连线的延伸方向上。
53.图3中示出了伸缩组件12为两个，可将任一伸缩组件12省去即可为本公开实施例的伸缩组件12为一个的情况。以基座10为圆柱形为例，其重心大致为其高度一半处横截面的圆的圆心，严格的说，基座10的重心还和基座10内的零部件的设置位置相关，本公开实施
例以圆心为重心为例说明。机械臂20与基座10的连接点偏离圆柱的任意横截面的圆的圆心，如机械臂20连接在基座10的顶面102时，机械臂20与基座10的连接点偏离顶面102的圆心。
54.伸缩组件12设置在过该连接点的圆的径向上。可以理解的是，机械臂20与基座10的连接点与伸缩组件12的位置可不在同一平面，本公开的伸缩组件12设置在基座10的重心与机械臂20与基座10的连接点的连线的延伸方向上，是以整体而言的，可理解为将各结构在底面101或顶面102进行正投影而得到的形状、结构以及各结构之间的位置关系。
55.如图3所示，由于机械臂20可以相对基座10运动，在只有一个伸缩组件12的情况下，可以通过调整机械臂20的抓取物体35的方向和角度，使得抓取机器人整体能够保持稳定。具体的，请参考图1和图3，在机械臂20抓取物体35且触地时，机械臂20可相对基座10转动至伸缩组件12位于基座10的重心远离机械臂20与基座10的连接点的一侧，即如图1和图3中伸缩组件12为右侧的一个。请参考图2和图3，在机械臂20抓取物体35离开地面30时，机械臂20可相对基座10转动至伸缩组件12位于基座10的重心靠近机械臂20与基座10的连接点的一侧，即如图2和图3中伸缩组件12为左侧的一个。可以理解的是，机械臂20相对基座10转动，可以是基座10固定机械臂20转动，也可以是机械臂20固定基座10转动，还可以是两者同时转动。
56.之所以设置机械臂20与基座10的连接点偏离基座10的重心，是考虑到基座10翻倒发生的原因在于抓取机器人的整体重心偏离到基座10外部。因此，设置机械臂20与基座10的连接点偏离基座10的重心，能够改变抓取机器人的整体的重心。再配合机械臂20和基座10的相对转动，便可实现在一个伸缩组件12的情况下实现基座10的稳定。
57.因此，设置一个伸缩组件12，并设置机械臂20与基座10的连接点偏离基座10的重心，能够使得基座10保持稳定而不翻倒，且伸缩组件12只有一个，成本低。
58.其他实施例中，伸缩组件12的数量为多个，多个伸缩组件12以基座10的重心为中心呈环形均匀排布。此实施例中，机械臂20与基座10的连接点的位置可不做限制。
59.示意性的，请参考图3，伸缩组件12的数量为2个，2个伸缩组件12相背设置，即2个伸缩组件12和基座10的重心在一条直线上。
60.示意性的，请参考图4和图5，伸缩组件12的数量为4个，在基座10的四周均匀的排布。
61.可以理解的是，伸缩组件12的数量还可为3、5、6
……
等，不做限制。
62.设置多个伸缩组件12，均匀排布在基座10的四周，能够对基座10的四周都起到支撑作用，稳定抓取机器人的效果好。
63.前述的伸缩组件12的具体形状和结构不做限制，任意可行的均可，下面提供一些伸缩组件12的具体实施例。
64.一种实施例中，请参考图6，并结合图3，伸缩组件12包括驱动件121、传动件和执行件125，驱动件121设置在基座10，传动件连接驱动件121和执行件125，驱动件121驱动传动件，传动件带动执行件125相对基座10作伸缩运动。
65.本公开实施例中，驱动件121、传动件和执行件125的具体形状和结构不做限制，任何可行的均可。例如，驱动件121可为电机、液压机构、气压机构等，电机可为舵机，也可为其他结构，驱动件121用于提供伸缩运动的动力。传动件可为连杆机构、齿轮齿条机构等，传动
件用于将动力传递至执行件125，使得执行件125进行伸缩运动，任何可行的传动件的结构均可，不做限制。执行件125为进行伸缩的结构，如图3和图4所示，执行件125可为板状，如图5和图6所示，执行件125可为杆状，执行件125还可为其他形状和结构，不做限制。驱动件121的动力经传动件传导到执行件125，执行件125可在动力的作用下伸缩。
66.通过设置驱动件121、传动件和执行件125的伸缩组件12的结构，结构简单。
67.可选的，请参考图3和图6，传动件包括拉绳122、固定块124和弹性部126。固定块124固定在基座10，弹性部126的两端弹性抵持固定块124和执行件125，拉绳122的一端与驱动件121连接，拉绳122的另一端穿过固定块124和弹性部126与执行件125连接。驱动件121拉紧拉绳122时，拉绳122拉动执行件125缩回基座10，驱动件121放松拉绳122时，弹性部126推动执行件125自基座10伸出。
68.拉绳122为柔性材质，如塑料绳、麻绳等，驱动件121为电机时，麻绳与电机的输出轴连接。固定块124的中部可开设有通孔，拉绳122穿过该通孔与执行件125连接。弹性部126可为弹簧、弹片等结构。
69.驱动件121的电机转动，拉绳122缠绕在电机的输出轴上，通过电机的正转和反转实现对拉绳122的拉紧和放松。例如，电机正转时，拉绳122缠绕在电机的输出轴，拉紧拉绳122，执行件125缩回，此时弹性部126被压缩；电机反转时，拉绳122从电机的输出轴绕出，放松拉绳122，弹性部126的弹力作用下，执行件125伸出。执行件125伸出到与工作面接触后，电机停止转动，此时弹性部126可为无变形状态或被压缩状态。
70.在机械臂20抓取物体35并与工作面接触，或者抓取物体35离开工作面时，执行件125受到工作面的反向作用力，推动弹性部126朝被压缩的方向作微小的变形，使得弹性部126可起到缓冲作用，起到保护基座10的作用。
71.固定块124和执行件125上可设有与弹性部126相配合的结构，图6中上方的图示出了完整的伸缩组件12，下方的图示出了省去驱动件121和弹性部126的结构，由图6所示，固定块124上可开设有凹槽，执行件125上可设有凸起，弹性部126为弹簧，弹簧的一端容置在固定块124的凹槽中，另一端套在执行件125的凸起上，使得弹簧能够与固定块124和执行件125稳定的连接。
72.通过设置传动件包括拉绳122、固定块124和弹性部126的结构，能方便的驱动执行件125进行伸缩运动，且弹性部126能起到缓冲作用，保护基座10。
73.可选的，请参考图3和图6，传动件还包括滑轮123，滑轮123与基座10转动连接，拉绳122绕设在滑轮123上。滑轮123设置在固定块124背向执行件125的一侧，拉绳122绕在滑轮123上再穿过固定块124的通孔。设置滑轮123，使得拉绳122能够顺滑的进行拉紧和放松，提高伸缩组件12的伸缩运动的灵敏度和可靠性。
74.伸缩组件还可为其他任意可行的结构。例如包括气缸、套筒、活塞的结构，活塞在套筒内滑动，气缸驱动气缸进行伸缩运动。
75.又例如，伸缩组件包括折叠结构，折叠结构设置在基座10。折叠结构例如可包括多个连杆，多个连杆呈“x”形连接；又例如，折叠结构可包括多个依次嵌套的套筒。折叠结构在折叠状态和伸展状态之间切换，在折叠状态时，折叠结构折叠并收纳在基座，在伸展状态时，折叠结构展开并与工作面接触。可在基座上开设凹槽以收纳折叠后的折叠结构。设置折叠结构用于支撑基座，折叠结构的结构简单，操作简便。
76.请参考图7，一种实施例中，稳定结构包括支撑臂13，支撑臂13的一端与基座10连接，且支撑臂13相对基座10运动。在机械臂20抓取物体35，且机械臂20受力大于等于预设值时，支撑臂13远离基座10的一端与工作面接触。
77.支撑臂13的具体结构不做限制，其结构可与机械臂20相同或不同。支撑臂13可设置在基座10的顶面102，也可设置在侧面103。支撑臂13远离基座10的端部可设有接触部135，接触部135可为爪状、板状、吸盘状等，用于扩大支撑臂13与工作面的接触面积，提高支撑稳定性。支撑臂13能够相对基座10运动，在机械臂20未抓取物体35时，支撑臂13远离基座10的一端与工作面不接触，此时基座10可在工作面上移动，支撑臂13不会与工作面产生干涉。
78.机械臂20抓取物体35时，支撑臂13相对基座10运动，支撑臂13与工作面接触，能够形成对基座10的支点，能够起到支撑的作用，能够避免抓取机器人翻倒，通过支撑臂13的形式形成稳定结构，结构简单，容易实现。
79.请参考图8，一种实施例中，稳定结构包括吸附组件14，在机械臂20抓取物体35，且机械臂20受力大于等于预设值时，吸附组件14吸附工作面。
80.吸附组件14的具体结构不做限制，吸附组件14能够吸附工作面。吸附组件14可为吸盘吸附方式，也可为其他任意可行的吸附方式。
81.以吸盘吸附方式为例，吸附组件14可设置在基座10的底面101，包括自底面101伸出的吸盘，吸盘可为柔性结构，吸盘与工作面接触，在机械臂20未抓取物体35时，吸盘不吸附工作面，由于吸盘是柔性的，不会影响基座10在工作面上移动，吸附组件14不会与工作面干涉。
82.机械臂20抓取物体35时，吸盘吸附工作面，将基座10固定在工作面上，在基座10要翘起时，吸盘的吸力拉动基座10，使得基座10不会翘起而翻倒。
83.吸盘吸附方式中，基座10内可设有吸力泵，用于吸盘的吸力泵可与基座10内用于如扫地、洗地的吸力泵共用，共用时可设置与扫地或洗地平行的另一路管路，也可单独设置用于吸盘的吸力泵。吸盘通过管路与吸力泵连接，吸力泵通过是否抽气以控制吸盘是否进行吸附工作面的操作。
84.以上所揭露的仅为本公开一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本公开之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本公开权利要求所作的等同变化，仍属于本公开所涵盖的范围。