危险弹药搬运机器人制造技术

本公开提供一种危险弹药搬运机器人，包括：驱动底盘，驱动机器人在空间上移动；机械臂，配置在驱动底盘上，用于完成弹药抓取操作；以及遥操作控制机构，控制驱动底盘和机械臂的运动；其中，驱动底盘包括行走机构，行走机构用于实现驱动底盘的运动；行走机构包括轮毂电机、轮毂电机驱动器、带转向悬挂机构、转向驱动器、碟刹和刹车控制机构；轮毂电机通过轮毂电机驱动器带动轮毂转动，带转向悬挂机构通过转向驱动器实现轮毂的转向，碟刹通过刹车控制机构使轮毂停止转动。

【技术实现步骤摘要】
危险弹药搬运机器人
本公开涉及一种机器人领域，尤其涉及一种危险弹药搬运机器人。
技术介绍
对危险弹药通常采取的处理方法是就地引爆销毁，但实践中常常由于场地、环境、安全防护要求等诸多条件限制，直接引爆销毁不能实现，只能将其安全转移到合适的场地另行处理。而在弹药的搬运过程中，例如弹药的探测、定位、夹持搬运等作业环节均存在较大危险性，因此，如何保证作业人员的人身安全，最大限度的避免和减少损失，是弹药处理技术亟待解决的一项难题。现如今，随着机器人与工业自动化技术的发展，为危险弹药的安全处理提供了新的思路。目前，国内外技术人员对于将机器人技术应用于危险弹药安全转移的相关研究工作已经取得了一定的进展，但是，同类机器人仍存在整机结构复杂，体积较大，抓取重量偏小，作业幅度和范围受限等技术问题，而且高性能的机器人的造价都比较昂贵，并存在有拆装维修困难等缺陷。
技术实现思路
为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供一种危险弹药搬运机器人。根据本公开的一个方面，危险弹药搬运机器人包括：驱动底盘，驱动机器人在空间上移动；机械臂，配置在驱动底盘上，用于完成弹药抓取操作；以及遥操作控制机构，控制驱动底盘和机械臂的运动；其中，驱动底盘包括行走机构，行走机构用于实现驱动底盘的移动；行走机构包括轮毂电机、轮毂电机驱动器、带转向悬挂机构、转向驱动器、碟刹和刹车控制机构；轮毂电机通过轮毂电机驱动器带动轮毂转动，带转向悬挂机构通过转向驱动器实现轮毂的转向，碟刹通过刹车控制机构使轮毂停止转动。根据本公开的至少一个实施方式，驱动底盘还包括：底盘传感器系统，包括底盘摄像头、测距仪和倾角传感器；底盘摄像头用于拍摄图像；测距仪用于测量机械臂的手爪与地面的距离；倾角传感器用于测量机器人在爬坡时与地面的角度、行驶距离和航向数据。根据本公开的至少一个实施方式，驱动底盘还包括：底盘通信系统，用于将底盘传感器系统采集的图像和数据传输至遥操作控制机构，将遥操作控制机构的控制指令发送至驱动底盘。根据本公开的至少一个实施方式，驱动底盘还包括：主控制器，用于接收并解析底盘传感器系统采集的图像和数据，接收遥操作控制机构的控制指令，运动控制计算，以及向轮毂电机驱动器和转向驱动器传输控制指令。根据本公开的至少一个实施方式，机械臂包括：机械臂执行器系统，包括手爪子系统、手腕子系统、肘关节子系统和肩关节子系统；手爪子系统包括手爪标距装置、手爪角度传感器和压力传感器，手爪标距装置用于测量手爪子系统与弹药的距离，手爪角度传感器用于测量手爪子系统的抓取角度，压力传感器用于测量手爪子系统抓取弹药时的压力；手腕子系统包括手腕俯仰角度传感器、手腕旋转角度传感器和手腕四连杆机构，手腕俯仰角度传感器和手腕旋转角度传感器分别用于检测手腕子系统在俯仰和旋转运动时的角度，手腕四连杆机构用于实现手腕子系统的俯仰运动，手腕四连杆机构能够拓展腕关节俯仰角运动范围至-75°～+75°；肘关节子系统包括肘关节角度传感器、警示灯和云台摄像机，肘关节角度传感器用于检测肘关节子系统的运动角度，当肘关节子系统的运动角度超出预设值时，警示灯将发出报警提示，云台摄像机用于拍摄机器人移动过程中的图像；肩关节子系统包括肩关节角度传感器，肩关节角度传感器用于检测肩关节子系统的运动角度。根据本公开的至少一个实施方式，机械臂通过关节转轴支撑板配置在驱动底盘上。根据本公开的至少一个实施方式，机械臂还包括：肩关节液压缸，肩关节液压缸的活塞杆和机械臂的大臂的一端通过铰链共接在机械臂的小臂上，肩关节液压缸的另一端和大臂的另一端分别铰接在关节转轴支撑板上；肘关节液压缸，肘关节液压缸的活塞杆铰接在小臂上，肘关节液压缸的另一端铰接在大臂上；腕关节俯仰液压缸，安装于小臂中部，通过手腕四连杆机构与腕关节进行连接；腕关节旋转液压缸，为旋转关节，旋转采用液压螺旋副摆动缸驱动，此类摆动缸具有输出扭矩大、体积紧凑的特点，非常适合液压机械臂的工况；手爪液压缸，为直线液压缸，其尾部安装于旋转关节前端，通过直线液压缸的拉伸运动实现手爪开合。根据本公开的至少一个实施方式，肩关节液压缸驱动大臂的俯仰运动；肘关节液压缸驱动小臂的俯仰运动；腕关节俯仰液压缸驱动机械臂的腕关节的俯仰运动；腕关节旋转液压缸驱动机械臂的腕关节的旋转运动；手爪液压缸驱动机械臂的手爪的开合运动。根据本公开的至少一个实施方式，机械臂还包括机械臂动力系统，机械臂动力系统用于接收遥操作控制机构的控制指令，并根据控制指令驱动机械臂执行器系统的运动，以及将机械臂执行器系统的运动数据传输至遥操作控制机构。根据本公开的至少一个实施方式，遥操作控制机构包括：监视器，用于显示底盘摄像头拍摄的图像；计算机，向驱动底盘和机械臂发送控制指令，接收和解析来自驱动底盘和机械臂的数据；操作面板，计算机通过操作面板向驱动底盘和机械臂发送控制指令，计算机通过操作面板显示来自驱动底盘和机械臂的数据。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的至少一个实施方式的危险弹药搬运机器人分解结构图。图2是根据本公开的至少一个实施方式的车体组成框图。图3是根据本公开的至少一个实施方式的行走机构组成框图。图4是根据本公开的至少一个实施方式的机械臂组织架构图。图5是根据本公开的至少一个实施方式的机械臂执行器系统总体结构图。图6是根据本公开的至少一个实施方式的遥操作控制机构的硬件组成框图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。本公开的危险弹药搬运机器人可以在危险弹药销毁任务中执行勘察、抓取、搬运、放置危险弹药等任务。在本公开的一个可选实施方式中，危险弹药搬运机器人主要由驱动底盘(例如全电驱动底盘)、机械臂和遥操作控制机构(以下简称OCU)组成。危险弹药搬运机器人分解结构图如图1所示。全电驱动底盘主要通过OCU的远程控制，实现危险弹药搬运机器人的移动能力，例如在空间上A点与B点之间单程或往返的机动能力与通过能力。全电驱动底盘可配合机械臂完成弹药抓取操作。全电驱动底盘主要由车体、底盘传感器系统、主控制器、底盘通信系统以及电源系统组成。具体的，车体是危险弹药搬运机器人的承载结构，具有防雨、防静电、保护全电驱动底盘中其余各个模块的功能；同时也是实现全电驱动底盘机动性的组件。如图2所示，车体主要由车架、行走机构和车首夹持器组成。车架，包括前面板、后面板、蒙皮、后舱门、左电气盒、右电气盒和保险杠。车首夹持器包括重型开关和夹持器支架。机器人可以根据实际需要通过车首夹持器携带辅助设备。行走机构包括悬架系统、转向机构、轮胎、驱动电路和刹车装置。在本实施例中，可以采用6×6全地形轮式底盘，有利于增加车体的通过性与机动性能。具体的，行走机构主要包括轮毂电机、轮毂电机驱动器、带转向悬挂机构(例如带电动转向的双A臂悬挂机构)、转向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种危险弹药搬运机器人，其特征在于，包括：驱动底盘，驱动所述机器人在空间上移动；机械臂，配置在所述驱动底盘上，用于完成弹药抓取操作；以及遥操作控制机构，控制所述驱动底盘和所述机械臂的运动；其中，所述驱动底盘包括行走机构，所述行走机构用于实现所述驱动底盘的移动；所述行走机构包括轮毂电机、轮毂电机驱动器、带转向悬挂机构、转向驱动器、碟刹和刹车控制机构；所述轮毂电机通过所述轮毂电机驱动器带动轮毂转动，所述带转向悬挂机构通过所述转向驱动器实现轮毂的转向，所述碟刹通过所述刹车控制机构使轮毂停止转动。

【技术特征摘要】
1.一种危险弹药搬运机器人，其特征在于，包括：驱动底盘，驱动所述机器人在空间上移动；机械臂，配置在所述驱动底盘上，用于完成弹药抓取操作；以及遥操作控制机构，控制所述驱动底盘和所述机械臂的运动；其中，所述驱动底盘包括行走机构，所述行走机构用于实现所述驱动底盘的移动；所述行走机构包括轮毂电机、轮毂电机驱动器、带转向悬挂机构、转向驱动器、碟刹和刹车控制机构；所述轮毂电机通过所述轮毂电机驱动器带动轮毂转动，所述带转向悬挂机构通过所述转向驱动器实现轮毂的转向，所述碟刹通过所述刹车控制机构使轮毂停止转动。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述驱动底盘还包括：底盘传感器系统，包括底盘摄像头、测距仪和倾角传感器；所述底盘摄像头用于拍摄图像；所述测距仪用于测量所述机械臂的手爪与地面的距离；所述倾角传感器用于测量所述机器人在爬坡时与地面的角度、行驶距离和航向数据。3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述驱动底盘还包括：底盘通信系统，用于将所述底盘传感器系统采集的图像和数据传输至所述遥操作控制机构，将所述遥操作控制机构的控制指令发送至所述驱动底盘。4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述驱动底盘还包括：主控制器，用于接收并解析所述底盘传感器系统采集的图像和数据，接收所述遥操作控制机构的控制指令，运动控制计算，以及向所述轮毂电机驱动器和转向驱动器传输所述控制指令。5.根据权利要求1或4所述的机器人，其特征在于，所述机械臂包括：机械臂执行器系统，包括手爪子系统、手腕子系统、肘关节子系统和肩关节子系统；所述手爪子系统包括手爪标距装置、手爪角度传感器和压力传感器，所述手爪标距装置用于测量所述手爪子系统与弹药的距离，所述手爪角度传感器用于测量所述手爪子系统的抓取角度，所述压力传感器用于测量所述手爪子系统抓取弹药时的压力；所述手腕子系统包括手腕俯仰角度传感器、手腕旋转角度传感器和手腕四连杆机构，所述手腕俯仰角度传感器和手腕旋转角度传感器分别用于检测所述手腕子系统在俯仰和旋转运动时的角度，所述手腕四连杆机构用于实现所述手腕子系统的俯仰运动，所述手腕四连杆机构能够拓展腕关节俯仰角运动范围至-75°～+75°；所述肘关节子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，李晗，孙先涛，段俊杰，徐永琳，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11