本發(fā)明涉及越障機(jī)器人，具體地說是一種隔爆型越障機(jī)器人，適用于災(zāi)后爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)的探測。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，各種因火災(zāi)、燃?xì)庑孤┮鸬谋ㄊ鹿蕰r有發(fā)生。例如各種煤礦安全事故、居民住宅燃?xì)獗ㄊ鹿?，特別是2015年8月12日天津瑞海公司危險化學(xué)品倉庫發(fā)生的特別重大火災(zāi)爆炸事故，造成了嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失和惡劣的社會影響。由于災(zāi)害現(xiàn)場情況不明，救援過程引發(fā)的二次爆炸時有發(fā)生，導(dǎo)致發(fā)生救援人員在搶險中遇難的情況。如果在救援前采用可替代人的自動化設(shè)備深入災(zāi)難現(xiàn)場，就能在確保救援人員安全的前提下實(shí)施高效率救援，最大限度地減少人員和財產(chǎn)損失。因此研制隔爆型高越障能力機(jī)器人具有很大的必要性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足自動化設(shè)備替代人深入災(zāi)難現(xiàn)場進(jìn)行探測的需求，本發(fā)明的目的在于提供一種隔爆型越障機(jī)器人。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括光纖艙、三叉輪行走機(jī)構(gòu)、傳感器及相互鉸接的控制系統(tǒng)隔爆車體、能源系統(tǒng)隔爆車體，其中光纖艙及傳感器分別安裝在控制系統(tǒng)隔爆車體上，所述傳感器與控制系統(tǒng)隔爆車體內(nèi)的控制系統(tǒng)相連，探測信號通過所述光纖艙內(nèi)的光纖輸出；所述控制系統(tǒng)隔爆車體及能源系統(tǒng)隔爆車體上分別安裝有至少一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)，每組的兩個三叉輪行走機(jī)構(gòu)對稱安裝于控制系統(tǒng)隔爆車體或能源系統(tǒng)隔爆車體的兩側(cè)；所述三叉輪行走機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、減速器、輸入軸、三叉形齒輪傳動箱及承重輪，該電機(jī)及減速器分別安裝在控制系統(tǒng)隔爆車體或能源系統(tǒng)隔爆車體的內(nèi)外兩側(cè)，所述電機(jī)通過減速器與輸入軸的一端相連，該輸入軸的另一端與三叉形齒輪傳動箱轉(zhuǎn)動連接；所述輸入軸位于三叉形齒輪傳動箱內(nèi)的部分連動有太陽輪，該太陽輪的外圍沿圓周方向均布有多個轉(zhuǎn)動連接于箱體上的惰輪，并在各所述惰輪外圍沿圓周方向均布有與承重輪數(shù)量相同的齒輪箱輸出軸，每個所述齒輪箱輸出軸分別轉(zhuǎn)動連接于箱體上，一端連動有行星輪，另一端由所述箱體穿出，連動有所述承重輪，所述輸入軸通過太陽輪、惰輪及 行星輪依次嚙合，帶動各所述承重輪轉(zhuǎn)動。

其中：所述輸入軸的另一端插入箱體內(nèi)，并通過軸承與箱體轉(zhuǎn)動連接，所述太陽輪與該輸入軸鍵連接；每個所述惰輪均套設(shè)在一根固定軸上，各所述固定軸固接在所述箱體上，所述惰輪通過軸承與固定軸轉(zhuǎn)動連接；各所述齒輪輸出軸通過軸承與箱體轉(zhuǎn)動連接，所述行星輪及承重輪分別與該齒輪輸出軸鍵連接；所述輸入軸、各所述固定軸及各所述齒輪箱輸出軸的軸向中心線相互平行；

所述承重輪為三個，三個承重輪圓心之間的連線為等邊三角形，其中兩個承重輪位于下方，另一個承重輪位于上方；當(dāng)所述三叉形齒輪傳動箱的輸入輸出減速比小于1時，各所述承重輪遇障后繞所述輸入軸公轉(zhuǎn)；所述控制系統(tǒng)隔爆車體的前后兩端各安裝有一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)，所述能源系統(tǒng)隔爆車體的前端與控制系統(tǒng)隔爆車體鉸接，后端安裝有一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)；所述減速器的減速器輸出軸通過聯(lián)軸器與輸入軸的一端相連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.隔爆形式規(guī)范。本發(fā)明隔爆車體的設(shè)計按照當(dāng)前各種隔爆標(biāo)準(zhǔn)中最苛刻嚴(yán)格的煤礦用電氣設(shè)備防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行，由于煤礦用能源系統(tǒng)的防爆標(biāo)準(zhǔn)較普通電器復(fù)雜，將能源系統(tǒng)與控制系統(tǒng)分離開來，采用兩節(jié)相互鉸接的隔爆車體，實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立的隔爆形式。

2.行走機(jī)構(gòu)采用三叉輪行走移動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的三叉輪行走移動機(jī)構(gòu)為三組、左右各三個，對稱布置，這種三叉輪行走機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)主動自轉(zhuǎn)、遇障礙后自動公轉(zhuǎn)，能夠有效地跨越障礙，適應(yīng)復(fù)雜地形能力強(qiáng)。

3.功率大。由于按煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)所使用的礦用鋰電池的最高電壓為48V，受電壓的限制，所以無法采用高電壓大功率電機(jī)；本發(fā)明采用多個三叉輪行走機(jī)構(gòu)，每組電機(jī)驅(qū)動一個行走機(jī)構(gòu)。從而提高了機(jī)器人的總功率；相同的速度實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退，差速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。

4.本發(fā)明車體采取隔爆的設(shè)計形式，同時具有防塵、涉水的性能。

5.本發(fā)明將三叉輪行走機(jī)構(gòu)中的減速器安裝在隔爆車體外部，而電機(jī)則安裝在隔爆車體內(nèi)部，這樣隔爆車體內(nèi)部僅限于安裝電器元器件，純機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)都位于隔爆車體外部，有效地節(jié)省了隔爆車體的容積，顯著地減輕了重量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明三叉輪行走機(jī)構(gòu)的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明三叉齒輪傳動箱的傳動示意圖；

其中：1為控制系統(tǒng)隔爆車體，2為光纖艙，3為能源系統(tǒng)隔爆車體，4為三叉輪行走機(jī)構(gòu)，5為傳感器，6為三叉形齒輪傳動箱，7為承重輪，8為輸入軸，9為減速器輸出軸，10為聯(lián)軸器，11為減速器，12為電機(jī)，13為太陽輪，14為固定軸，15為惰輪，16為齒輪箱輸出軸，17為行星輪，18為箱體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

如圖1所示，本發(fā)明包括控制系統(tǒng)隔爆車體1、光纖艙2、能源系統(tǒng)隔爆車體3、三叉輪行走機(jī)構(gòu)4及傳感器5，其中光纖艙2安裝在控制系統(tǒng)隔爆車體1的上部，獨(dú)立于控制系統(tǒng)隔爆車體1外；傳感器5安裝在控制系統(tǒng)隔爆車體1的前端，傳感器5與控制系統(tǒng)隔爆車體1內(nèi)的控制系統(tǒng)(本發(fā)明的控制系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù))相連，探測信號通過光纖艙2內(nèi)的光纖輸出?？刂葡到y(tǒng)隔爆車體1與能源系統(tǒng)隔爆車體3相互鉸接，在控制系統(tǒng)隔爆車體1及能源系統(tǒng)隔爆車體3上分別安裝有至少一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)4，每組的兩個三叉輪行走機(jī)構(gòu)4對稱安裝于控制系統(tǒng)隔爆車體1或能源系統(tǒng)隔爆車體3的左右兩側(cè)；本實(shí)施例的三叉輪行走機(jī)構(gòu)4共三組，控制系統(tǒng)隔爆車體1的前后兩端各安裝有一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)4，能源系統(tǒng)隔爆車體3的前端與控制系統(tǒng)隔爆車體1鉸接，后端安裝有一組三叉輪行走機(jī)構(gòu)4。

如圖2所示，三叉輪行走機(jī)構(gòu)4包括電機(jī)12、減速器11、聯(lián)軸器10、輸入軸8、三叉形齒輪傳動箱6及承重輪7，每個三叉輪行走機(jī)構(gòu)4中的電機(jī)12均固定在控制系統(tǒng)隔爆車體1或能源系統(tǒng)隔爆車體3內(nèi)部的底面上，減速器11固定在控制系統(tǒng)隔爆車體1或能源系統(tǒng)隔爆車體3底面外部的下表面，并與電機(jī)12的輸出端相連接，減速器11的的減速器輸出軸9通過聯(lián)軸器10與輸入軸8的一端相連接，輸入軸8的另一端與三叉形齒輪傳動箱6轉(zhuǎn)動連接，在三叉形齒輪傳動箱6上沿圓周方向均布有多個承重輪7，本實(shí)施例的承重輪7為三個。

如圖3所示，輸入軸8的另一端由三叉形齒輪傳動箱6的箱體18中央穿入，并通過軸承安裝在箱體18上、可相對箱體18轉(zhuǎn)動。輸入軸8位于三叉形齒輪傳動箱6內(nèi)的部分套設(shè)有與輸入軸8鍵連接的太陽輪13，與輸入軸8連動。在太陽輪13的外圍沿圓周方向均布有多個惰輪15(本實(shí)施例為三個)，每個惰輪15均與太陽輪13嚙合傳動，并且每個惰輪15均套設(shè)在一根固定軸14上。每根固定軸14均固定在箱體18上，惰輪15通過軸承與固定軸14轉(zhuǎn)動連接。在各 惰輪15外圍沿圓周方向均布有與承重輪7數(shù)量相同的齒輪箱輸出軸16，本實(shí)施例的齒輪箱輸出軸16為三根，每根齒輪箱輸出軸16均通過軸承安裝在箱體18上，一端位于三叉形齒輪傳動箱6內(nèi)，并套設(shè)有與惰輪15嚙合傳動的行星輪17，該行星輪17與齒輪箱輸出軸16的一端鍵連接；齒輪箱輸出軸16的另一端由箱體18穿出，與承重輪18鍵連接。輸入軸8、各固定軸14及各齒輪箱輸出軸16的軸向中心線相互平行。

承重輪7為三個，三個承重輪7圓心之間的連線為等邊三角形，其中兩個承重輪7位于下方，另一個承重輪7位于上方。

本發(fā)明的工作原理為：

每個三叉輪行走機(jī)構(gòu)4中的電機(jī)12由能源系統(tǒng)供電，通過減速器11、輸入軸8帶動太陽輪13旋轉(zhuǎn)，太陽輪13、惰輪15、行星輪17依次相嚙合，進(jìn)而通過齒輪箱輸出16帶動三個承重輪7同步同向自轉(zhuǎn)，實(shí)施越障機(jī)器人的行走。因每個三叉輪行走機(jī)構(gòu)4具備獨(dú)立的電機(jī)12，相同的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退，差速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。

三叉形齒輪傳動箱6的輸入輸出減速比小于1時，這樣能保證三叉輪行走機(jī)構(gòu)4遇障礙后，三個承重輪7繞輸入軸8自動公轉(zhuǎn)，保證越障機(jī)器人順利地翻越障礙。

本發(fā)明六個三叉輪行走機(jī)構(gòu)4中共有十八個承重輪7，承重輪7的輪胎為市購產(chǎn)品，購置于咸陽黃河輪胎橡膠有限公司填充聚氨酯，成為礦用輪胎，規(guī)格2.50-4。

本發(fā)明具有隔離防爆的功能，能深入爆炸性氣體環(huán)境進(jìn)行探測，能隔離自身引起的二次爆炸；同時能適應(yīng)災(zāi)后的復(fù)雜地形，具有越障、跨越溝渠、爬坡、涉水等能力。