單履帶智能巡檢機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單履帶智能巡檢機器人。溝槽內(nèi)設置有履帶行走部分，履帶行走部分上側設置有上架部分；所述的上架部分包括前置傳感器、聲光報警器、環(huán)境信息集成傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭、后右支腿、后左支腿、第一鋰電池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置攝像頭，上架板底部四角分別設置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后側分別設置有前置傳感器和后置超聲傳感器，后置超聲傳感器處、前置傳感器處分別設置有后置攝像頭、前置攝像頭，前置傳感器和后置超聲傳感器之間設置有環(huán)境信息集成傳感器和第一鋰電池。本發(fā)明體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運動，往復執(zhí)行巡檢任務。
【專利說明】
單履帶智能巡檢機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及巡檢機器人技術領域，具體涉及單履帶智能巡檢機器人。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的用于重復性巡檢的工作場合的巡檢機器人都是按照一定的路線行駛，而這些應用于直線場合或曲率較大的場合的機器人沒有用于自主運動的溝槽，并且其越障能力差，體積大，質(zhì)量大，成本也比較高，巡檢能力較差，綜上所述，本發(fā)明設計一種單履帶智能巡檢機器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供了單履帶智能巡檢機器人，體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運動，往復執(zhí)行巡檢任務，可以通過遠程監(jiān)控機器人行駛的環(huán)境信息。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:單履帶智能巡檢機器人，包括上架部分、溝槽和履帶行走部分，溝槽內(nèi)設置有履帶行走部分，履帶行走部分上側設置有上架部分;所述的上架部分包括前置傳感器、聲光報警器、環(huán)境信息集成傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭、后右支腿、后左支腿、第一鋰電池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置攝像頭，上架板底部四角分別設置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后側分別設置有前置傳感器和后置超聲傳感器，后置超聲傳感器處、前置傳感器處分別設置有后置攝像頭、前置攝像頭，前置傳感器和后置超聲傳感器之間設置有環(huán)境信息集成傳感器和第一鋰電池，環(huán)境信息集成傳感器上設置有聲光報警器，前置傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭和前置攝像頭均與第一鋰電池相連。
[0005]優(yōu)選地，所述的履帶行走部分包括由右側板、中間支撐板和左側板構成的主體框架，所述的中間支撐板通過第一上支撐軸、第二上支撐軸、第三上支撐軸、第四上支撐軸、第五上支撐軸、第五下支撐軸、第四下支撐軸、第三下支撐軸、第二下支撐軸、第一下支撐軸聯(lián)接，且第二上支撐軸、第四上支撐軸、第四下支撐軸和第二下支撐軸與左側板聯(lián)接;主體框架通過前軸與前右履帶輪、前左履帶輪、第一直齒輪聯(lián)接，主體框架通過后軸與后右履帶輪，后左履帶輪聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設置有無線通信模塊、行走電機控制板、驅(qū)動器和第二鋰電池，第二鋰電池上設置有鋰電池充電孔，第二鋰電池通過第二直齒輪、第一直齒輪與前軸聯(lián)接，前軸通過前右履帶輪及前左履帶輪相連，前左履帶輪與履帶聯(lián)動，履帶通過后右履帶輪及后左履帶輪圍繞后軸轉(zhuǎn)動設置;所述的履帶通過第一上支撐輪、第二上支撐輪、第二下支撐輪和第一下支撐輪支撐設置;所述的主體框架前后側分別設置有前左防碰撞輪系、前右防碰撞輪系、后左防碰撞輪系和后右防碰撞輪系。
[0006]優(yōu)選地，所述的前左防碰撞輪系、前右防碰撞輪系、后左防碰撞輪系和后右防碰撞輪系與溝槽配合。
[0007]本發(fā)明的單履帶智能巡檢機器人主要分為三個部分:溝槽部分，上架部分及履帶行走部分。
[0008]上架部分裝有一些電子器件或傳感器，用于數(shù)據(jù)采集及遠程監(jiān)控;履帶行走部分為獨立的行走機構，裝配有鋰電池、控制板、驅(qū)動器、直流電機、無線模塊等部件，可以利用平板電腦通過無線模塊，實現(xiàn)遠程操控;溝槽部分是機器人行駛的軌道，其可以根據(jù)使用場合靈活搭建，如果帶有彎度的軌道，其曲率半徑不能太小。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運動，往復執(zhí)行巡檢任務，可以通過遠程監(jiān)控機器人行駛的環(huán)境信息。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的機器人溝槽轉(zhuǎn)向半徑示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的上架部分結構示意圖；
[0013]圖4為圖3的平面結構示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的履帶行走部分的立體結構示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明的履帶行走部分的側面結構示意圖；
[0016]圖7為圖6的A-A向剖視圖；
[0017]圖8為本發(fā)明的履帶行走部分的縱剖示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1-8所示，本發(fā)明實施例提供了單履帶智能巡檢機器人，包括上架部分1、溝槽2和履帶行走部分3，溝槽2內(nèi)設置有履帶行走部分3，履帶行走部分3上側設置有上架部分I;所述的上架部分I包括前置傳感器1-1、聲光報警器1-2、環(huán)境信息集成傳感器1-3、后置超聲傳感器1-4、后置攝像頭1-5、后右支腿1-6、后左支腿1-7、第一鋰電池1-8、上架板1-9、前左支腿1-10、前右支腿1-11和前置攝像頭1-12，上架板1-9底部四角分別設置有后右支腿1-6、后左支腿1-7、前左支腿1-10、前右支腿1-11，上架板1-9上前后側分別設置有前置傳感器1-1和后置超聲傳感器1-4，后置超聲傳感器1-4處、前置傳感器1-1處分別設置有后置攝像頭1-5、前置攝像頭1-12，前置傳感器1-1和后置超聲傳感器1-4之間設置有環(huán)境信息集成傳感器1-3和第一鋰電池1-8，環(huán)境信息集成傳感器1-3上設置有聲光報警器1-2，前置傳感器1-
1、后置超聲傳感器1-4、后置攝像頭1-5和前置攝像頭1-12均與第一鋰電池1-8相連。
[0020]所述的履帶行走部分3包括由右側板3-2、中間支撐板3-8和左側板3-17構成的主體框架，所述的中間支撐板3-8通過第一上支撐軸3-20、第二上支撐軸3-22、第三上支撐軸3-23、第四上支撐軸3-25、第五上支撐軸3-26、第五下支撐軸3-28、第四下支撐軸3-29、第三下支撐軸3-31、第二下支撐軸3-32、第一下支撐軸3-34聯(lián)接，且第二上支撐軸3-22、第四上支撐軸3-25、第四下支撐軸3-29和第二下支撐軸3-32與左側板3-17聯(lián)接;主體框架通過前軸3-3與前右履帶輪3-4、前左履帶輪3-18、第一直齒輪3-5聯(lián)接，主體框架通過后軸3-13與后右履帶輪3-12，后左履帶輪3-16聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設置有無線通信模塊3-9、行走電機控制板3-10、驅(qū)動器3-11和第二鋰電池3-27，第二鋰電池3-27上設置有鋰電池充電孔3-36，第二鋰電池3-27通過第二直齒輪3-6、第一直齒輪3-5與前軸3-3聯(lián)接，前軸3-3通過前右履帶輪3-4及前左履帶輪3-18相連，前左履帶輪3-18與履帶3-35聯(lián)動，履帶3-35通過后右履帶輪3-12及后左履帶輪3-16圍繞后軸3-13轉(zhuǎn)動設置;所述的履帶3-35通過第一上支撐輪3-21、第二上支撐輪3-24、第二下支撐輪3-30和第一下支撐輪3-33支撐設置;所述的主體框架前后側分別設置有前左防碰撞輪系3-19、前右防碰撞輪系3-1、后左防碰撞輪系3-15和后右防碰撞輪系3-14。
[0021]本【具體實施方式】的溝槽部分是機器人行駛的軌道，主要是為了給單履帶巡檢機器人搭建一個軌道，軌道的寬度及其轉(zhuǎn)向半徑需要根據(jù)機器人的使用場合自主搭建，但有一定的尺寸要求，如軌道的寬度BI—定要大于機器人本體的寬度B，軌道的轉(zhuǎn)向半徑R也不能太小，其城滿足以下計算公式:
[0022]由于機器人在設計時，其基本尺寸已經(jīng)確定，有BI = 120mm ,B = 100mm，L = 400mm。
[0023]得出:度
[0024]從而推出
[0025]因此，為使機器人能夠在溝槽內(nèi)順利前進，溝槽的圓弧半徑最小值為2014mm。
[0026]本【具體實施方式】的上架部分安裝于履帶部分的上側;在上架板上，根據(jù)使用要求，安裝了一個集成有CO，C02，CH4，溫度，濕度等環(huán)境信息集成傳感器，用于環(huán)境監(jiān)測。
[0027]超聲、攝像頭共用一塊鋰電池，安裝在上架板上，前后分別安裝一個。攝像頭用于實時監(jiān)測周圍的視頻信息；超聲傳感器用于檢測機器人前方的障礙物，如當機器人行走至軌道的端部或前方有障礙物時，超聲傳感器探測到相關信號，會給機器人發(fā)送往相反的方向行駛的命令。
[0028]當機器人沒有行駛到指定地點，機器人就往相反的方向行駛時，說明機器人行駛為異常情況，聲光報警器會發(fā)送報警信息；當機器人的環(huán)境信息集成傳感器檢測到的環(huán)境信息某項數(shù)據(jù)超標時，聲光報警器也會發(fā)送報警信息。
[0029]機器人上架部分還裝有一個24V的鋰電池，為上架的獨立電源，其同時可以輸出有12V及5V的直流電壓，給上架部分的各個電子器件供電。
[0030]履帶行走部分，為一個獨立的驅(qū)動機構，其本身可以通過平板電腦或手機進行遠程遙控。其履帶行走部分與上架部分互為獨立部分。
[0031]履帶行走部分的前后履帶輪均分成左右兩半來支撐履帶;履帶行走部分的主體由右側板3-2，中間支撐板3-8及左側板3-17構成主體框架;右側板3-2，中間支撐板3_8由多個支撐軸聯(lián)接起來，其中第二上支撐軸3-22、第四上支撐軸3-25、第四下支撐軸3-29、第二下支撐軸3-32的軸較長，又把左側板3-17與其相聯(lián)，形成主體框架。
[0032]行走電機控制板3-10為機器人的控制核心;驅(qū)動器3-11為直流電機的驅(qū)動器;24V的第二鋰電池3-27，為履帶行走部分及其它電子器件供電，其充電是通過鋰電池充電孔3-36完成充電;通過無線通信模塊3-9遠程控制履帶行走部分的行走運動；
[0033]四個防碰撞輪系，可以使機器人在溝槽內(nèi)行駛時，防止機器人與溝槽發(fā)生碰撞，并保證機器人沿溝槽軌道行駛。
[0034]行走部分的行走運動是通過24V直流電機3-7驅(qū)動第二直齒輪3-6，第一直齒輪3-5把動力傳送到前軸3-3，前軸3-3再帶動前右履帶輪3-4及前左履帶輪3-18轉(zhuǎn)動，再帶動履帶3-35轉(zhuǎn)動，履帶3-35再帶動后右履帶輪3-12及后左履帶輪3-16圍繞后軸3-13轉(zhuǎn)動。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.單履帶智能巡檢機器人，其特征在于，包括上架部分(I)、溝槽(2)和履帶行走部分(3)，溝槽(2)內(nèi)設置有履帶行走部分(3)，履帶行走部分(3)上側設置有上架部分(I);所述的上架部分(I)包括前置傳感器(1-1)、聲光報警器(1-2)、環(huán)境信息集成傳感器(1-3)、后置超聲傳感器(1-4)、后置攝像頭(1-5)、后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、第一鋰電池(1-8)、上架板(1-9)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)和前置攝像頭(1-12)，上架板(1-9)底部四角分別設置有后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)，上架板(1-9)上前后側分別設置有前置傳感器(1-1)和后置超聲傳感器(1-4)，后置超聲傳感器(1-4)處、前置傳感器(1-1)處分別設置有后置攝像頭(1-5)、前置攝像頭(1-12)，前置傳感器(1-1)和后置超聲傳感器(1-4)之間設置有環(huán)境信息集成傳感器(1-3)和第一鋰電池(1-8)，環(huán)境信息集成傳感器(1-3)上設置有聲光報警器(1-2)，前置傳感器(1-1)、后置超聲傳感器(1-4)、后置攝像頭(1-5)和前置攝像頭(1-12)均與第一鋰電池(1-8)相連。2.根據(jù)權利要求1所述的單履帶智能巡檢機器人，其特征在于，所述的履帶行走部分(3)包括由右側板(3-2)、中間支撐板(3-8)和左側板(3-17)構成的主體框架，所述的中間支撐板(3-8)通過第一上支撐軸(3-20)、第二上支撐軸(3-22)、第三上支撐軸(3-23)、第四上支撐軸(3-25)、第五上支撐軸(3-26)、第五下支撐軸(3-28)、第四下支撐軸(3-29)、第三下支撐軸(3-31)、第二下支撐軸(3-32)、第一下支撐軸(3-34)聯(lián)接，且第二上支撐軸(3-22)、第四上支撐軸(3-25)、第四下支撐軸(3-29)和第二下支撐軸(3-32)與左側板(3-17)聯(lián)接；主體框架通過前軸(3-3)與前右履帶輪(3-4)、前左履帶輪(3-18)、第一直齒輪(3-5)聯(lián)接，主體框架通過后軸(3-13)與后右履帶輪(3-12)，后左履帶輪(3-16)聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設置有無線通信模塊(3-9)、行走電機控制板(3-10)、驅(qū)動器(3-11)和第二鋰電池(3-27)，第二鋰電池(3-27)上設置有鋰電池充電孔(3-36)，第二鋰電池(3-27)通過第二直齒輪(3-6)、第一直齒輪(3-5)與前軸(3-3)聯(lián)接，前軸(3-3)通過前右履帶輪(3-4)及前左履帶輪(3-18)相連，前左履帶輪(3-18)與履帶(3-35)聯(lián)動，履帶(3-35)通過后右履帶輪(3-12)及后左履帶輪(3-16)圍繞后軸(3-13)轉(zhuǎn)動設置;所述的履帶(3-35)通過第一上支撐輪(3-21)、第二上支撐輪(3-24)、第二下支撐輪(3-30)和第一下支撐輪(3-33)支撐設置;所述的主體框架前后側分別設置有前左防碰撞輪系(3-19)、前右防碰撞輪系(3-1)、后左防碰撞輪系(3-15)和后右防碰撞輪系(3-14)。3.根據(jù)權利要求1所述的單履帶智能巡檢機器人，其特征在于，所述的前左防碰撞輪系(3-19)、前右防碰撞輪系(3-1)、后左防碰撞輪系(3-15)和后右防碰撞輪系(3-14)與溝槽(2)配合。
【文檔編號】B25J11/00GK106078672SQ201610633317
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610633317.8, CN 106078672 A, CN 106078672A, CN 201610633317, CN-A-106078672, CN106078672 A, CN106078672A, CN201610633317, CN201610633317.8
【發(fā)明人】王川偉
【申請人】西安科技大學