模块式移动机器人制造技术

移动机器人具有大型、中型、小型或可背负型的预定尺寸。移动机器人包括机架、驱动系统部件、功率部件、主处理器、通信系统、功率与数据分配系统。机架具有大型、中型、小型或可背负型的预定尺寸。驱动系统部件可操作地附接至机架，功率部件可操作地连接至驱动系统部件和功率与数据分配系统。每个驱动系统部件具有与机架相容的预定尺寸。主处理器、通信系统以及功率与数据分配系统都可操作地连接起来并且可操作地连接至牵引部件和功率部件。主处理器、通信系统、和功率与数据分配系统都与机架的预定尺寸和至少一个其他尺寸相容。

【技术实现步骤摘要】
模块式移动机器人
本公开涉及移动机器人，尤其涉及具有模块的模块式移动机器人，该模块易于拆卸与替换，可互换为不同模块或可在不同尺寸的移动机器人之间互换。本公开还涉及环形履带、柔性尾部和单铲臂。
技术介绍
移动机器人为大家所熟知并且通常由军队、执法机关以及保安部队所使用。因而移动机器人经常使用在危险情况和偏远的(遥远的)地点中。因此，将非常有用的是提供易于适应不同用途的移动机器人。还将非常有用的是提供易于维护的移动机器人。因此，模块式移动机器人将是有利的。同样，有利的是至少一些模块能够在不同尺寸的移动机器人之间互换，以适合特殊的或独特的任务。已经提出了一些模块式机器人。例如，2011年I月13日公开的专利申请US12/316，311。该申请示出了具有左右履带模块的移动机器人。然而，该机器人的其他部分并不是模块式的，因此如果不是履带模块需要维修或更换，机器人将很可能会离开现场直到维修和更换工作完成。移动机器人经常用于特殊的任务，并且具有用于这些任务的特殊重量和操作要求。例如移动机器人用于空间探索，这时机器人的重量可能对于任务是至关重要的。在远程操作中，具有可拿起危险物体的臂可能对于这种任务是有用的。移动机器人经常包括环形履带，尤其使用在未知地形或用于攀登楼梯和斜坡，或穿越障碍的移动机器人。环形履带通常由具有垂直于带的纵向方向设置的多个防滑楔的带而形成，并且是一些用于移动机器人的普通驱动系统的接触地面的部分。由于与轮相比其具有高牵引力，环形履带在许多领域中得到应用，如移动式机器系统、农业、和建筑。此外，使用环形履带的驱动系统可提供比轮式系统更多功能的性能，用于如穿越不平地形和攀登障碍。然而，现有的履带具有很多缺点。例如，与轮相比其受到更多的摩擦，因此需要更大功率来驱动，并且当移动和转向时可导致振动。此外，其可从驱动它们的轮或链轮滑落，可能损坏履带或驱动机构。如果这发生在正在远程操作机器人的危险情况中，可能会使得不能被操作。驱动履带的轮还可能偶尔在履带内转动地滑动，丧失牵引力。另外，移动机器人经常部署在表面特征先前未知的环境中，并可能是不平的、不规则的或颠簸的。在这种情况中，机器人在失去平衡之后跌倒的概率可能非常高。对于正在危险情况中远程操作机器人的情况，跌倒可使机器人不能被操作。此外，可能需要移动机器人具有攀登障碍的能力，而这通常是危险的任务，因为这样会很容易导致机器人翻到。因此，有利的是提供克服上述困难的装置。
技术实现思路
移动机器人具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可装入背包型之一。移动机器人与控制单元一起使用。移动机器人包括机架、驱动系统部件、功率部件、主处理器、通信系统、功率与数据分配系统。机架具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可背负型之一。驱动系统部件可操作地附接至机架并具有与机架的预定尺寸相容的预定尺寸。功率部件可操作地连接至功率与数据分配系统并可操作地连接至驱动系统部件，并且功率部件具有与驱动系统部件相容的预定尺寸。主处理器可操作地连接至驱动系统部件、功率与数据分配系统、以及功率部件。通信系统可操作地连接至驱动系统部件、功率部件和主处理器。通信系统用于与操作者控制单元进行通信。功率与数据分配系统可操作地连接至驱动系统部件、功率部件，主处理器和通信系统。主处理器、通信系统、和功率与数据分配系统都与机架的预定尺寸和至少一个其他尺寸相容。主处理器、通信系统和功率与数据分配系统可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。驱动系统部件可包括可操作地连接至驱动传动模块的驱动牵引模块。驱动系统部件还可包括可操作地连接至鳍式件传动模块的鳍式件模块。驱动传动模块可以是长履带牵引模块、短履带牵引模块、或轮式牵引模块之一。移动机器人还可包括核心模块，并且主处理器和通信系统可以是核心模块的一部分。移动机器人还可包括头部模块，并且功率与数据分配系统可以是头部模块的一部分。核心模块和头部模块可以可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。移动机器人可包括大型夹持臂模块、小型夹持臂模块以及工具臂之一。移动机器人还可包括PTZ臂模块。移动机器人还可包括照相机，并且照相机可以可互换地附接至PTZ臂模块、大型夹持臂模块和小型夹持臂模块。移动机器人可包括可附接至大型夹持臂和小型夹持臂之一的转台。此外，转台可附接至PTZ臂模块。移动机器人可包括能够互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中的武器。控制单元可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。控制单元可以是操作者控制单元和自主控制单元之一。功率部件可以可互换地与比相容功率部件的预定尺寸机架更小的预定尺寸机架一起使用。用于与控制单元结合使用的模块式移动机器人，包括机架、驱动牵引模块、驱动传动模块、独立的头部模块、独立的功率模块、以及独立的核心模块。驱动牵引模块可操作地附接至机架。驱动传动模块可操作地连接至驱动牵引模块。独立的头部模块包括功率与数据分配系统，并且可操作地连接至驱动传动模块。独立的功率模块可操作地连接至头部模块。独立的核心模块可操作地连接至头部模块。独立的核心模块包括主处理器和通信系统。因此，核心模块管理与控制单元的通信。模块式移动机器人还可包括可操作地连接至鳍式件传动模块的鳍式件模块。驱动传动模块可以是长履带牵引模块、短履带牵引模块、和轮式牵引模块之一。模块式移动机器人还可包括大型夹持臂模块和小型夹持臂模块之一。模块式机器人还可包括工具臂。模块式移动机器人还可包括PTZ臂模块。工具臂包括壳体、驱动系统、螺杆与螺母组件、以及铲组件。螺杆与螺母组件可操作地连接至驱动系统，使得螺母的旋转相对于壳体向上和向下驱动螺杆。铲组件可操作地连接至螺杆。铲组件具有打开位置和闭合位置，并且螺杆向下的移动相应地使铲组件从打开位置移动到闭合位置。铲组件可作为四连杆机构。铲组件可包括一对铲、一对联接件、以及梭式件，每个铲可枢转地附接至梭式件，每个联接件的一端可枢转地附接至托架，而另一端可枢转地附接至一对铲中的一个。托架可附接至螺杆下端。梭式件可包括止动件，该止动件与连接至壳体的阻挡件相接合。驱动系统可包括电机与齿轮头组件。壳体可包括上安装板，并且电机和齿轮头组件可附接至上安装板。螺杆与螺母组件可包括其中具有槽的导管，并且螺杆可包括延伸穿过螺杆的螺旋销，并且其运动由槽限定。壳体可包括上安装板，并且电机和齿轮头组件可附接至上安装板。环形履带包括带、多个倒角防滑楔，多个孔以及双V形引导件。带具有内表面和外表面。每个倒角防滑楔都具有接触表面。倒角防滑楔附接至限定附接区域的外表面，并且接触表面成形为使得当履带放置在平的坚固表面上时，每个倒角防滑楔以比附接区域更小的区域与平的坚固表面相接触。带中的多个孔设置在倒角防滑楔之间，并且成形为允许驱动链轮的齿穿过并且与带相接合以将力从链轮传递至带。双V形引导件包括彼此侧向地间隔且附接至内表面的两个平行的长型凸出。每个倒角防滑楔在垂直于履带的侧向方向的平面上可具有大体上矩形横截面。每个倒角防滑楔可在嵌条处附接至外表面。每个倒角防滑楔可与带一体形成。每个倒角防滑楔可具有橡胶覆层。孔可大体上呈矩形。两个平行的长型凸起可在带周围延伸。双V形引导件的两个平行的长型凸起可以是第一双平行的长型凸起，还可包括至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有预定尺寸的移动机器人，所述预定尺寸是大型、中型、小型和可背负型尺寸之一，并且与控制单元一起使用的所述机器人包括：机架，具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可背负型尺寸之一；驱动系统部件，可操作地附接至所述机架并具有与所述机架的所述预定尺寸相容的预定尺寸；功率与数据分配系统，可操作地连接至所述驱动系统部件；功率部件，可操作地连接至所述功率与数据分配系统并可操作地连接至所述驱动系统部件，并且具有与所述驱动系统部件相容的预定尺寸；主处理器，可操作地连接至所述驱动系统部件、所述功率与数据分配系统、和所述功率部件；通信系统，可操作地连接至所述驱动系统部件、所述功率部件和所述主处理器，所述通信系统用于与所述控制单元进行通信；以及所述主处理器、所述通信系统、和所述功率与数据分配系统都与所述机架的所述预定尺寸和至少一个其他尺寸相容。

【技术特征摘要】
2012.07.27 US 13/560,6921.一种具有预定尺寸的移动机器人，所述预定尺寸是大型、中型、小型和可背负型尺寸之一，并且与控制单元一起使用的所述机器人包括: 机架，具有预定尺寸，即大型、中型、小型和可背负型尺寸之一； 驱动系统部件，可操作地附接至所述机架并具有与所述机架的所述预定尺寸相容的预定尺寸； 功率与数据分配系统，可操作地连接至所述驱动系统部件； 功率部件，可操作地连接至所述 功率与数据分配系统并可操作地连接至所述驱动系统部件，并且具有与所述驱动系统部件相容的预定尺寸； 主处理器，可操作地连接至所述驱动系统部件、所述功率与数据分配系统、和所述功率部件； 通信系统，可操作地连接至所述驱动系统部件、所述功率部件和所述主处理器，所述通信系统用于与所述控制单元进行通信；以及 所述主处理器、所述通信系统、和所述功率与数据分配系统都与所述机架的所述预定尺寸和至少一个其他尺寸相容。2.根据权利要求1所述的移动机器人，其中，所述主处理器、所述通信系统和所述功率与数据分配系统可互换地使用在大型、中型、小型和可背负型移动机器人中。3.根据权利要求1或2所述的移动机器人，其中，所述驱动系统部件包括驱动牵引模块，所述驱动牵引模块可操作地连接至驱动传动模块。4.根据权利要求3所述的移动机器人，其中，所述驱动牵引模块为长履带牵引模块、短履带牵引模块或轮式牵引模块之一。5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动机器人，其中，所述驱动系统部件还包括鳍式件模块，所述鳍式件模块可操作地连接至鳍式件传动模块。6.根据权利要求1至5中任一项所述的移动机器人，还包括核心模块，所述主处理器和所述通信系统属于所述核心模块。7.根据权利要求1至6中任一项所述的移动机器人，还包括头部模块，所述功率与数据分配系统属于所述头部模块。8.根据权利要求6所述的移动机器人，其中，所述核心模块可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。9.根据权利要求7所述的移动机器人，其中，所述头部模块可互换地使用在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中。10.根据权利要求1至9中任一项所述的移动机器人，还包括大型夹持臂模块、小型夹持臂模块和工具臂之一。11.根据权利要求10所述的移动机器人，还包括PTZ臂模块。12.根据权利要求11所述的移动机器人，还包括照相机，所述照相机可互换地附接至所述PTZ臂模块、所述大型夹持臂模块和所述小型夹持臂模块。13.根据权利要求10所述的移动机器人，还包括转台，所述转台可附接至所述大型夹持臂和所述小型夹持臂之一。14.根据权利要求11所述的移动机器人，还包括可附接至所述PTZ臂模块的转台。15.根据权利要求1至14中任一项所述的移动机器人，还包括能够在大型、中型、小型以及可背负型移动机器人中可互换地使用的武器。16.根据权利要求1至15中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·A·戈登伯格，林军，
申请(专利权)人：工程服务公司，
类型：发明
国别省市：