一种关节式履带机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种关节式履带机器人，包括：机器人本体，其下方四角处安装有通过翻转电机控制翻转的翻转臂；所述翻转臂两端分别设置有驱动轮和从动轮，在所述驱动轮和所述从动轮外套设有履带，所述驱动轮通过驱动电机控制转动，进而带动履带运动进行行走。本发明专利技术有效地解决救援人员的安全问题以及其他一些人员不能进行的诸如信息采集等工作，对现场指挥人员根据其反馈结果，及时对灾情做出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种关节式履带机器人
本专利技术涉及机械结构领域，尤其涉及一种关节式履带机器人。
技术介绍
随着社会的发展，城市建筑物越来越多，人口密度越来越大。于此相应，地震、火灾等天灾人祸对人类的危害也是越发严重，每年发生的各种天灾人祸对人民群众的生命财产安全造成巨大损失，同时由于救援人员在救援时对救援现场不熟悉，很可能会陷入复杂救援现场中各种危险中，从而造成救援人员损失。救援人员在施救现场救援存在着很多的弊端，比如面临火灾场景的有毒有害气体，高温浓烟，狭小空间等或者地震现场各种坍塌、落木等，缺少有效的装备及设施，救援人员无法直接进入事故现场，同时会对现场真实环境评估不当，贸然采取行动，必将给救援人员带来很大的危险。目前市面上最为常见的为消防灭火侦察机器人，将灭火和侦察机器人合二为一，机器人存在体积大，重量大等缺点使得机器人的爬楼梯、越障、狭小空间通过性等性能降低，形成机器人功能已灭火为主，侦察为辅的现象。而侦察机器人属于特种机器人中的一种，可以工作在特殊环境下，替代救援人员进入救援现场辅助实施救援工作，开展对真实环境的侦察任务，侦察机器人可对现场的可燃气体、环境温度、有毒有害气体等环境参数进行侦测并将实时传输现场真实环境及环境参数；根据机器人实时反馈的侦察结果，并结合配套的专家辅助决策系统和处置预案，救援人员可以及时对受灾情况作出科学判断，从而作出正确，合理的决策，指挥各项营救工作如现场的疏散、封堵、保护、隔离、灭火等。为抢险救灾工作的展开节省了很多时间。机器人主要工作环境是具有结构化地形的城市区域、房屋住宅、危化品存储基地，石化制造园区或复杂地震震后现场等，这些环境中有许多障碍，如陡坡、楼梯、狭小空间或震后狼藉的场景等，因此对侦察机器人的运动机构具有一定的要求，另外侦察机器人要求操作便捷、灵活、功能健全、性能可靠等。因此，研制一款拥有强攀爬、高通过性能代替救援人员进入救援现场工作的侦察机器人，对事故现场进行探测，实时反馈现场参数，是非常紧迫和必要的。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述不足，本专利技术提供了一种关节式履带机器人，可以代替工作人员进入高危环境进行现场侦测，并实现图像实时采集，气体检测及危险源识别等侦察工作。技术方案：一种关节式履带机器人，包括：机器人本体，其下方四角处安装有通过翻转电机控制翻转的翻转臂；所述翻转臂两端分别设置有驱动轮和从动轮，在所述驱动轮和所述从动轮外套设有履带，所述驱动轮通过驱动电机控制转动，进而带动履带运动进行行走。所述机器人本体内设有控制模块，所述电机与所述驱动电机分别与所述控制模块连接；所述控制模块根据工作环境分别控制各所述翻转臂的翻转电机和/或驱动电机，实现不同翻转臂的组合控制实现所述关节式履带机器人的不同运动状态。所述驱动轮为链轮，所述履带中部沿周向上设置有与所述驱动轮上齿相对应的齿槽，所述履带套设在所述驱动轮及所述从动轮外，所述履带外侧中部周向上设置的齿槽与所述驱动轮上齿相配合。所述从动轮有两个，分别转动安装在所述翻转臂两侧；在所述履带内侧面位于两个所述从动轮内的位置处沿周向均匀设置有若干挡条。所述翻转电机为设置在固定座内的无框电机，包括电机定子、电机轴及电机转子，所述电机定子固定在所述固定座内，所述电机轴通过轴承安装在所述固定座内，在所述电机轴上与所述电机定子相对应位置处安装有电机转子；所述电机轴与所述翻转臂前端固定连接。在所述电机轴上固定安装有编码器磁环，在所述固定座内相对应位置处设置有用于采集所述编码器磁环信息获取所述电机轴转动角度的编码器读头。在所述固定座内与所述电机轴连接有谐波减速机，所述谐波减速机的输出端与所述摆臂前端固定连接；所述电机轴与所述谐波减速机为中空结构，所述驱动轴穿过所述电机轴及所述谐波减速机与所述驱动轮固定连接。所述翻转臂还包括摆臂座、摆臂调节杆以及从动杆；所述摆臂座为中空结构，其与所述谐波减速机的输出端固定连接；所述驱动轴穿过所述摆臂座与所述驱动轮固定连接；所述摆臂调节杆垂直于所述电机轴方向安装在所述摆臂座的外侧壁上，在所述摆臂调节杆上沿垂直所述传动轴方向对称设置有若干腰型孔；在所述从动杆上设置有与所述腰型孔相对应的螺孔，所述从动杆与所述摆臂调节杆通过螺栓固定连接，并通过调整所述螺栓在所述腰型孔内的位置调整所述摆臂调节杆与所述从动杆之间的距离；所述从动轮转动安装在所述从动杆末端。在所述摆臂调节杆中部上下两侧分别固定有滚轮架，在所述滚轮架面向所述履带的端面上沿轴向转动安装有若干与所述履带配合的滚轮。在所述机器人本体前后侧均固定安装有摄像头模组，所述摄像头模组包括摄像头壳体、安装在摄像头壳体前侧中部的USB摄像头以及在摄像头壳体前侧位于USB摄像头两侧的LED聚光灯杯。在所述USB摄像头及左所述LED聚光灯杯的前方均安装有钢化玻璃。在所述机器人本体上固定有危险气体模组，所述危险气体模组包括传感器壳体以及危险气体传感器，所述传感器壳体的下端面固定在所述机器人本体上，在所述传感器壳体的内装有若干危险气体传感器。在所述机器人本体上位于中央位置处安装有旋转及俯仰两个自由度的云台。有益效果：本专利技术通过设计的关节式翻转臂，在平整的路面或者不需要越障攀爬的时候，水平设置，通过履带运动实现行走；在需要越障攀爬的时候通过关节式翻转臂翻转，然后通过履带运动实现越障攀爬；而且本专利技术在运动过程中通过关节式翻转臂的组合控制提高机器人的高越障和强攀爬性能，完成直线行驶、大小转弯、原地转弯、加减速操作等运动。可以有效地解决救援人员的安全问题以及其他一些人员不能进行的诸如信息采集等工作，对现场指挥人员根据其反馈结果，及时对灾情做出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策具有重要的现实意义。附图说明图1为本专利技术的关节式履带机器人的等轴测视图。图2为本专利技术的摄像头模组的等轴测视图。图3为本专利技术的危险气体模组的等轴测视图。图4为本专利技术的摆臂关节示意图。图5为本专利技术的翻转驱动组件的剖视图。图6为本专利技术的摆臂关节侧视图。100、摆臂关节，200、机器人本体，201、机器人上盖，300、云台，400、摄像头模组，500、危险气体模组，600、天线，700、急停开关；10为驱动组件，20为驱动轮组件，30为翻转驱动组件，40为履带，50为从动轮组件，60为履带支撑组件；31、固定座，32、谐波减速机，33、传动轴，34、第一轴承，35、电机定子，36、电机转子，37、锁紧环，38、螺母，39、套筒，310、第二轴承，311、轴承座，312、编码器读头，313、编码器磁环，314、第三轴承，315、第一骨架油封，316、摆臂座，317、第四轴承，318、第二骨架油封，319、摆臂调节杆，320、泛塞封，321、孔用弹性挡圈；51、从动轮，52、从动杆；61、滚轮架，62、滚轮。401、USB摄像头，402、LED聚光灯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关节式履带机器人，其特征在于：包括：/n机器人本体，其下方四角处安装有通过翻转电机控制翻转的翻转臂；/n所述翻转臂两端分别设置有驱动轮和从动轮，在所述驱动轮和所述从动轮外套设有履带，所述驱动轮通过驱动电机控制转动，进而带动履带运动进行行走。/n

【技术特征摘要】
1.一种关节式履带机器人，其特征在于：包括：
机器人本体，其下方四角处安装有通过翻转电机控制翻转的翻转臂；
所述翻转臂两端分别设置有驱动轮和从动轮，在所述驱动轮和所述从动轮外套设有履带，所述驱动轮通过驱动电机控制转动，进而带动履带运动进行行走。


2.根据权利要求1所述的关节式履带机器人，其特征在于：所述机器人本体内设有控制模块，所述电机与所述驱动电机分别与所述控制模块连接；
所述控制模块根据工作环境分别控制各所述翻转臂的翻转电机和/或驱动电机，实现不同翻转臂的组合控制实现所述关节式履带机器人的不同运动状态。


3.根据权利要求1所述的关节式履带机器人，其特征在于：所述驱动轮为链轮，所述履带中部沿周向上设置有与所述驱动轮上齿相对应的齿槽，所述履带套设在所述驱动轮及所述从动轮外，所述履带外侧中部周向上设置的齿槽与所述驱动轮上齿相配合。


4.根据权利要求3所述的关节式履带机器人，其特征在于：所述从动轮有两个，分别转动安装在所述翻转臂两侧；在所述履带内侧面位于两个所述从动轮内的位置处沿周向均匀设置有若干挡条。


5.根据权利要求1所述的关节式履带机器人，其特征在于：所述翻转电机为设置在固定座内的无框电机，包括电机定子、电机轴及电机转子，所述电机定子固定在所述固定座内，所述电机轴通过轴承安装在所述固定座内，在所述电机轴上与所述电机定子相对应位置处安装有电机转子；所述电机轴与所述翻转臂前端固定连接。


6.根据权利要求5所述的关节式履带机器人，其特征在于：在所述电机轴上固定安装有编码器磁环，在所述固定座内相对应位置处设置有用于采集所述编码器磁环信息获取所述电机轴转动角度的编码器读...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏，卢宗胜，罗增潇，陈剑文，江辉，
申请(专利权)人：深圳亿嘉和科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44