一种基于轮履复合的地面机器人制造技术

本实用新型专利技术属于自动化技术领域，尤其涉及一种基于轮履复合的地面机器人，该基于轮履复合的地面机器人包括主体结构、行走部分和电池箱；由于采用上述技术方案，本实用新型专利技术整个系统被分为主体、左右履带系统、左右轮系、左右辅助履带几个模块组成，结构对称，便于维护；轮辅助摆臂的结构进一步提升了机器人的通过能力，相比于packbot的方案，即减少了不必要的重量，又减少了潜在阻力，最重要的是，可以通过摆臂的姿态，调节机器人的重心位置，保证机器人技术动作运行稳定。

A ground robot based on wheel track composite

The utility model belongs to the field of automation technology, in particular to a ground robot based on wheel-track compound, which comprises a main structure, a walking part and a battery box; due to the adoption of the above-mentioned technical scheme, the whole system of the utility model is divided into a main body, a left and right track system, and a left and right wheel. The structure of the wheel-assisted swing arm further improves the passing ability of the robot. Compared with the Packbot scheme, it reduces unnecessary weight and potential resistance. Most importantly, it can be adjusted by the attitude of the swing arm. The center of gravity ensures the robot's technical movement stable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于轮履复合的地面机器人
本技术属于自动化
，尤其涉及一种通过履带或者轮系驱动的，可以在多种地面情况下移动，结合装备的机械手和摄像头，可以遂行侦察、排爆、搬运等任务的基于轮履复合的地面机器人。
技术介绍
当前国内外已经大量装备各种类型的地面机器人，广泛应用于军、警、消防等特种领域，并且取得了显著的成效，节省了大量人力，挽救了无数的生命。但实际应用中，受制于现有技术，市面常见的机器人存在以下不足：行驶速度和通过能力相矛盾其中轮式机器人适用于中大型、快速移动的地面机器人，在建筑物、崎岖山区等特殊区域则无法有效使用，小型轮式地面机器人通过性能更差，只能通过手抛等手段执行短距离的室内简单任务；履带机器人具备较强的地面适应性和复杂地形的通过能力，但履带自身效率较低，特别在寒冷的环境中，履带上厚重的橡胶或聚氨酯等弹性材料变硬，电机需要克服巨大阻力行驶，严重降低行驶速度和行驶里程；功能强大与携带方便相冲突现有轮履复合是机器人通常体积巨大，运输不便，价格昂贵，配套体系复杂，给需求单位的大批量装备以及多任务广泛普及带来的极大不便。目前国内外专利已经有相近的检索，国外有以美国Packbot为代表的履带机器人产品，国内有模仿Packbot的产品，但具体实现方法与本专利略有不同。Packbot的产品，具备厚重的履带，通过履带的外齿型，实现了加大地面摩擦力，提高台阶攀爬能力，减小跌落时系统所受冲击等一系列功能。Packbot装有两个模块化辅助履带，可以辅助机器人翻越障碍物。现有Packbot的产品，具备良好的通过性和抗冲击载荷能力。但其履带结构在转向时效率略低，制造工艺复杂，因而制造价格昂贵，不适于大批量装备。另外，均匀配置的电池等模块的设计局限了重心的位置，过于靠后，加之辅助履带的长度原因，限制了其攀爬高度障碍物的通过性。国内现有仿制产品，虽然外形与Packbot相似，制造工艺上虽然避免了Packbot复杂的工艺，但为此牺牲了车体重量，重心高度，重心前后位置等多项实际应用中关注的性能参数，Packbot拥有的通过性和抗冲击载荷能力在国内仿制产品上并没有得到实现，而且重量大，不便于携带和搬运。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术目的是提供一种通过重心的优化配置，进一步提高了产品的爬坡和侧坡通过能力；通过形态的优化配置，降低了产品重量，从重量和操作姿态两方面提高了便携性；采用了特有的模块化设计，简化了操作，提高了系统的工作柔性的重量轻、速度快，通过性能好，紧凑便携的基于轮履复合的地面机器人。本技术的技术方案是：一种基于轮履复合的地面机器人，该基于轮履复合的地面机器人包括主体结构、行走部分和电池箱；所述主体结构包括前主体和后框体，所述前主体的前端两侧安装有驱动轴，前端中间位置设有前置摄像头，所述前主体内部安装有控制系统和驱动所述驱动轴的电机；所述前主体的后侧设置有后置摄像头、操作面板和用于安装天线的留接口，所述操作面板上设有急停开关和数据接口，所述前置摄像头、后置摄像头、操作面板、急停开关、数据接口和留接口均与所述控制系统电连接；所述后框体呈口字型，其中一端与所述前主体的后侧固接，另一端为提手；所述行走部分包括双面齿同步带做成的履带系统和辅助履带系统，所述双面齿同步带做成的履带系统通过左侧支撑板和右侧支撑板安装在所述主体结构的两侧，所述辅助履带系统安装在所述双面齿同步带做成的履带系统的前端；所述电池箱通过挂载装置设置在所述主体结构的两侧的侧壁上。进一步，所述履带系统包括双面齿同步带做成的履带系统包括履带、履带轮、张紧装置和弹性轮；其中，2个所述履带轮分别安装在所述前主体的驱动轴上，另外2个所述履带轮通过连接轴安装在所述后框体的后端的两侧，2条所述履带分别设置在4个所述履带轮上，每个所述履带轮的外侧均连接所述弹性轮，所述张紧装置设置在所述后连接轴上。进一步，所述辅助履带系统包括辅助履带支撑臂、同步履带轮、辅助履带、辅助履带轮和角度调节机构；其中，2个所述同步履带轮通过所述角度调节机构安装在位于弹性轮外侧的所述驱动轴上，2个所述同步履带轮分别与所述辅助履带支撑臂的一端铰接，2个所述辅助履带支撑臂的另一端设置所述辅助履带轮，所述辅助履带设置在所述同步履带轮和辅助履带轮上。进一步，所述弹性轮的直径是所述履带轮直径的1.2倍。进一步，该基于轮履复合的地面机器人还包括负重结构，所述负重结构包括负重主体和若干负重轮，若干所述负重轮等距设置在所述负重主体一侧并与所述履带内侧表面接触，2个所述负重主体对称固接在所述主体结构两侧的下端，且所述负重主体两端的端部到所述主体结构端部的距离相等。进一步，所述辅助履带支撑臂的长度不小于前后弹性轮之间的轴距。进一步，所述负重轮的直径为主体结构高度的1/3。进一步，所述辅助履带支撑臂的表面设有若干矩形通孔，所述辅助履带支撑臂的一侧端面上等距设有至少2条加强筋。进一步，所述负重主体的长度是所述主体结构长度的1/2。进一步，所述后框体的外侧壁上设有用于固定挂载装置的卡槽。进一步，所述的履带的外表面等距设有若干抓地齿，位于中间位置设有卡位槽，位于所述卡位槽的两侧的履带内表面设有内齿；所述履带轮的轮毂外侧设有限位法兰，所述限位法兰的端面上等距设有若干设有动力齿。本技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本技术具有的特点是：一是兼顾高速的移动和复杂路面的越障，优化的轮系为系统在平直路面高速运行提供高效的支撑，简约的履带在复杂地形下可以提供必要且不多余的助力，从而减少不必要的电量消耗，提效减耗；二是重心低矮、靠前，这使得地面机器人对地面的作用力主要集中在前半段，更适合攀爬大角度的斜面，且具备很强的稳定性；三是有利于减重，更加便携，专有的镂空设计，省去了不必要的外壳重量，可以极致减重，留出手握的位置，即便于手提搬运，又便于战术投掷；四是结构简单，整个系统被分为主体、左右履带系统、左右轮系、左右辅助履带几个模块组成，结构对称，便于维护；轮辅助摆臂的结构进一步提升了机器人的通过能力，相比于packbot的方案，即减少了不必要的重量，又减少了潜在阻力，最重要的是，可以通过摆臂的姿态，调节机器人的重心位置，保证机器人技术动作运行稳定。附图说明图1为本技术一种基于轮履复合的地面机器人的结构示意图。图2为本技术一种基于轮履复合的地面机器人的主体结构的结构示意图。图3为本技术一种基于轮履复合的地面机器人的辅助履带系统的结构示意图。图4为本技术一种基于轮履复合的地面机器人的履带系统的结构示意图。图5为本技术一种基于轮履复合的地面机器人的履带系统的履带和履带轮的结构示意图。图中：1.主体结构、1-11.前主体、1-111.驱动轴、1-112.急停开关、1-113.数据接口、1-114.留接口、1-12.后框体、2.行走部分、2-1.履带系统、2-11.履带、2-111.抓地齿、2-112.卡位槽、2-113.内齿、2-12.履带轮、2-13.张紧装置、2-14.弹性轮、2-2.辅助履带系统、2-21.辅助履带支撑臂、2-22.同步履带轮、2-23.辅助履带、2-24.辅助履带轮、2-25.角度调节机构、3.电池箱、4.后置摄像头、5.负重结构、5-1.负重主体、5-2.若干负重轮、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轮履复合的地面机器人，该基于轮履复合的地面机器人包括主体结构（1）、行走部分（2）和电池箱（3）；所述主体结构（1）包括前主体（1‑11）和后框体（1‑12），所述前主体（1‑11）的前端两侧安装有驱动轴（1‑111），前端中间位置设有前置摄像头（7），所述前主体（1‑11）内部安装有控制系统和驱动所述驱动轴（1‑111）的电机；所述前主体（1‑11）的后侧设置有后置摄像头（4）、操作面板（6）和用于安装天线的留接口（1‑114），所述操作面板（6）上设有急停开关（1‑112）和数据接口（1‑113），所述前置摄像头（7）、后置摄像头（4）、操作面板（6）、急停开关（1‑112）、数据接口（1‑113）和留接口（1‑114）均与所述控制系统电连接；所述后框体（1‑12）呈口字型，其中一端与所述前主体（1‑11）的后侧固接，另一端为提手（10）；所述行走部分（2）包括双面齿同步带做成的履带系统（2‑1）和辅助履带系统（2‑2），所述双面齿同步带做成的履带系统通过左侧支撑板和右侧支撑板安装在所述主体结构（1）的两侧，所述辅助履带系统（2‑2）安装在所述双面齿同步带做成的履带系统（2‑1）的前端；所述电池箱（3）通过挂载装置（9）设置在所述主体结构（1）的两侧的侧壁上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于轮履复合的地面机器人，该基于轮履复合的地面机器人包括主体结构（1）、行走部分（2）和电池箱（3）；所述主体结构（1）包括前主体（1-11）和后框体（1-12），所述前主体（1-11）的前端两侧安装有驱动轴（1-111），前端中间位置设有前置摄像头（7），所述前主体（1-11）内部安装有控制系统和驱动所述驱动轴（1-111）的电机；所述前主体（1-11）的后侧设置有后置摄像头（4）、操作面板（6）和用于安装天线的留接口（1-114），所述操作面板（6）上设有急停开关（1-112）和数据接口（1-113），所述前置摄像头（7）、后置摄像头（4）、操作面板（6）、急停开关（1-112）、数据接口（1-113）和留接口（1-114）均与所述控制系统电连接；所述后框体（1-12）呈口字型，其中一端与所述前主体（1-11）的后侧固接，另一端为提手（10）；所述行走部分（2）包括双面齿同步带做成的履带系统（2-1）和辅助履带系统（2-2），所述双面齿同步带做成的履带系统通过左侧支撑板和右侧支撑板安装在所述主体结构（1）的两侧，所述辅助履带系统（2-2）安装在所述双面齿同步带做成的履带系统（2-1）的前端；所述电池箱（3）通过挂载装置（9）设置在所述主体结构（1）的两侧的侧壁上。2.根据权利要求1所述的基于轮履复合的地面机器人，其特征在于，所述履带系统（2-1）包括双面齿同步带做成的履带系统包括履带（2-11）、履带轮（2-12）、张紧装置（2-13）和弹性轮（2-14）；其中，2个所述履带轮（2-12）分别安装在所述前主体（1-11）的驱动轴（1-111）上，另外2个所述履带轮（2-12）通过连接轴安装在所述后框体（1-12）的后端的两侧，2条所述履带（2-11）分别设置在4个所述履带轮（2-12）上，每个所述履带轮（2-12）的外侧均连接所述弹性轮（2-14），所述张紧装置（2-13）设置在后连接轴上。3.根据权利要求1所述的基于轮履复合的地面机器人，其特征在于，所述辅助履带系统（2-2）包括辅助履带支撑臂（2-21）、同步履带轮（2-22）、辅助履带（2-23）、辅助履带轮（2-24）和角度调节机构（2-25）；其中，2个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，吴琳，杜凡，许泽希，
申请(专利权)人：北京华信智航科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11