电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，该机器人包括箱体、驱动机构及布置在箱体两侧的由轮式机构与越障机构组合在一起的越障支臂机构；驱动机构包括通过驱动安装板连接在一起的驱动轮机构与驱动电机机构，驱动轮机构通过行走履带连接在一起，通过驱动电机驱动驱动轮进行移动；本实用新型专利技术的移动机器人结构简单、灵活可靠，主要传动系统采用链条传动，其连接可靠，维护简单，采用链条的链轮，其精度也可以得到保证；越障支臂机构上的轮，通过键连接在支臂从动轴上，可以拆卸，方便维护，同时有效避免了地面颠簸对涡轮蜗杆的冲击，延长机器人的使用寿命。

Switchable wheel shoe composite mobile robot controlled by electromagnetic clutch

The utility model discloses an electromagnetic clutch control switch type wheel track mobile robot, the robot comprises a box body, a drive mechanism and arranged at both sides of the box body by the wheel mechanism and obstacle crossing mechanism together the obstacle arm mechanism; the driving mechanism comprises a drive through the mounting plate is connected together with the driving motor driving wheel mechanism mechanism and driving wheel mechanism are connected together by a walking track, the drive motor drives the driving wheel to move; the utility model has the advantages of simple structure of mobile robot, flexible and reliable, the main transmission system adopts chain transmission, which is reliable, simple maintenance, the chain sprocket, its precision can be ensured; the obstacle arm mechanism the wheel, through the key link in the arm on the driven shaft, can be disassembled, convenient maintenance, and can effectively avoid the bumps on the ground vortex The impact of worm wheel to prolong the service life of robot.

【技术实现步骤摘要】
电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人
本技术涉及先进制造与自动化
，具体涉及电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人。
技术介绍
随着劳动力成本的不断提高，以及考虑到变电站室外环境的复杂多样，传统的人力巡检已经不能满足日常的变电站巡检要求。目前现有的移动机器人大多都只采用轮式或者履带式其中一种移动方式，移动效率低；而部分采用两种移动方式的移动机器人，其大多采用两套单独的驱动单元，分别驱动轮子或者履带，两套驱动单元难免造成机构笨重，繁琐；剩余部分机器人将轮子和履带串接在同一根输出轴上，需要手动拆卸轮子达到轮履式切换的目标，无法达到自动切换轮式或履带式行走的目标，自动化程度低，而且动作不能有效得到平衡。另外，现有的机器人还存在着体积大，重量重，可携带性也差等问题，并且因设置有涡轮蜗杆减速器的原因，在车轮移动过程中，地面颠簸容易对涡轮蜗杆造成较大的冲击，不利于机器人的寿命。
技术实现思路
针对上述问题，为了解决现有技术的不足，本技术的目的是提供电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，该机器人适用于变电站复杂环境的并且可以自由切换运动方式的移动机器人，它具有在室外复杂环境表面爬坡、越障的履带机构，同时，也可以在平面切换到轮式移动，降低功耗。本技术提供的方案是：电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，包括驱动机构、箱体两侧的越障支臂机构及布置在支臂机构上的行驶轮机构；所述驱动机构包括第一驱动机构及第二驱动机构，所述第一驱动机构及第二驱动机构分别用来驱动第一驱动机构及第二驱动机构所对应的轮、支臂履带及行走履带；行驶轮机构包括轮；越障支臂机构的支臂轴分别套合在驱动轮转动轴内，在该支臂轴上套合有电磁离合制动器，支臂轴穿过箱体连接到摆动电机上，越障支臂机构的支臂履带套合在驱动轮上，摆动电机驱动越障支臂机构旋转；在轮式移动时，为了避免地面颠簸对蜗轮蜗杆的冲击，将电磁离合制动器通电，则支臂在电磁离合的作用下，将保持稳定的支撑状态。轮及同步轮通过键连接固定在轮式传动轴上，轮式传动轴通过轴承套瓦固定在支臂架上，移动机器人的履带式行走方式和轮式行走方式能够任意切换，当移动机器人通过摆动电机将越障支臂机构旋转到与地面水平的位置时，电磁离合制动器通电使支臂保持在水平状态，驱动机构带动轮式主动链轮，轮式主动链轮通过链条带动同步轮，同步轮通过轮式传动轴带动轮转动，轮接触地面，此时为轮式移动状态，反之，则切换为履带式移动状态。同步轮具体为链轮,轮式传动轴通过螺钉固定在轮轴挡板上。所述第一驱动机构及第二驱动机构均包括通过驱动安装板连接在一起的驱动轮机构与驱动电机机构，第一驱动机构及第二驱动机构通过行走履带连接在一起，移动机器人通过驱动电机驱动驱动轮机构进行移动，驱动轮机构包括驱动轮，轮式传动轴固定在轮轴挡板上，轮式主动链轮通过螺钉与轴承挡瓦连接，轴承挡瓦与驱动轮机构连接，轮与支臂架中轴线偏心设置，轮式传动轴与支臂架中轴线偏心设置。所述箱体包括位于移动机器人前端的第一箱体及位于移动机器人尾部的第二箱体，所述第一箱体及第二箱体通过两侧的驱动机构连接板连接在一起，所述驱动机构连接板上还固定有电池盒，电池盒封闭设置，在电池盒内设置有电池，电池用于向摆动电机、驱动电机等用电装置供电。所述摆动电机带动支臂轴使支臂在平面内360°旋转。在移动机器人前端的第一箱体侧面设有障碍物检测传感器，该传感器与控制系统连接，该传感器也可以是能检测障碍物远近距离的红外线传感器，控制系统设于机器人上且控制系统为PLC控制器，控制系统与越障支臂机构连接，当传感器检测到机器人遇到障碍物时，由控制系统控制越障支臂机构动作，以实现跨越障碍物，此外，在第一箱体以及第二箱体上设置扶手，当整个机构人体积适中时，通过扶手实现对机器人的拿取与放下；另外，还可在箱体上设置指示灯，当遇到障碍物时，控制系统控制指示灯亮。所述越障支臂机构包括第二轴承挡瓦，第二轴承挡瓦固定在支臂转动轴的驱动机构轴承外，第二轴承挡瓦内固定有用于间隔驱动机构轴承及转动轴转动套的转动轴定位套，转动轴转动套通过平键固定在支臂转动轴的一头，支臂转动轴的另一头通过平键与支臂架固定，摆动电机通过支臂转动轴及转动轴转动套驱动支臂架转动，支臂架上固定有轴承座，支臂转动轴上还拧紧有转动轴定位螺母，进一步地为了降低支臂的重量，轮与支臂小轮的直径大小比在2：1～5：1之间，这样机器人支臂可进入到狭小空间，支臂履带的行驶同样由驱动轮机构带动。所述越障支臂机构还包括第一轴承挡瓦，第一轴承挡瓦契合在轴承上，支臂架上通过螺钉固定有轴承瓦，支臂轴穿在轴承瓦内，支臂轴两侧分别安装有支臂小轮，支臂轴通过螺钉固定有支臂挡圈，支臂架上通过螺钉固定有履带导槽。所述移动机器人的履带式行走方式及轮式行走方式这两种驱动方式的驱动机构共用一套动力。移动机器人可以实现履带式行走方式和轮式行走方式相互切换，两种驱动方式的驱动机构共用一套动力。履带式行走方式时，驱动电机机构带动越障支臂机构上的支臂履带，摆臂电机通过支臂转动轴带动整个支臂转动，摆动电机将支臂轴旋转成与地面一定角度，同时电磁离合制动器通电使支臂保持在这一角度上，然后驱动电机带动驱动轮，驱动轮同时带动驱动轮上的行走履带及支臂上的支臂履带转动，移动机器人利用越障支臂机构上的履带翻越一定高度的障碍。轮式行走方式时，摆动电机将支臂旋转到越障支臂机构履带面与地面平行的状态，同时电磁离合制动器通电使支臂保持在这一状态，驱动电机带动轮式主动链轮，轮式主动链轮通过链条带动同步轮，从动轮通过轮式传动轴带动轮行驶在平地上。当移动机器人前面有障碍时，前面的越障支臂机构会先顺时针旋转调节好越障角度，将越障支臂机构搭在障碍上，同时电磁离合制动器通电使支臂保持在这一状态，在履带的把持下，机器人开始攀爬障碍；在升到一定高度后，后面的越障支臂机构开始逆时针旋转，从而抬高机器人后半部分箱体，同时电磁离合制动器通电使支臂保持在这一状态，直至机器人重新回到水平状态。此时，机器人水平行走，完成越障。本技术所述的箱体上可以搭载两个电池箱，内置锂电池，最大限度的利用箱体空间；其箱体上是多接口的载荷平台，可以搭载多种仪器设备，方便数据采集，及电力环境中的各种巡检项目。本技术机器人移动平台的四套越障支臂机构几何尺寸对称，可以完全收回到机器人两侧，通过摆动电机可以分别控制前后两套越障支臂，可操作性高。本技术所述的驱动机构、越障支臂机构、箱体等主要组件都为硬铝材料制成。本技术外观简洁大方，可扩展性强。驱动轮及越障支臂机构上安装有履带支撑架，行走履带及支臂履带上也有导条，可以有效防止履带跑偏的同时起到支撑的作用。传动系统采用链条，链条为卡丁车链条。本技术的有益效果是：1)本技术移动机器人具有体积小、重量轻、爬坡和越障功能优良的特点。普通的车辆都可以携带运输。2)可以方便的从履带式行走方式切换到轮式行走方式，两种驱动方式共用一套动力，极大的提高了设备使用率。3)本技术的移动机器人结构简单、灵活可靠。机体内主要传动系统采用链条传动，其链接可靠，维护简单，采用特殊链条的链轮，其精度也可以得到保证；越障支臂机构上的轮，通过键连接在支臂从动轴上，可以拆卸，方便维护。4)驱动轮及越障支臂机构上安装有履带支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，其特征在于，包括驱动机构、箱体两侧的越障支臂机构及布置在支臂机构上的行驶轮机构；所述驱动机构包括第一驱动机构及第二驱动机构，所述第一驱动机构及第二驱动机构分别用来驱动第一驱动机构及第二驱动机构所对应的轮、支臂履带及行走履带，行驶轮机构包括轮；越障支臂机构的支臂轴分别套合在驱动轮转动轴内，在该支臂轴上套合有电磁离合制动器；移动机器人的履带式行走方式和轮式行走方式能够任意切换，当移动机器人通过摆动电机将越障支臂机构旋转到与地面水平的位置时，电磁离合制动器通电使支臂保持在水平状态，驱动机构带动轮式主动链轮，轮式主动链轮通过链条带动同步轮，同步轮通过轮式传动轴带动轮转动，轮接触地面，此时为轮式移动状态，反之，则切换为履带式移动状态。

【技术特征摘要】
1.电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，其特征在于，包括驱动机构、箱体两侧的越障支臂机构及布置在支臂机构上的行驶轮机构；所述驱动机构包括第一驱动机构及第二驱动机构，所述第一驱动机构及第二驱动机构分别用来驱动第一驱动机构及第二驱动机构所对应的轮、支臂履带及行走履带，行驶轮机构包括轮；越障支臂机构的支臂轴分别套合在驱动轮转动轴内，在该支臂轴上套合有电磁离合制动器；移动机器人的履带式行走方式和轮式行走方式能够任意切换，当移动机器人通过摆动电机将越障支臂机构旋转到与地面水平的位置时，电磁离合制动器通电使支臂保持在水平状态，驱动机构带动轮式主动链轮，轮式主动链轮通过链条带动同步轮，同步轮通过轮式传动轴带动轮转动，轮接触地面，此时为轮式移动状态，反之，则切换为履带式移动状态。2.根据权利要求1所述的电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，其特征在于，所述第一驱动机构及第二驱动机构均包括通过驱动安装板连接在一起的驱动轮机构与驱动电机机构，第一驱动机构及第二驱动机构通过行走履带连接在一起，移动机器人通过驱动电机驱动驱动轮机构进行移动。3.根据权利要求1所述的电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，其特征在于，所述驱动轮机构包括驱动轮，所述的支臂轴穿过箱体连接到摆动电机上，越障支臂机构的支臂履带套合在驱动轮上，摆动电机驱动越障支臂机构旋转。4.根据权利要求1所述的电磁离合控制的可切换式轮履复合移动机器人，其特征在于，所述箱体包括位于移动机器人前端的第一箱体及位于移动机器人尾部的第二箱体，所述第一箱体及第二箱体通过两侧的驱动机构连接板连接在一起，在驱动机构连接板上还固定有电池盒。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝永鑫，任志刚，李红梅，慕世友，李超英，傅孟潮，程学启，李建祥，王兴照，王海鹏，赵金龙，李希智，董旭，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，山东鲁能智能技术有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东,37