[实用新型]具有执行机构的智能移动设备

说明书

本实用新型公开了一种具有执行机构的智能移动设备，包括移动平台、并联承载装置和机械手，移动平台具有轮履变换机构，并联承载装置与移动平台联接，机械手固定在并联承载装置的回转安装座上，并联承载装置的上平台和下平台之间设置有刚度支撑杆。本实用新型的智能移动设备，基于并联机构和串联机构的优点，刚度高、工作空间大、结构稳定、作业灵活，通过轮履变换机构能够实现不同路面工况下移动平台的运动模式选取，本实用新型能匹配平整地面、颠簸地面、斜坡地面的运动环境，始终处于最佳状态。

技术领域

本实用新型涉及移动机器人领域，尤其涉及一种具有地形匹配功能的混联式移动机械手，具体为具有执行机构的智能移动设备。

背景技术

智能移动设备被广泛应用到生产加工、服务运输等各个领域，具有工作效率高、重复精度好、功能强大等优点，具有高度自规划、自组织、自适应能力，适合在复杂的非结构化环境中工作，集环境感知、动态决策与规划、运动控制与执行等多种功能为一体，因此其应用范围和功能都大为拓展和提高，在军事、民用和科学研究中得到广泛应用，包括航天、海洋、军事、建筑、医疗护理、农林、商业服务和灾害救护等。

然而，现有智能移动设备多是仅具有承载功能，缺乏操作功能，因此难以实现大范围的操作作业。在操作机构方面，固定式机械手，由于其工作空间十分有限，极大地制约了机械手功能的拓展。移动机械手是将机械手安装在移动机器人上，集成了移动平台和机械手两个子系统，这种结构使其拥有几乎无限大的工作空间和高度的运动冗余性，同时具有移动和操作功能，使其能够在更短的时间内，以更优的位姿完成更大范围内的任务，优于传统的机械手和移动机器人。文章《带有机械臂的全方位移动机器人的研制》采用全方位移动机构设计了一种全方位移动机械臂，但是其刚度和稳定性较低。专利CN201510206946.8公开了一种重载搬运装配移动机器人，采用移动平台和Stewart 并联平台，实现系统的搬运、装配作业，但是其系统的工作空间和作业灵活性明显受到限制。可以看出，现有技术中移动机械手的移动平台多是作为运动载体，其上搭载的机械手臂通常采用串联关节臂，这存在以下问题：单纯的基于串联机构的移动机械手，整体系统的刚度和稳定性较低，难以完成高强度的搬运作业，尤其是在负载变化或执行大负载抓取以及重载搬运作业时极易导致失稳，而此时仅仅具有运动载体功能的移动平台难以进行有效的反馈调节进行匹配，因而容易造成整车倾覆事故，影响移动机械手的高效稳定作业，增加了作业失败的可能性。而单纯的并联机构其系统的工作空间和作业灵活性明显受到限制。随着作业领域的不断拓展，移动机械手逐步被应用于野外、山区丘陵等更多领域的作业，此时系统需要具备适应不同作业环境和地面工况的能力，尤其在崎岖地面和倾斜地面行驶时，在地形变化和地面激励的作用下，应能够保证系统的运动平衡和良好的动态性能。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供具有执行机构的智能移动设备。所述智能移动设备是具有自行走功能的移动平台，执行机构包括但不限于混联式移动机械手，本实用新型兼顾并联机构和串联机构的优点，是一种刚度高、工作空间大、结构稳定、作业灵活的新型移动机械手，同时能够在作业环境和地面工况变化时，保证系统的运动平衡良好的动态性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

具有执行机构的智能移动设备，包括移动平台1、并联承载装置3、机械手2。在移动平台1上设有并联承载装置3。在并联承载装置3上设有机械手2。

所述移动平台1负责实现在平整地形和/或崎岖地形上的移动。在移动平台1的底部设有轮胎。进一步说，移动平台1由一个矩形顶板与两个侧板构成；在每个侧板的内侧、长度方向的端部均设有轮胎；在移动平台1的侧面设有轮履变换机构13。所述轮履变换机构13负责实现移动平台1的运动方式在轮式运动模式和履带式运动模式之间转换。所述轮履变换机构13含有履带134。轮履变换机构13能够相对于移动平台1的竖直方向升起或下降。