模块化机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别涉及模块化机器人。


背景技术：

2.消杀机器人多用于人员密集的商场、超市、车间、电影院等地，可以灵活移动进行环境杀菌，无需人工杀菌，保障了人员安全，为了实现其功能，消杀机器人的内部结构往往较为复杂，设计多个零部件的组装，零部件之间的连接配合关系紧密，拆装耗费时间长，不利于后期维护。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种模块化机器人，旨在将机器人的内部结构进行模块划分，降低安装难度和维护成本，从而解决现有的机器人拆装耗费时间长、不利于后期维护的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种模块化机器人，包括：
5.底盘模块，包括底板和设于所述底板下端面的行走轮组；
6.容置模块，包括可拆卸安装至所述底板上端面的安装壳体，所述安装壳体内具有一容纳腔，所述安装壳体的上端还设有一连通所述容纳腔的过孔；以及，
7.消毒模块，所述消毒模块包括用于对环境进行杀菌消毒的消毒结构，所述消毒结构具有收纳至所述容纳腔内的收纳位置、以及自所述过孔伸出于所述容纳腔的工作位置。
8.可选地，所述消毒结构包括：
9.支座，自所述过孔沿上下向活动安装于所述容纳腔内；以及，
10.多个紫外线灯管，固定安装于所述支座的外侧面，多个所述紫外线灯管沿所述支座的周向间隔设置，多个所述紫外线灯管用于向周围发射紫外光线，以对外部环境进行杀菌消毒。
11.可选地，所述消毒模块还包括丝杠结构，所述丝杠结构位于所述容纳腔内，所述丝杠结构的丝杆沿上下向延伸且对应所述过孔设置，所述丝杠结构的螺母与所述支座固定连接。
12.可选地，所述消毒结构还包括端盖，所述端盖固定安装至所述支座的上端，用以在所述消毒结构处于所述收纳位置时遮挡所述过孔。
13.可选地，所述行走轮组包括两个轮毂电机，两个所述轮毂电机沿所述底板的宽度方向相对设置，两个所述轮毂电机具有沿所述底板宽度方向延伸的连接轴、以及沿所述连接轴的长度方向转动安装在所述连接轴外表面的轮辋，所述连接轴的端部与所述底板连接。
14.可选地，所述底盘模块还包括两个悬架结构，各所述悬架结构包括：
15.安装座，所述安装座包括支撑板和连接所述支撑板的支撑框架，所述支撑框架固定安装在所述底板的下端面，所述支撑板与所述支撑框架共同围合形成安装腔，所述支撑
板的中部与对应的所述连接轴连接；
16.两个导向杆，位于所述安装腔内，两个所述导向杆均沿上下向延伸，两个所述导向杆的两端分别与所述支撑板和所述支撑框架对应的内壁固定连接，且两个所述导向杆分别位于所述连接轴沿所述底板长度方向上的两侧；
17.两个直线轴承，活动套设于两个所述导向杆的外表面；以及，
18.两个弹簧，套设于两个所述导向杆的外表面，两个所述弹簧的一端分别与对应的所述直线轴承相抵，另一端与所述支撑框架对应的内壁面相抵。
19.可选地，所述支撑板上设有固定块，所述固定块的上端面中部凹陷形成弧形槽；
20.所述连接轴的端部伸入至所述弧形槽内。
21.可选地，所述底盘模块还包括多个万向轮，多个所述万向轮沿所述底板的周向间隔设置。
22.可选地，所述容置模块还包括控制器和显示屏，所述显示屏位于所述安装壳体的上端面，且与所述过孔间隔设置，所述控制器位于所述容纳腔内，所述控制器与所述显示屏、所述消毒结构、所述行走轮组均电连接。
23.可选地，所述模块化机器人还包括外壳模块，所述外壳模块包括多个壳板，多个所述壳板彼此拼接围合形成一容置空间；
24.所述容置模块至少部分设于所述容置空间内；
25.所述底盘模块至少部分设于所述容置空间内。
26.本发明的技术方案中，所述消毒结构处于所述工作位置时对外界环境进行杀菌消毒，完成工作后所述消毒结构向下收回至所述容纳腔内，所述底盘模块、所述容置模块以及所述消毒模块各自为一个整体，在加工时先将各模块单独加工，然后组装得到机器人整体，减少装配时的零件数量，降低安装难度，在维护过程中，可以针对单独的模块进行分别拆装维护，降低维护成本，提升安装效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明提供的模块化机器人一实施例的立体示意图；
29.图2为图1中模块化机器人的立体分解示意图；
30.图3为图1中轮毂电机与悬架结构配合的立体示意图；
31.图4为图3中轮毂电机与悬架结构配合的立体分解示意图。
32.附图标号说明：
[0033][0034][0035]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0038]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0039]
消杀机器人多用于人员密集的商场、超市、车间、电影院等地，可以灵活移动进行环境杀菌，无需人工杀菌，保障了人员安全，为了实现其功能，消杀机器人的内部结构往往较为复杂，设计多个零部件的组装，零部件之间的连接配合关系紧密，拆装耗费时间长，不利于后期维护。
[0040]
鉴于此，本发明提供一种模块化机器人，通过将机器人的内部结构模块设计，使得各模块之间自成一个整体，可以互相拆卸，从而降低安装难度和维修成本。图1至图4为本发明提供的模块化机器人的实施例。
[0041]
请参照图1至图2，模块化机器人100包括底盘模块1、容置模块以及消毒模块，所述底盘模块1包括底板11和设于所述底板11下端面的行走轮组；所述容置模块包括可拆卸安装至所述底板11上端面的安装壳体21，所述安装壳体21内具有一容纳腔211，所述安装壳体21的上端还设有一连通所述容纳腔211的过孔；所述消毒模块包括用于对环境进行杀菌消毒的消毒结构31，所述消毒结构31具有收纳至所述容纳腔211内的收纳位置、以及自所述过孔伸出于所述容纳腔211的工作位置。
[0042]
本发明的技术方案中，所述消毒结构31处于所述工作位置时对外界环境进行杀菌消毒，完成工作后所述消毒结构31向下收回至所述容纳腔211内，所述底盘模块1、所述容置模块以及所述消毒模块各自为一个整体，在加工时先单独加工成型，然后组装得到机器人整体，减少装配时的零件数量，降低安装难度，在维护过程中，可以针对单独的模块进行分别拆装维护，降低维护成本，提升安装效率。
[0043]
进一步的，本发明不限制所述消毒结构31的具体形式，在一实施例中，所述消毒结构31为喷洒装置，通过设置储液桶和喷头对周围环境喷洒消毒液，从而起到杀菌消毒的目的，在本实施例中，所述消毒结构31包括支座311、多个紫外线灯管312，所述支座311自所述过孔沿上下向活动安装于所述容纳腔211内；多个所述紫外线灯管312固定安装于所述支座311的外侧面，多个所述紫外线灯管312沿所述支座311的周向间隔设置，多个所述紫外线灯管312用于向周围发射紫外光线，以对外部环境进行杀菌消毒。多个所述紫外线灯管312呈环绕设置，从而使得多个所述紫外线灯管312发散的紫外光能够覆盖机器人周侧的全部区域，所述紫外线灯管312成本低，安装方便。所述支座311的上下运动带动多个所述紫外线灯管312突出所述过孔或者收纳在所述容纳腔211内。
[0044]
需要说明的是，多个所述紫外线灯管312之间并联设置连接同一电源，便于灯管的维修和更换，多个所述紫外线灯管312也可以分别连接各自的电池。
[0045]
本发明不限制所述支座311上下活动的实现方式，请参照图2，本实施例中，所述消毒模块还包括丝杠结构32，所述丝杠结构32位于所述容纳腔211内，所述丝杠结构32的丝杆沿上下向延伸且对应所述过孔设置，所述丝杠结构32的螺母与所述支座311固定连接。丝杠结构32具有结构简单，设置方便的优点，通过合理的设置所述丝杆的长度就能够针对不同的行程。在其他实施例中，还可以通过气缸、电动推杆等方式实现所述支座311的上下活动，在此不做详细说明。
[0046]
所述容置模块还包括位于所述容纳腔211内的承载架，所述承载架用以在所述消毒结构31处于所述收纳位置时，与所述支座311的下端面相抵，以与所述丝杠结构32配合承重，避免长时间使用造成所述丝杠结构32中的螺母开裂。
[0047]
基于上述实施例，所述消毒结构31还包括端盖313，所述端盖313固定安装至所述支座311的上端，用以在所述消毒结构31处于所述收纳位置时遮挡所述过孔。所述端盖313在所述消毒结构31处于所述工作位置时，不会影响多个所述紫外线灯管312的光线照射，当处于所述收纳位置时，将所述过孔完全遮挡，能够防止灰尘的进入。
[0048]
需要说明的是，为了保证该模块化机器人100的整体美观度，所述消毒结构31处于收纳位置时，所述端盖313与所述安装壳体21设置所述过孔的端面平齐。
[0049]
并且，所述支座311的外侧面设有环形的安装凹槽，多个所述紫外线灯管312位于所述环形安装凹槽内，且各所述紫外线灯管312的外表面均不能突出所述环形凹槽，如此以
便于多个所述紫外线灯管312的保护，防止所述支座311上下活动的过程中所述紫外线灯管312被碰坏损伤。
[0050]
不仅如此，本发明的实施例中，所述行走轮组包括两个轮毂电机12，两个所述轮毂电机12沿所述底板11的宽度方向相对设置，两个所述轮毂电机12具有沿所述底板11宽度方向延伸的连接轴121、以及沿所述连接轴121的长度方向转动安装在所述连接轴121外表面的轮辋，所述连接轴121的端部与所述底板11连接。当机器人在工作时，底盘控制模块接收到行走指令后，会给所述轮毂电机12的电机驱动器下发相应的转速指令，所述轮辋外部的轮胎能够按底盘控制模块下发的速度指令转动，从而实现机器人的行走和转向。
[0051]
基于上述实施例，针对两个所述轮毂电机12，设置了两个悬架结构13，以应对不平整的路况，具体的，请参照图3至图4，各所述悬架结构13包括安装座131、两个导向杆132、两个直线轴承133133以及两个弹簧134，所述安装座131包括支撑板1311和连接所述支撑板1311的支撑框架1312，所述支撑框架1312固定安装在所述底板11的下端面，所述支撑板1311与所述支撑框架1312共同围合形成安装腔，所述支撑板1311的中部与对应的所述连接轴121连接；两个所述导向杆132位于所述安装腔内，两个所述导向杆132均沿上下向延伸，两个所述导向杆132的两端分别与所述支撑板1311和所述支撑框架1312对应的内壁固定连接，且两个所述导向杆132分别位于所述连接轴121沿所述底板11长度方向上的两侧；两个所述直线轴承133133活动套设于两个所述导向杆132的外表面；两个所述弹簧134套设于两个所述导向杆132的外表面，两个所述弹簧134的一端分别与对应的所述直线轴承133133相抵，另一端与所述支撑框架1312对应的内壁面相抵。两个所述悬架结构13在对应的所述轮毂电机12形成独立悬架，所述模块化机器人100在运动的过程中，路面不平整时，两个所述轮毂电机12的外部轮胎处在不同的平面上，此时其各自对应的所述悬架结构13中，两个所述弹簧134受到不同程度的外力，所述轮毂电机12的连接轴121上抬带动两个所述直线轴承133133压缩两个所述弹簧134，受弹簧134力的作用，使得两个所述轮毂电机12的外部轮胎始终都能够保证与地面接触，所述导向杆132的设置保证了在上下向呈直线缓冲，同时，所述悬架结构12能够吸收一部分路面颠簸带来的震动，起到减震和缓冲的作用，避免所述底盘模块1的上部受到外力冲击，两个所述导向杆132分布于两侧保证的力的分布均衡。
[0052]
进一步的，所述连接轴121为圆柱形的轴杆，容易在颠簸的过程中窜动，为此，本发明的一实施例中，所述支撑板1311上设有固定块13111，所述固定块13111的上端面中部凹陷形成弧形槽；所述连接轴121的端部伸入至所述弧形槽内。所述弧形槽与所述连接轴121的外形相适配，从而固定所述连接轴121的位置。
[0053]
不仅如此，所述底盘模块1还包括多个万向轮14，多个所述万向轮14沿所述底板11的周向间隔设置。多个所述万向轮14起到稳定支撑的作用，避免两个所述轮毂电机12容易倾倒，不仅如此，当路面颠簸时，多个所述万向轮14中的部分可能会与路面分离，但是剩余的与地面接触的所述万向轮14仍能够与两个所述轮毂电机12配合形成稳定的支撑结构，提高了机器人行进过程的平稳性。
[0054]
除此之外，本发明的一实施例中，所述容置模块还包括控制器和显示屏22，所述显示屏22位于所述安装壳体21的上端面，且与所述过孔间隔设置，所述控制器位于所述容纳腔211内，所述控制器与所述显示屏22、所述消毒结构31、所述行走轮组均电连接。所述显示屏22上显示操作界面，操作人员通过在显示屏22上进行相应的操作从而对机器人的对应模
块下达行进、消毒等指令。
[0055]
为了保证机器人各模块拼装后的整体外观，请再次参照图2，所述模块化机器人100还包括外壳模块4，所述外壳模块4包括多个壳板41，多个所述壳板41彼此拼接围合形成一容置空间；所述容置模块至少部分设于所述容置空间内；所述底盘模块1至少部分设于所述容置空间内。如此设置更加美观，同时，在进行各模块的维护时，只需要将对应部分的所述壳板41拆除即可，更加的简洁方便。
[0056]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。