星球探测自主避障移动机器人制造技术

本发明专利技术属于星球探测技术领域，特别涉及一种星球探测自主避障移动机器人。包括底盘及设置于底盘上的垂直轴风力发电机、驱动前进系统、路径重置系统、避障后退系统、避障转弯系统及耦合触发器，其中驱动前进系统、路径重置系统、避障后退系统及避障转弯系统通过耦合触发器耦合在一起，耦合触发器与底盘可相对运动，驱动前进系统与垂直轴风力发电机连接，垂直轴风力发电机作为动力源；当耦合触发器与障碍物碰撞后，通过与底盘发生相对运动来触发避障后退系统、避障转弯系统及路径重置系统，从而实现移动机器人的避障后退、避障转弯及路径重置运动。本发明专利技术减少了驱动数量，简化了传动结构，提高了整个移动探测机器人的稳定性。

Autonomous Obstacle Avoidance Mobile Robot for Planet Exploration

The invention belongs to the field of planet exploration technology, in particular to a planet exploration autonomous obstacle avoidance mobile robot. Including chassis and vertical axis wind turbine, drive forward system, path reset system, obstacle avoidance backoff system, obstacle avoidance turning system and coupling trigger, in which drive forward system, path reset system, obstacle avoidance backoff system and obstacle avoidance turning system are coupled by coupling trigger. Coupling trigger and chassis can move relatively and drive forward system. When the coupling trigger collides with the obstacle, it triggers the obstacle avoidance backoff system, the obstacle avoidance turning system and the path reset system through the relative motion with the chassis, so as to realize the obstacle avoidance backoff, obstacle avoidance turning and path reset motion of the mobile robot. The invention reduces the number of driving, simplifies the transmission structure and improves the stability of the whole mobile detection robot.

【技术实现步骤摘要】
星球探测自主避障移动机器人
本专利技术属于星球探测
，特别涉及一种星球探测自主避障移动机器人。
技术介绍
星球探测机器人是一种在被探测星球表面巡视探测的移动装置，其学名叫巡视探测器。他们能适应星球表面各种各样的复杂环境，携带科学研究设备在被探测星球表面进行移动探测，并把探测数据传送回给控制机构进行分析，是一种能够在被探测星球表面自由移动，完成科学探测任务的空间移动机器人。目前全球范围内出现了大量新颖的月球车和火星车。这些月球车和火星车，搭载着人类现有的先进的电子电路，可以在月球表面和火星表面实现各种各样的探测任务。这些探测机器人，因为地表光线好，都可以采用太阳能和蓄电池联合供电的方式供电，也可以使用电子电路系统完成一系列的功能。但是对于表面光线暗淡，温度高，温差大，存在高浓度的放射性物质、高浓度的腐蚀性物质的星球表面的探测，目前的探测机器人并不能很好的进行科学探测活动。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种星球探测自主避障移动机器人，使得探测车能够在具有极端环境的星球表面长时间的完成探测任务，将会解决当前针对具有极端环境星球探测的难题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种星球探测自主避障移动机器人，包括底盘及设置于所述底盘上的垂直轴风力发电机、驱动前进系统、路径重置系统、避障后退系统、避障转弯系统及耦合触发器，其中驱动前进系统、路径重置系统、避障后退系统及避障转弯系统通过耦合触发器耦合在一起，所述耦合触发器与所述底盘可相对运动，所述驱动前进系统与垂直轴风力发电机连接，所述垂直轴风力发电机作为动力源；当所述耦合触发器与障碍物碰撞后，通过与所述底盘发生相对运动来触发避障后退系统、避障转弯系统及路径重置系统，从而实现移动机器人的避障后退、避障转弯及路径重置运动。所述垂直轴风力发电机包括叶片、叶片支撑轴、垂直轴风力发动机主轴及垂直轴风力发动机座，其中垂直轴风力发动机座设置于所述底盘上，所述垂直轴风力发动机主轴的下端与所述垂直轴风力发动机座转动连接，上端通过叶片支撑轴连接有多个沿周向布设的叶片，所述垂直轴风力发动机主轴通过锥齿轮组Ⅰ与所述驱动前进系统连接。所述驱动前进系统包括传动轴Ⅰ、传动轴Ⅱ、传动轴Ⅲ、同步带传动装置，其中传动轴Ⅰ和传动轴Ⅱ可转动地设置于所述底盘上、且均与所述移动机器人的前进方向平行，所述传动轴Ⅰ通过锥齿轮组Ⅰ与垂直轴风力发电机连接，所述传动轴Ⅰ和传动轴Ⅱ通过设置于所述底盘前端的摩擦轮组Ⅰ传动连接，所述传动轴Ⅲ设置于所述底盘的后端、且与所述移动机器人的前进方向垂直，所述传动轴Ⅱ通过锥齿轮组Ⅱ与所述传动轴Ⅲ连接，所述所述传动轴Ⅲ通过同步带传动装置与所述后轮驱动轴连接。所述摩擦轮组Ⅰ包括相互摩擦接触的摩擦轮Ⅰ和摩擦轮Ⅱ，其中摩擦轮Ⅰ与所述传动轴Ⅰ键连接、且可沿轴向移动，所述摩擦轮Ⅰ与摩擦轮固定支架可转动地连接，所述摩擦轮固定支架与所述耦合触发器固定连接，所述摩擦轮Ⅱ套设于所述传动轴Ⅱ上、且轴向和周向均固定，所述摩擦轮Ⅰ通过所述耦合触发器相对所述底盘的移动，实现与所述摩擦轮Ⅱ的分离和啮合。所述避障后退系统包括摩擦轮组Ⅱ、摩擦传动轮Ⅰ及摩擦传动轮支撑轴，其中摩擦轮组Ⅱ包括摩擦轮Ⅲ和摩擦轮Ⅳ，摩擦轮Ⅲ和摩擦轮Ⅳ分别固设于所述传动轴Ⅰ和传动轴Ⅱ上，所述摩擦传动轮支撑轴的一端与所述耦合触发器固定连接，另一端与摩擦传动轮Ⅰ可转动地连接，所述摩擦传动轮Ⅰ通过所述耦合触发器的向后移动，与位于两侧的摩擦轮Ⅲ和摩擦轮Ⅳ啮合，从而驱动所述后轮驱动轴反转，实现移动机器人的后退功能。所述避障转弯系统包括上齿条、固定齿轮、下齿条、转向节臂及转向节，其中上齿条与所述耦合触发器连接，所述下齿条与所述底盘固定连接、且与转向节臂的一端铰接，所述转向节臂的另一端与所述转向节连接，所述固定齿轮可转动地与所述底盘连接、且与上齿条和下齿条啮合。所述路径重置系统包括摩擦轮组件Ⅲ、摩擦传动轮Ⅱ、摩擦传动轮支架、锥齿轮组Ⅲ、传动轴Ⅳ、传动轴Ⅴ及凸轮，其中传动轴Ⅳ和传动轴Ⅴ可转动地设置于所述底盘上、且传动轴Ⅳ与传动轴Ⅰ平行，所述传动轴Ⅴ与所述传动轴Ⅳ垂直设置、且通过锥齿轮组Ⅲ与所述传动轴Ⅳ传动连接，所述摩擦轮组件Ⅲ包括摩擦轮Ⅳ和摩擦轮Ⅴ，所述摩擦轮Ⅳ和摩擦轮Ⅴ分别固设于所述传动轴Ⅰ和传动轴Ⅳ上、且相对应，所述凸轮固设于所述传动轴Ⅴ上，所述摩擦传动轮Ⅱ通过摩擦传动轮支架安装在所述耦合触发器上，所述摩擦传动轮Ⅱ通过所述耦合触发器相对所述底盘的移动，与所述摩擦轮Ⅳ和摩擦轮Ⅴ啮合，带动所述凸轮转动，所述凸轮推动耦合触发器复位。所述耦合触发器上设有与所述凸轮相对应的滚轮组件，所述滚轮组件包括滚轮支架及安装在所述滚轮支架上的滚轮，所述滚轮支架与所述耦合触发器连接，所述凸轮转动推动滚轮，实现所述耦合触发器的复位。所述耦合触发器包括安装框架，所述安装框架与所述传动轴Ⅰ和传动轴Ⅱ滑动连接，所述路径重置系统、避障后退系统及避障转弯系统均与所述安装框架连接。所述耦合触发器还包括设置于所述安装框架前端的碰撞板，所述碰撞板为弧面结构。本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术可以利用星球表面的风能进行能量的生成，构成环境驱动，并利用耐高温、耐腐蚀的纯机械结构进行传动，无需控制探测车行进的电子电路，不易被星球表面上的放射性物质所干扰，采用分布式结构实现自主行走、自主导航。本专利技术可以在高温度差、高放射性物质、高腐蚀性物质、高气压环境下无故障的工作数周、数月、甚至数年，实现在多个地点采集数据样本，有足够长的工作时间来采集天气变化数据，观察理解星球表面环境的变化。本专利技术使用耦合触发器把底盘上的各个系统互相耦合起来，减少了驱动数量，简化了传动结构，提高了整个移动探测机器人的稳定性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是本专利技术中垂直轴风力发动机的结构示意图；图4是本专利技术中驱动前进系统的结构示意图；图5是本专利技术中避障后退系统的结构示意图；图6是本专利技术中避障转弯系统的结构示意图；图7是本专利技术中避障转弯系统的轴测图；图8是本专利技术中路径重置系统的结构示意图。图中：1为叶片，2为叶片支撑轴，3为垂直轴风力发动机主轴，4为动力输出锥齿轮Ⅰ，5为垂直轴风力发动机座，6为动力输出锥齿轮Ⅱ，7为传动轴Ⅰ,8为导向键，9为摩擦轮Ⅰ，10为摩擦轮Ⅱ，11为传动轴Ⅱ,12为传动锥齿轮Ⅰ,13为传动锥齿轮Ⅱ,14为传动轴Ⅲ,15为带传动轮，16为同步带，17为后轮驱动轴，18为摩擦轮Ⅲ,19为摩擦轮Ⅳ,20为摩擦传动轮Ⅰ,21为耦合触发器，22为摩擦传动轮支撑轴，23为摩擦轮固定支架，24为上齿条，25为固定齿轮，26为下齿条，27为圆柱销，28为转向节臂，29为转向节，30为前梁，31为摩擦轮Ⅳ,32为摩擦轮Ⅴ,33为摩擦传动轮Ⅱ，34为传动锥齿轮Ⅲ,35为传动锥齿轮Ⅳ,36为凸轮，37为滚轮，38为滚轮支架，39为摩擦传动轮支架，40为底盘，41为传动轴Ⅳ，42为传动轴Ⅴ，43为安装框架，44为碰撞板，50为垂直轴风力发电机，60为驱动前进系统，70为路径重置系统，80为避障后退系统，90为避障转弯系统。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1-2所示，本专利技术提供的一种星球探测自主避障移动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，包括底盘(40)及设置于所述底盘(40)上的垂直轴风力发电机(50)、驱动前进系统(60)、路径重置系统(70)、避障后退系统(80)、避障转弯系统(90)及耦合触发器(21)，其中驱动前进系统(60)、路径重置系统(70)、避障后退系统(80)及避障转弯系统(90)通过耦合触发器(21)耦合在一起，所述耦合触发器(21)与所述底盘(40)可相对运动，所述驱动前进系统(60)与垂直轴风力发电机(50)连接，所述垂直轴风力发电机(50)作为动力源；当所述耦合触发器(21)与障碍物碰撞后，通过与所述底盘(40)发生相对运动来触发避障后退系统(80)、避障转弯系统(90)及路径重置系统(70)，从而实现移动机器人的避障后退、避障转弯及路径重置运动。

【技术特征摘要】
1.一种星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，包括底盘(40)及设置于所述底盘(40)上的垂直轴风力发电机(50)、驱动前进系统(60)、路径重置系统(70)、避障后退系统(80)、避障转弯系统(90)及耦合触发器(21)，其中驱动前进系统(60)、路径重置系统(70)、避障后退系统(80)及避障转弯系统(90)通过耦合触发器(21)耦合在一起，所述耦合触发器(21)与所述底盘(40)可相对运动，所述驱动前进系统(60)与垂直轴风力发电机(50)连接，所述垂直轴风力发电机(50)作为动力源；当所述耦合触发器(21)与障碍物碰撞后，通过与所述底盘(40)发生相对运动来触发避障后退系统(80)、避障转弯系统(90)及路径重置系统(70)，从而实现移动机器人的避障后退、避障转弯及路径重置运动。2.根据权利要求1所述的星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，所述垂直轴风力发电机(50)包括叶片(1)、叶片支撑轴(2)、垂直轴风力发动机主轴(3)及垂直轴风力发动机座(5)，其中垂直轴风力发动机座(5)设置于所述底盘(40)上，所述垂直轴风力发动机主轴(3)的下端与所述垂直轴风力发动机座(5)转动连接，上端通过叶片支撑轴(2)连接有多个沿周向布设的叶片(1)，所述垂直轴风力发动机主轴(3)通过锥齿轮组Ⅰ与所述驱动前进系统(60)连接。3.根据权利要求1或2所述的星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，所述驱动前进系统(60)包括传动轴Ⅰ(7)、传动轴Ⅱ(11)、传动轴Ⅲ(14)、同步带传动装置，其中传动轴Ⅰ(7)和传动轴Ⅱ(11)可转动地设置于所述底盘(40)上、且均与所述移动机器人的前进方向平行，所述传动轴Ⅰ(7)通过锥齿轮组Ⅰ与垂直轴风力发电机(50)连接，所述传动轴Ⅰ(7)和传动轴Ⅱ(11)通过设置于所述底盘(40)前端的摩擦轮组Ⅰ传动连接，所述传动轴Ⅲ(14)设置于所述底盘(40)的后端、且与所述移动机器人的前进方向垂直，所述传动轴Ⅱ(11)通过锥齿轮组Ⅱ与所述传动轴Ⅲ(14)连接，所述所述传动轴Ⅲ(14)通过同步带传动装置与所述后轮驱动轴(17)连接。4.根据权利要求3所述的星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，所述摩擦轮组Ⅰ包括相互摩擦接触的摩擦轮Ⅰ(9)和摩擦轮Ⅱ(10)，其中摩擦轮Ⅰ(9)与所述传动轴Ⅰ(7)键连接、且可沿轴向移动，所述摩擦轮Ⅰ(9)与摩擦轮固定支架(23)可转动地连接，所述摩擦轮固定支架(23)与所述耦合触发器(21)固定连接，所述摩擦轮Ⅱ(10)套设于所述传动轴Ⅱ(11)上、且轴向和周向均固定，所述摩擦轮Ⅰ(9)通过所述耦合触发器(21)相对所述底盘(40)的移动，实现与所述摩擦轮Ⅱ(10)的分离和啮合。5.根据权利要求3所述的星球探测自主避障移动机器人，其特征在于，所述避障后退系统(80)包括摩擦轮组Ⅱ、摩擦传动轮Ⅰ(20)及摩擦传动轮支撑轴(22)，其中摩擦轮组Ⅱ包括摩擦轮Ⅲ(18)和摩擦轮Ⅳ(19)，摩擦轮Ⅲ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉旺，杨广新，陈吉彪，陈鹏，杨尚奎，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21