一种全地形移动探测机器人制造技术

本发明专利技术中的全地形移动探测机器人，采用轮式结构在平坦的路面行走，采用履带式结构在复杂的路面行走，包括轮式组成部分、车体、底盘系统、舵机系统、控制器、环境探测系统、电源系统以及驱动电机，所述车体位于所述底盘系统的上方；所述驱动电机包括轮式驱动电机和履带式底盘驱动电机；所述底盘系统包括履带、同步带轮、底盘支撑架和履带式底盘驱动电机，所述同步带轮包括主动轮和从动轮，所述履带式底盘驱动电机安装在底盘支撑架上，所述同步带轮的主动轮与所述履带式底盘驱动电机的输出轴相连，所述履带与所述同步带轮啮合，带动履带运动。

A mobile robot for all terrain mobile detection

The all-terrain mobile detection robot in the invention adopts a wheel-type structure to walk on a flat road surface and a crawler-type structure to walk on a complex road surface, including a wheel-type component, a car body, a chassis system, a steering system, a controller, an environment detection system, a power supply system, and a driving motor. The car body is located in the described above. Above the chassis system, the drive motor includes a wheel drive motor and a crawler chassis drive motor; the chassis system includes a crawler, a synchronous pulley, a chassis support frame and a crawler chassis drive motor. The synchronous pulley comprises a driving wheel and a driven wheel, and the crawler chassis drive motor is mounted on the chassis support. On the frame, the driving wheel of the synchronous pulley is connected with the output shaft of the driving motor of the caterpillar chassis, and the caterpillar meshes with the synchronous pulley to drive the caterpillar movement.

【技术实现步骤摘要】
一种全地形移动探测机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其是涉及一种全地形移动探测机器人。
技术介绍
目前，机器人底盘通常采用履带式和/或轮式，其中采用履带式机械对复杂路面具有强大的通过能力，但其对平坦路面则无法快速通过。而轮式机械虽然能够快速通过平坦路面，但对较复杂路面，例如，草丛，碎石路，沼泽等路面只能望而却步。因此，使机器人自主地对陌生环境进行探测以及在保证其自身安全的前提下凭借自身力量跨越一些沟壑甚至攀爬或跨下悬崖，是机器人领域中需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种全地形移动探测机器人，其采用履带式与车轮式相结合的方式，使本专利技术中的全地形移动探测机器人能够完成履带式到轮式结构的互相切换，即其在平坦的路面采用轮式运动，通过前后两个支架支撑起所述全地形移动探测机器人整个身体，并且能够实现快速无障碍的通过；其在复杂路面采用履带式结构，借助传感器获取路况信息进而利用单片机系统对所获取的信息进行分析，根据分析结果避开不能越过的障碍物，对其能够跨过的障碍物采取适当的动作进行跨越；本专利技术中的全地形移动探测机器人通过联合控制不同组的舵机转动，把机器人底盘升起或降低以便能够抬高或降低其自身高度，并且在翻倒的情况下能够自动恢复正常姿态。本专利技术的技术方案如下：一种全地形移动探测机器人，采用轮式结构在平坦的路面行走，采用履带式结构在复杂的路面行走，其包括轮式组成部分、车体、底盘系统、舵机系统、控制器、环境探测系统、电源系统以及驱动电机，所述车体位于所述底盘系统的上方；所述驱动电机包括轮式驱动电机和履带式底盘驱动电机；所述底盘系统包括履带、同步带轮、底盘支撑架和履带式底盘驱动电机，所述同步带轮包括主动轮和从动轮，所述履带式底盘驱动电机安装在底盘支撑架上，所述同步带轮的主动轮与所述履带式底盘驱动电机的输出轴相连，所述履带与所述同步带轮啮合，带动履带运动；所述轮式组成部分包括第一支架、第二支架、第一车轮和第二车轮，所述第一支架和第二支架分别位于履带式车体的两端部，所述第一支架和第二支架具有预设长度，并且所述第一支架和所述第二支架均能够进行旋转，其配置用于支撑所述车体，所述第一车轮设置在所述第一支架远离所述车体的第一支架的端部，且所述第二车轮设置在所述第二支架远离所述车体的第二支架的端部；以及所述轮式驱动电机第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机且所述第一车轮为主动车轮，所述第一车轮依靠所述第一轮式驱动电机和所述第二轮式驱动电机进行驱动；所述舵机系统包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机、第五舵机和舵机控制器，所述舵机控制器控制所述各舵机的动作，且所述第四舵机和所述第二舵机的扭力大于所述第三舵机和第一舵机的扭力；所述环境探测系统包括第一超声波测距传感器和第二超声波测距传感器和第三超声波测距传感器，所述第一超声波测距传感器设置在第一支架与第一车轮连接处；所述角度传感器设置在所述车体的内部；所述控制器的主控板通过接收所述超声波传感器反馈的距离信息来判断环境信息；主控板通过接收角度传感器反馈的角度信息来判断机器人自身的姿态，从而完成自身的正常姿态自动恢复；所述电源系统为降压供电系统。优选地，所述履带式底盘驱动电机包括第一履带式底盘驱动电机和第二履带式底盘驱动电机，所述履带包括第一履带和第二履带，所述同步带轮包括第一同步带轮和第二同步带轮，所述底盘支撑架包括第一底盘支撑架和第二底盘支撑架，其分别位于车体下方的两侧；所述各底盘支撑架分别位于各履带的内侧，所述两个履带式底盘驱动电机分别安装在各自的底盘支撑架上，所述各底盘支撑架通过连接件连接至所述车体下方。优选地，所述第一同步带轮包括第一主动轮和第一被动轮，所述第一履带安装在第一同步带轮的第一主动轮和第一被动轮之间，第一履带上设置有孔，所述孔与第一同步带轮上的齿相互啮合；且所述第二同步带轮包括第二主动轮和第二被动轮，所述第二履带安装在第二同步带轮的第二主动轮和第二被动轮之间，第二履带上设置有孔，所述孔与第二同步带轮上的齿相互啮合；所述第一同步带轮的第一主动轮安装在第一履带式底盘驱动电机的输出轴上，所述第一同步带轮的第一从动轮安装在第一底盘支撑架上，当第一履带式驱动电机转动时，带动所述第一履带进行转动；所述第二同步带轮的第二主动轮安装在第二履带式底盘驱动电机的输出轴上，所述第二同步带轮的第二从动轮安装在第二底盘支撑架上，当第二履带式驱动电机转动时，带动所述第二履带进行转动。优选地，所述第一同步带轮中的第一主动轮与所述第二同步带轮中的第二被动轮相对设置，且所述第一同步带轮中的第一从动轮与所述第二同步带轮中的第二主动轮相对设置。优选地，所述第一支架远离所述车体的第一支架的端部转动连接有第一连接架，所述第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机分别设置在所述第一连接架的两侧的外侧，所述各第一车轮分别与第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机的输出轴相连；所述第一超声波测距传感器设置在第一车轮着地时所述第一连接架远离所述车体的外侧；所述第一车轮与所述第一支架之间的夹角通过所述第五舵机进行调整；所述第一连接架通过第一柱状支撑件和U型支撑件，进行连接所述第一柱状支撑件设置在所述第一连接架与第一支架连接处的下方，其配置用于保持所述第一支架的宽度，以防止第一连接架的宽度变窄，影响第一连接架与第一支架之间的转动灵活度以及第一柱状支撑架对第一支架第三部分的运动起到支撑与限位的作用；所述U型支撑件设置在所述第一连接架的内侧的下端，所述U型支撑件的两个边分别与所述第一连接架的底边平行，使得所述U型支撑件的底边与所述第一连接架垂直放置，所述U型支撑架的底边上连接第一支撑板，所述第一支撑板上设置第一超声波测距传感器。优选地，所述第二连接架的第一端通过第一铝柱转动连接至所述第二支架的远离所述车体的端部；所述第二连接架的第二端设置第二柱状支撑件，所述第二柱状支撑件配置用于保持第二支架的宽度，以防止所述第二连接架的宽度变窄，影响所述第二连接架与所述第二支架之间的转动灵活度。优选地，所述第一支架包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一支架第一部分包括第一部件和第二部件，所述第一支架第二部分具有底部和两个侧部，所述第一支架第三部分具有底部和两个侧部；将所述第三舵机通过其顶部的铝柱固定在所述第一支架第一部分第二部件上后，将第一支架第一部分第二部件置于第一支架第一部分第一部件上使第一支架第一部分第一部件和第一支架第一部分第二部件重叠后，将第一支架第一部分的第一重叠侧部与所述车体转动连接，所述第一支架第一部分与所述第一支架第二部分之间设置第一转动连接部，所述第一转动连接部与第一支架第一部分第一部件的另一侧部固接；所述第一转动连接部为U型结构，所述第一转动连接部的U型结构的底边与第一支架第一部分固接，所述第一转动连接部的U形结构的顶端分别与第一支架第二部分的侧部转动连接；所述第四舵机通过位于第四舵机两侧的铝柱将所述第四舵机固定至第一支架第二部分的两个侧部；所述第一支架第二部分和所述第一支架第三部分之间通过第二转动连接部，所述第二转动连接部成对布置，所述各第二转动连接部分别与所述第一支架第二部分和所述第一支架第三部分转动连接，以实现第一支架第二部分和第一支架第三部分之间产生相对运动，所述第五舵机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全地形移动探测机器人，采用轮式结构在平坦的路面行走，采用履带式结构在复杂的路面行走，其特征在于：包括轮式组成部分、车体、底盘系统、舵机系统、控制器、环境探测系统、电源系统以及驱动电机，所述车体位于所述底盘系统的上方；所述驱动电机包括轮式驱动电机和履带式底盘驱动电机；所述底盘系统包括履带、同步带轮、底盘支撑架和履带式底盘驱动电机，所述同步带轮包括主动轮和从动轮，所述履带式底盘驱动电机安装在底盘支撑架上，所述同步带轮的主动轮与所述履带式底盘驱动电机的输出轴相连，所述履带与所述同步带轮啮合，带动履带运动；所述轮式组成部分包括第一支架、第二支架、第一车轮和第二车轮，所述第一支架和第二支架分别位于履带式车体的两端部，所述第一支架和第二支架具有预设长度，并且所述第一支架和所述第二支架均能够进行旋转，其配置用于支撑所述车体，所述第一车轮设置在所述第一支架远离所述车体的第一支架的端部，且所述第二车轮设置在所述第二支架远离所述车体的第二支架的端部；以及所述轮式驱动电机包括第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机；且所述第一车轮为主动车轮，所述第一车轮依靠所述第一轮式驱动电机和所述第二轮式驱动电机进行驱动；所述舵机系统包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机、第五舵机和舵机控制器，所述舵机控制器控制所述各舵机的动作，且所述第四舵机和所述第二舵机的扭力大于所述第三舵机和第一舵机的扭力；所述环境探测系统包括第一超声波测距传感器和第二超声波测距传感器和第三超声波测距传感器，所述第一超声波测距传感器设置在第一支架与第一车轮连接处；所述角度传感器设置在所述车体的内部；所述控制器的主控板通过接收所述超声波传感器反馈的距离信息来判断环境信息；主控板通过接收角度传感器反馈的角度信息来判断机器人自身的姿态，从而完成自身的正常姿态自动恢复。...

【技术特征摘要】
1.一种全地形移动探测机器人，采用轮式结构在平坦的路面行走，采用履带式结构在复杂的路面行走，其特征在于：包括轮式组成部分、车体、底盘系统、舵机系统、控制器、环境探测系统、电源系统以及驱动电机，所述车体位于所述底盘系统的上方；所述驱动电机包括轮式驱动电机和履带式底盘驱动电机；所述底盘系统包括履带、同步带轮、底盘支撑架和履带式底盘驱动电机，所述同步带轮包括主动轮和从动轮，所述履带式底盘驱动电机安装在底盘支撑架上，所述同步带轮的主动轮与所述履带式底盘驱动电机的输出轴相连，所述履带与所述同步带轮啮合，带动履带运动；所述轮式组成部分包括第一支架、第二支架、第一车轮和第二车轮，所述第一支架和第二支架分别位于履带式车体的两端部，所述第一支架和第二支架具有预设长度，并且所述第一支架和所述第二支架均能够进行旋转，其配置用于支撑所述车体，所述第一车轮设置在所述第一支架远离所述车体的第一支架的端部，且所述第二车轮设置在所述第二支架远离所述车体的第二支架的端部；以及所述轮式驱动电机包括第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机；且所述第一车轮为主动车轮，所述第一车轮依靠所述第一轮式驱动电机和所述第二轮式驱动电机进行驱动；所述舵机系统包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机、第五舵机和舵机控制器，所述舵机控制器控制所述各舵机的动作，且所述第四舵机和所述第二舵机的扭力大于所述第三舵机和第一舵机的扭力；所述环境探测系统包括第一超声波测距传感器和第二超声波测距传感器和第三超声波测距传感器，所述第一超声波测距传感器设置在第一支架与第一车轮连接处；所述角度传感器设置在所述车体的内部；所述控制器的主控板通过接收所述超声波传感器反馈的距离信息来判断环境信息；主控板通过接收角度传感器反馈的角度信息来判断机器人自身的姿态，从而完成自身的正常姿态自动恢复。2.如权利要求1所述的全地形移动探测机器人，其特征在于：所述履带式底盘驱动电机包括第一履带式底盘驱动电机和第二履带式底盘驱动电机，所述履带包括第一履带和第二履带，所述同步带轮包括第一同步带轮和第二同步带轮，所述底盘支撑架包括第一底盘支撑架和第二底盘支撑架，其分别位于车体下方的两侧；所述各底盘支撑架分别位于各履带的内侧，所述两个履带式底盘驱动电机分别安装在各自的底盘支撑架上，所述各底盘支撑架通过连接件连接至所述车体下方。3.如权利要求2所述的全地形移动探测机器人，其特征在于：所述第一同步带轮包括第一主动轮和第一被动轮，所述第一履带安装在第一同步带轮的第一主动轮和第一被动轮之间，第一履带上设置有孔，所述孔与第一同步带轮上的齿相互啮合；且所述第二同步带轮包括第二主动轮和第二被动轮，所述第二履带安装在第二同步带轮的第二主动轮和第二被动轮之间，第二履带上设置有孔，所述孔与第二同步带轮上的齿相互啮合；所述第一同步带轮的第一主动轮安装在第一履带式底盘驱动电机的输出轴上，所述第一同步带轮的第一从动轮安装在第一底盘支撑架上，当第一履带式驱动电机转动时，带动所述第一履带进行转动；所述第二同步带轮的第二主动轮安装在第二履带式底盘驱动电机的输出轴上，所述第二同步带轮的第二从动轮安装在第二底盘支撑架上，当第二履带式驱动电机转动时，带动所述第二履带进行转动。4.如权利要求3所述的全地形移动探测机器人，其特征在于：所述第一同步带轮中的第一主动轮与所述第二同步带轮中的第二被动轮相对设置，且所述第一同步带轮中的第一从动轮与所述第二同步带轮中的第二主动轮相对设置。5.如权利要求4所述的全地形移动探测机器人，其特征在于：所述第一支架远离所述车体的第一支架的端部转动连接有第一连接架，所述第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机分别设置在所述第一连接架的两侧的外侧，所述各第一车轮分别与第一轮式驱动电机和第二轮式驱动电机的输出轴相连；所述第一超声波测距传感器设置在第一车轮着地时所述第一连接架远离所述车体的外侧；所述第一车轮与所述第一支架之间的夹角通过所述第五舵机...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯涛刚，杨兴帮，张佳楠，王田苗，樊瑜波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11