一种通用遥控轮式移动机器人制造技术

一种通用遥控轮式移动机器人，其主要由机器人车体、行走机构、驱动电机及电机控制机构、传感器系统、综合控制系统构成，所述移动机器人为双侧电机驱动结构，行走机构采用轮式行走机构，车体的每侧分别安装有驱动轮和链轮，所述链轮带动传动链条将驱动电机扭矩传递给同侧驱动轮，所述传动链条上安装有多个压紧齿轮，同侧安装有三个驱动轮，相邻驱动轮之间的轴距小于驱动轮半径的3倍，同侧相邻驱动轮的轴距相等，所述驱动轮为“齿状”车轮。该机器人特有的驱动轮布局结构既增强了机器人行驶的稳定性，又提升了越障能力，使机器人既具有轮式移动机器人移动迅速的特点，又具有履带式移动机器人跨越障碍物的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种通用遥控轮式移动机器人
本专利技术属于自动机械装置
，具体涉及一种具有人工智能的遥控轮式移动机械装置。
技术介绍
移动机器人是机器人学中的一个重要分支，涉及人工智能、控制理论、传感器技术和计算机技术等多门学科，随着移动机器人技术的不断发展，移动机器人已经越来越广泛地应用于工农业生产、军事、医学以及人类日常生活等领域，从事或代替人类无法完成或不适宜人类完成的危险工作，为人类的生活提供各种便利的服务，它所具有的优势使其越来越受到许多学者的关注。移动机器人的研究开始于20世纪60年代末期，斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人，在1966年至1972年研制出了取名为Shakey的自主移动机器人，其目的是研究应用人工智能技术，与此同时，最早的操作式步行机器人也研制成功，从而开始了机器人步行机构方面的研究，以解决机器人在不平路面上的运动问题，设计并研制出了多足步行机器人，其中最著名的是GeneralElectricQuadruped的步行机器人。70年代末，随着计算机的应用和传感技术的发展，移动机器人的研究又出现了新的高潮，特别是在80年代中期，设计和制造机器人的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司开始研制移动机器人平台，这些移动机器人主要作为大学实验室及研究机构的移动机器人实验平台，从而促进了移动机器人学多个研究方向的出现。90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术、真实环境下的规划技术为标志，开展了移动机器人更高层次的研究，移动机器人正朝着具有自组织、自学习、自适应的智能化方向发展。移动机器人是一个对外界环境高度开放的智能系统，能够在执行预先给定的任务指令的同时，根据行进中不断感知到的周围局部环境信息，自主地做出各种决策，自动避开障碍物，引导自身安全地行使到指定的目标位置。这就要求移动机器人能够搭载多种装置，用来执行侦察、探测、反恐、防暴、消防等危险作业。在这些作业过程中，移动机器人自身则负责将其所搭载装置运送到规定的目的地，承担着地面任务。移动机器人自身重量不可以过大，能够实现在使用过程中快速投放以及灵活机动，便于机器人进行隐蔽，以及快速行进。同时，必须有一定的续航能力，满足必须的作业时间长度。为了安全到达目的地，要求机器人在行驶过程中能够自主避开障碍物或者爬过斜坡后继续行驶。对于环境比较恶劣的情况，如爆炸现场、雨雪天气、地面有不同程度的积水等，机器人要能够承受一定灰尘和雨水。在机器人侦查目标后，除了本身能存储一定的声音图像资料外，还要实时传递信息，实现机器人与人之间的通讯。另外，在不可预知的危险环境中，一旦通讯中断，机器人就会不知道如何执行下一步行动，这就要求机器人能够在通讯中断的情形下有一定的自主行动能力。鉴于上述对移动机器人的要求，考虑城市街道环境与野外越野地面环境的复杂性与多样性，移动机器人能否完成任务，其运动形式发挥着至关重要的作用。为此寻找一种通用的移动底盘形式成为整个机器人系统的关键。通过对多种移动机器人的移动形式的分析与比较，可以得出以下结论：轮式结构在城市街道及地面状况良好的形式条件下，能够发挥其移动迅速的优势，缺点是越野能力不足，行走式结构在特定的崎岖路面有较好的通行能力，越野能力强，但结构复杂、最高速度低，路面通行性较差，履带式结构具有较强的野外越野能力，但能耗高，速度低，机械结构复杂笨重。湖南山河智能机械股份有限公司专利技术的技术专利“一种遥控轮式移动机器人平台”(公告号：CN201626318U)，其主要结构为：平台车架采用箱式结构，内设有车载电子设备、电池箱体。平台车架设有轮式四轮驱动行走装置，由牵引电机驱动。车载电子设备主要包括电机驱动器、超声波传感器、IP摄像头、整车控制器、GPS、惯性导航系统、无线通讯系统。在地面遥控控制台上可以查看所述机器人平台前后的视频图像、平台位姿坐标和准确姿态、并可通过控制手柄和按钮操作所述机器人平台进行工作。所述机器人平台前后均安装有超声波传感器，有一定的自动避障功能。机器人平台在民用上用于运输、地震、火灾等危险环境下的执行侦查、巡逻、搭载探测装置或武器等任务的工具。其机器人采用四个车轮，每侧有一个电机通过传动轴驱动前后车轮(如图1所示)。但该机器人平台不具备爬楼梯的能力，不适合工作在楼宇和野外环境。而且该平台驱动结构复杂，同侧车轮采用传动轴传动前后车轮，机械结构复杂，不利于维护。上海市电力公司电缆输配电公司申请的专利技术专利申请“电缆隧道危险环境小型履带检查机器人系统”(公开号CN101468664A)，如图2所示，其包括移动平台、上盖、气体传感器盒、数据传输天线、图像传输天线、红外摄像机云台、超声波传感器、无线监视装置、控制箱体、控制单元和操作面板，所述的移动平台包括前导向带轮、锁紧螺钉、摆臂、第一张紧螺钉、前承重轮、第二张紧螺钉、中间导向轮、履带、后承重轮、蜗杆减速机、摆臂电机、驱动电机。但是，这种履带式的机器人平台存在移动速度慢，生产成本高等缺陷。
技术实现思路
因此，设计一款功能通用，既具有移动迅速，又具有爬楼梯或斜坡、障碍物通过能力强的移动机器人就显的尤为必要。本专利技术的目的是设计一款移动灵活敏捷，可以在野外环境下以较高的速度行走，可任意半径转向，通过能力强，能够通过野外环境下一般障碍，可以攀爬一定坡度的坡道和标准楼梯，适应性能较强，能够在恶劣环境中进行工作，具有结构紧凑轻巧，重心低，行进中稳定性高，隐蔽性高，有合适的通讯距离，适于野外环境下的无线通讯，及时性强，并能将采集到的数据回传到远程指控终端，以遥控为主，具有一定避障功能的通用遥控轮式移动机器人。为此，本专利技术提供了一种通用遥控轮式移动机器人，其包括移动机器人车体、行走机构、驱动电机及电机控制机构、传感器系统和综合控制系统，所述行走机构包括链轮2、传动链条6、压紧齿轮3、驱动轮1；所述驱动电机及电机控制机构包括驱动电机1O，所述移动机器人的驱动电机及电机控制机构为双侧电机驱动结构；所述移动机器人车体的两侧对称设置有驱动电机10，且每侧分别安装有多个驱动轮1和多个链轮2，所述移动机器人车体的每侧有一个链轮2与所述电机及电机控制机构相连接以接收动力，所述链轮2带动传动链条6将驱动电机10扭矩传递给同侧驱动轮1，所述传动链条6上安装有多个压紧齿轮3；所述移动机器人的行走机构采用轮式行走机构和链条传动方式，所述行走机构中每一侧安装有三个驱动轮，同侧相邻驱动轮之间的轴距小于驱动轮半径的3倍，同侧相邻驱动轮的轴距相等。其中，所述驱动电机及电机控制机构还包括有与所述驱动电机10配套设置的减速器8、霍尔传感器9、电磁离合器11以及电机控制器7，所述移动机器人车体的每侧有一个链轮2与所述驱动电机及电机控制机构的减速器8相连接以传动动力。其中，所述行走机构的驱动轮1为“齿状”车轮，采用特有的“齿状”驱动轮，增强了车轮的抓地能力，可以爬楼梯、过台阶、爬坡。其中，所述移动机器人传感器系统包括：前视摄像头25、后视摄像头14，拾音器23，红外传感器12、GPS系统16，所述摄像头采用高清、红外夜视广角180°摄像头，所述拾音器23采用音频接头，优选莲花音频接头。其中，所述综合控制系统以DSP板为基础构成，并设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用遥控轮式移动机器人，其主要由机器人车体、行走机构、驱动电机及电机控制机构、传感器系统、综合控制系统构成，所述行走机构包括链轮2、传动链条6、压紧齿轮3、驱动轮1，所述驱动电机及电机控制机构包括驱动电机10，其特征在于，所述移动机器人的驱动电机及电机控制机构为双侧电机驱动结构，所述移动机器人车体的两侧分别对称设置有驱动电机10，所述移动机器人的行走机构采用轮式行走机构和链条传动方式，所述移动机器人车体的每侧有一个链轮2与所述电机及电机控制机构相连接以接收动力，所述链轮带动传动链条6将动力传递给驱动轮1。

【技术特征摘要】
1.一种通用遥控轮式移动机器人，其包括机器人车体、行走机构、驱动电机及电机控制机构、传感器系统和综合控制系统，所述行走机构包括链轮(2)、传动链条(6)、压紧齿轮(3)、驱动轮(1)；所述驱动电机及电机控制机构包括驱动电机(10)，其特征在于，所述移动机器人的驱动电机及电机控制机构为双侧电机驱动结构，所述移动机器人车体的两侧分别对称设置有驱动电机(10)，且每侧分别安装有多个驱动轮(1)和多个链轮(2)，所述移动机器人车体的每侧有一个链轮(2)与所述电机及电机控制机构相连接以接收动力，所述链轮(2)带动传动链条(6)将驱动电机(10)扭矩传递给同侧驱动轮(1)，所述传动链条(6)上安装有多个压紧齿轮3；所述移动机器人的行走机构采用轮式行走机构和链条传动方式，移动机器人的转向方式采用差速转向器。2.如权利要求1所述的通用遥控轮式移动机器人，其特征在于，所述行走机构中每一侧安装有三个驱动轮，同侧相邻驱动轮间的轴距小于驱动轮半径的3倍，同侧相邻驱动轮(1)的轴距相等。3.如权利要求2所述的通用遥控轮式移动机器人，其特征在于，所述驱动电机及电机控制机构还包括有与所述驱动电机(10)配套设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张豫南，闫永宝，颜南明，尚颖辉，李年裕，张健，蔡志远，李瀚飞，宋小庆，田鹏，黄涛，张舒阳，王恒，吴中坚，李辉，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京;11