一种多节履带式机器人制造技术

一种多节履带式机器人，包括多节主体，相邻的主体之间由十字轴俯仰偏航关节连接，每个主体上均设置有履带和履带驱动模块，所述的十字轴俯仰偏航关节用于实现相邻主体之间的互相抬举和转向；每个主体内还设置有行走驱动电机、关节驱动电机以及电机所需要的电池组；在所述的多节主体中，位于整个多节履带式机器人最前端的主体内还设置有摄像头、5个前端超声测距传感器、气压传感器、位置传感器和气体传感器以及红外灯，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内设置有5个末端超声测距传感器和中继节点释放机构。该机器人具有良好的地面适应能力，同时具备良好的越障能力，可以在崎岖地形中自由行走，还具有良好的防爆效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人领域，尤其是涉及一种多节履带式机器人。
技术介绍
目前，移动机器人主要分为仿生腿式、轮式和履带式三种类型，其中腿式机器人虽然运动灵活但控制复杂，在高度非结构化的环境中还难以达到应用水平；轮式机器人结构简单，研究成熟，但是对地面适应能力较差，在松软地面上容易发生下陷现象；履带式机器人主要指的是单体形式的履带机器人，这种机器人具有良好的地面通过能力，但是越障能力差。对于高度非结构化环境的地面情况，特别是地形及障碍物信息未知的情形，如何提高机器人的越障能力并使机器人具有良好的地面适应能力成为本领域技术人员研究的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种多节履带式机器人，以提高机器人的越障能力，提高机器人在未知环境中搜索作业的能力。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种多节履带式机器人，包括多节主体，相邻的主体之间由十字轴俯仰偏航关节连接，每个主体上均设置有履带和履带驱动模块，所述的十字轴俯仰偏航关节用于实现相邻主体之间的互相抬举和转向；每个主体内还设置有行走驱动电机、关节驱动电机以及电机所需要的电池组；在所述的多节主体中，位于整个多节履带式机器人最前端的主体内还设置有摄像头、5个前端超声测距传感器、气压传感器、位置传感器和气体传感器以及红外灯，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内设置有5个末端超声测距传感器和中继节点释放机构。所述多节履带式机器人包括四节主体，分别为第一主体、第二主体、第三主体和第四主体，第一主体与第二主体之间由第一十字轴俯仰偏航关节连接，第二主体与第三主体之间由第二十字轴俯仰偏航关节连接，第三主体与第四主体之间由第三十字轴俯仰偏航关节连接。第二主体内设置有正压防爆系统，所述的正压防爆系统包括减压阀和高压气瓶，高压气瓶内充满惰性气体或二氧化碳，通过减压阀释放高压气瓶内的气体从而保持机器人内部的气压高于外部200帕以上。第三主体内设置有增强功率电机驱动系统，用于增强机器人的越障能力。所述的中继节点释放机构用于在机器人的前进道路上通过释放节点保持通讯系统的正常工作。相对于现有技术，本技术所述的多节履带式机器人具有以下优势：本技术所述的多节履带式机器人具有良好的地面适应能力，同时具备良好的越障能力，非常适合于在未知环境下进行搜索作业，可以在崎岖地形中自由行走，经测试，该多节履带式机器人在平坦地面上行走的最高速度为0.25m/s，能够翻越高度为300mm以内的垂直障碍，跨越400mm的沟壑，穿越350×350mm以上的通道，而且通讯距离可以达到500m，还具有良好的防爆效果。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术的结构示意图；图中：1.第一主体，2.第二主体，3.第三主体，4.第四主体，5.第一十字轴俯仰偏航关节，6.第二十字轴俯仰偏航关节，7.第三十字轴俯仰偏航关节，8.摄像头，9.前端超声测距传感器，10.气压传感器，11.位置传感器，12.气体传感器，13.红外灯，14.减压阀，15.高压气瓶，16.增强功率电机驱动系统，17.中继节点释放机构，18.末端超声测距传感器。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。一种多节履带式机器人，包括多节主体，相邻的主体之间由十字轴俯仰偏航关节连接，每个主体上均设置有履带和履带驱动模块，所述的十字轴俯仰偏航关节用于实现相邻主体之间的互相抬举和转向；每个主体内还设置有行走驱动电机、关节驱动电机以及电机所需要的电池组；如图1所示，在所述的多节主体中，位于整个多节履带式机器人最前端的主体1(即第一主体)内还设置有摄像头8、5个前端超声测距传感器9、气压传感器10、位置传感器11和气体传感器12以及红外灯13，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内设置有5个末端超声测距传感器18和中继节点释放机构17。由于每个主体上的履带都良好接地，从而具有较大的推进力，便于机器人在崎岖地形中自由行走，而通过十字轴俯仰偏航关节可以实现相邻主体之间的互相抬举和转向，从而翻越一定高度的垂直障碍以及绕过一定尺寸的障碍。如图1所示，所述多节履带式机器人包括四节主体，分别为第一主体1、第二主体2、第三主体3和第四主体4，第一主体1与第二主体2之间由第一十字轴俯仰偏航关节5连接，第二主体2与第三主体3之间由第二十字轴俯仰偏航关节6连接，第三主体3与第四主体4之间由第三十字轴俯仰偏航关节7连接。第二主体2内设置有正压防爆系统，所述的正压防爆系统包括减压阀14和高压气瓶15，高压气瓶15内充满惰性气体或二氧化碳，通过减压阀释放高压气瓶内的气体从而保持机器人内部的气压高于外部200帕以上。由于多节履带式机器人的工作环境可能存在爆炸危险，必须进行防爆设计，以防止机器人内部电气设备产生的火花引燃可燃气体引发二次爆炸。常规的防爆形式主要是隔爆设计，这种方式需要对电器设备外部设计安装足够强度的隔爆外壳，隔爆外壳内部发生爆炸时可以将火花限制在壳体内部而不会引燃外部环境中的可燃气体。按照隔爆设计标准，隔爆壳体往往需要设计的非常厚重，如果机器人按照隔爆形式进行设计总体重量将超过180KG，这将很难满足机器人的设计指标。因此本申请的机器人的防爆涉及采用正压防爆形式。正压防爆是指在机器人内部充满惰性气体或二氧化碳，并使内部的气压高于外部环境的气压，这样可以阻止外部易燃气体进入壳体内部，从而实现防爆要求。第三主体3内设置有增强功率电机驱动系统16，用于增强机器人的越障能力。所述的中继节点释放机构17用于在机器人的前进道路上通过释放节点保持通讯系统的正常工作。为了保证机器人在复杂环境中的的远距离通信，为机器人设计了通讯中继节点，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内可以设置8个节点，以节点间视距通讯距离50m计算，加上机器人端和上位机端的无线收发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多节履带式机器人，其特征在于：包括多节主体，相邻的主体之间由十字轴俯仰偏航关节连接，每个主体上均设置有履带和履带驱动模块，所述的十字轴俯仰偏航关节用于实现相邻主体之间的互相抬举和转向；每个主体内还设置有行走驱动电机、关节驱动电机以及电机所需要的电池组；在所述的多节主体中，位于整个多节履带式机器人最前端的主体内还设置有摄像头、5个前端超声测距传感器、气压传感器、位置传感器和气体传感器以及红外灯，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内设置有5个末端超声测距传感器和中继节点释放机构。

【技术特征摘要】
1.一种多节履带式机器人，其特征在于：包括多节主体，相邻的主体之间由十字轴俯仰偏航关节连接，每个主体上均设置有履带和履带驱动模块，所述的十字轴俯仰偏航关节用于实现相邻主体之间的互相抬举和转向；每个主体内还设置有行走驱动电机、关节驱动电机以及电机所需要的电池组；在所述的多节主体中，位于整个多节履带式机器人最前端的主体内还设置有摄像头、5个前端超声测距传感器、气压传感器、位置传感器和气体传感器以及红外灯，位于整个多节履带式机器人最末端的主体内设置有5个末端超声测距传感器和中继节点释放机构。2.根据权利要求1所述的多节履带式机器人，其特征在于：所述多节履带式机器人包括四节主体，分别为第一主体、第二主体、第三主体和第四主体，第一主体与...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝志鹏，鲁维佳，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：天津;12