能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人，屬于工業(yè)用移動(dòng)機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。它的基本結(jié)構(gòu)由一個(gè)三角形車體、兩條主履帶、兩個(gè)擺臂及擺臂履帶組成；所述兩條主履帶由兩個(gè)前輪電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，分別纏繞在車體兩側(cè)的三個(gè)輪子上，呈三角形；所述擺臂，其軸同時(shí)為車體后輪軸，兩個(gè)擺臂軸分別由兩個(gè)低速大轉(zhuǎn)矩自鎖電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)；所述擺臂履帶纏繞在車體后輪及擺臂輪上，并以車體后輪為驅(qū)動(dòng)輪。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)：簡化了對機(jī)器人的控制，結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)。具有很強(qiáng)的爬坡、越障、上下樓梯能力以及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性?？梢詮V泛的應(yīng)用于復(fù)雜地形、空間探測、排爆救援等場合。
【專利說明】能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是能適應(yīng)復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化的巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，巡檢機(jī)器人正在逐步應(yīng)用于生活的不同領(lǐng)域，如空間探測、排爆救援、事故檢測等。而履帶機(jī)器人因其獨(dú)特的穩(wěn)定性和越障能力備受關(guān)注。目前典型的履帶式巡檢機(jī)器人可分為固定式履帶機(jī)器人和可變形式履帶機(jī)器人。固定式履帶機(jī)器人結(jié)構(gòu)、控制簡單，但其越障能力差?？勺冃问铰膸C(jī)器人可分為四履帶雙擺臂和六履帶四擺臂機(jī)器人，傳統(tǒng)的四履帶雙擺臂機(jī)器人越障和靈活性一般，不適用于對越障能力要求高的場合。六履帶四擺臂機(jī)器人越障能力強(qiáng)，機(jī)動(dòng)靈活性高，但結(jié)構(gòu)、控制復(fù)雜，能效轉(zhuǎn)換率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人，該巡檢機(jī)器人的車體采用三角形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，提高了機(jī)器人的越障能力，降低了控制難度。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]它的基本結(jié)構(gòu)由一個(gè)三角形車體、兩條主履帶、兩個(gè)擺臂及擺臂履帶組成；所述兩條主履帶由兩個(gè)前輪電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，分別纏繞在車體兩側(cè)的三個(gè)輪子上，呈三角形；所述擺臂，其軸同時(shí)為車體后輪軸，兩個(gè)擺臂軸分別由兩個(gè)低速大轉(zhuǎn)矩電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)；所述擺臂履帶纏繞在車體后輪及擺臂后輪上，并以車體后輪為驅(qū)動(dòng)輪。
[0006]具體為:
[0007]能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人，包括兩個(gè)三角形車體、兩條主履帶、兩條擺臂履帶、兩個(gè)前輪電機(jī)、兩個(gè)擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、兩個(gè)前輪、兩個(gè)擺臂輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、車體底板、兩個(gè)擺臂和兩個(gè)擺臂后輪；兩個(gè)三角形車體通過底板緊固連接；兩個(gè)前輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、兩個(gè)擺臂輪、分別位于兩個(gè)三角形車體側(cè)面的三個(gè)角上；兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪分別由兩個(gè)前輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)；兩條主履帶分別纏繞在前輪、驅(qū)動(dòng)輪和擺臂輪上，組成主履帶裝置；擺臂與擺臂輪使用同一根軸，擺臂與擺臂軸連接固定，擺臂軸由擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)；兩條擺臂履帶分別纏繞在擺臂輪和擺臂后輪上組成后擺臂履帶裝置，擺臂輪由主履帶驅(qū)動(dòng)，擺臂履帶由擺臂輪驅(qū)動(dòng)；主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪連接，組成完整的履帶裝置。
[0008]工作時(shí)，所述主履帶與水平面夾角為銳角。
[0009]所述擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型的車體采用三角形設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的巡檢機(jī)器人相比有以下優(yōu)點(diǎn):機(jī)器人的三角形車體可以使機(jī)器人在遇到具有一定高度的障礙時(shí)直接越過障礙，簡化了對機(jī)器人的控制，結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)。兩條獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的后擺臂裝置能夠輔助機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，提高穩(wěn)定性。所述實(shí)用新型具有較強(qiáng)的爬坡、越障、上下樓梯能力以及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性?？梢詮V泛的應(yīng)用于復(fù)雜地形、空間探測、排爆救援等場合。該機(jī)器人能適應(yīng)于核電站或其他設(shè)備繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且未結(jié)構(gòu)化的環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的主履帶裝置示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型的后擺臂履帶裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
實(shí)施例
[0016]參看圖1、2、3、4，這種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人，由兩個(gè)個(gè)三角形車體1、兩條主履帶2、兩條擺臂履帶3、兩個(gè)前輪電機(jī)4、兩個(gè)擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)
5、兩個(gè)前輪6、兩個(gè)擺臂輪7、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪8、車體底板9、兩個(gè)擺臂10和兩個(gè)擺臂后輪11組成。所述兩條主履帶2由兩個(gè)前輪電機(jī)4分別驅(qū)動(dòng)，分別纏繞在三角形車體I兩側(cè)的位于車體三個(gè)角的前輪6、驅(qū)動(dòng)輪8和擺臂輪7上，呈三角形組成主履帶裝置；所述兩條擺臂履帶3纏繞在擺臂輪7和擺臂后輪11上組成后擺臂履帶裝置，分別由兩個(gè)低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)5獨(dú)立驅(qū)動(dòng)；所述主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪7連接，組成完整的履帶裝置，再與車體底板9緊固連接。
[0017]所述擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
[0018]所述主履帶2、擺臂履帶3采用工業(yè)雙面齒同步帶，質(zhì)量輕強(qiáng)度高，相比金屬結(jié)構(gòu)履帶和橡膠鏈結(jié)構(gòu)履帶，減輕機(jī)器人重量提高機(jī)動(dòng)性能，選用標(biāo)準(zhǔn)型號同步帶，方便替換，降低成本。
[0019]所述擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)5采用蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，滿足大減速比及自鎖的要求。
[0020]本實(shí)用新型能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人在行駛過程中有二種模式。
[0021]在良好路況行駛時(shí)，后擺臂裝置升起，保證了較小的轉(zhuǎn)彎半徑，機(jī)器人由前輪電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)5處于關(guān)閉狀態(tài)。前輪電機(jī)4帶動(dòng)兩個(gè)前輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)前輪6帶動(dòng)兩條主履帶2運(yùn)行。在整個(gè)過程中兩個(gè)擺臂10都沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，由主履帶2為機(jī)器人前進(jìn)提供動(dòng)力。
[0022]在遇到小型障礙物時(shí)，后擺臂裝置升起，機(jī)器人由前輪電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)5處于關(guān)閉狀態(tài)。前輪電機(jī)4帶動(dòng)兩個(gè)前輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)前輪6帶動(dòng)兩條主履帶2運(yùn)行。由于機(jī)器人的三角形車體I結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(見圖3，主履帶與水平面夾角為銳角)，在主履帶2與障礙物接觸時(shí)能夠?yàn)闄C(jī)器人提供向上的摩擦力，可以使機(jī)器人越過障礙。在整個(gè)過程中兩個(gè)擺臂10都沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，由主履帶2為機(jī)器人前進(jìn)提供動(dòng)力。
[0023]在遇到大型障礙物如樓梯時(shí)，兩個(gè)擺臂10放至水平位置，增加機(jī)器人爬坡時(shí)與障礙物的接觸面積，機(jī)器人主履帶2通過兩個(gè)擺臂輪7帶動(dòng)擺臂履帶3，主履帶2與擺臂履帶3速度同步。主履帶2前端三角形結(jié)構(gòu)搭在樓梯邊沿，利用履帶履棱與樓梯之間作用力使機(jī)器人爬上樓梯，機(jī)器人爬坡時(shí)增加的接觸面積保證其重心水平投影總是在履帶與樓梯接觸點(diǎn)之間，具有更高的穩(wěn)定性和速度上限。在整個(gè)過程中兩個(gè)擺臂10需要放至水平位置使擺臂履帶3與樓梯接觸，增大機(jī)器人于樓梯的接觸面積，能使機(jī)器人在行駛過程中更加穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機(jī)器人，其特征在于包括兩個(gè)三角形車體、兩條主履帶、兩條擺臂履帶、兩個(gè)前輪電機(jī)、兩個(gè)擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、兩個(gè)前輪、兩個(gè)擺臂輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、車體底板、兩個(gè)擺臂和兩個(gè)擺臂后輪；兩個(gè)三角形車體通過底板緊固連接；兩個(gè)前輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、兩個(gè)擺臂輪、分別位于兩個(gè)三角形車體側(cè)面的三個(gè)角上；兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪分別由兩個(gè)前輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)；兩條主履帶分別纏繞在前輪、驅(qū)動(dòng)輪和擺臂輪上，組成主履帶裝置；擺臂與擺臂輪使用同一根軸，擺臂與擺臂軸連接固定，擺臂軸由擺臂電機(jī)驅(qū)動(dòng)；兩條擺臂履帶分別纏繞在擺臂輪和擺臂后輪上組成后擺臂履帶裝置，擺臂輪由主履帶驅(qū)動(dòng)，擺臂履帶由擺臂輪驅(qū)動(dòng)；主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪連接，組成完整的履帶裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的輪履復(fù)合型機(jī)器人，其特征在于所述主履帶與水平面夾角為銳角。
3.如權(quán)利要求1所述的輪履復(fù)合型機(jī)器人，其特征在于所述擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【文檔編號】B62D55/075GK203806022SQ201420081848
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】胡凌燕, 劉小平, 彭昊 申請人:南昌大學(xué)