專利名稱：一種小型無人地面機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別提供了一種小型無人地面機(jī)器人。
背景技術(shù)：
小型無人地面機(jī)器人(也稱特種機(jī)器人)的發(fā)展可追溯到19世紀(jì)30 年代，但達(dá)到實用價值水平的在70年代左右，特種機(jī)器人在這個時候也開 始發(fā)展，第一代特種機(jī)器人特點(diǎn)是控制復(fù)雜，相對體積、重量龐大等，不 便于操作和轉(zhuǎn)移；隨著電子器件的發(fā)展，第二代特種機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，新 型的PLC器件代替了晶體管控制器件，操作性和機(jī)械性能有所改觀；目前， 大規(guī)模集成電路和專用控制芯片的不斷開發(fā)和運(yùn)用，第三代特種機(jī)器人也 隨著誕生，目前這代機(jī)器人在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。
美國的特種機(jī)器人目前處于世界領(lǐng)先水平，在美軍對阿富汗和伊拉克 的戰(zhàn)爭中， 一共使用了近5000臺特種機(jī)器人，協(xié)助美軍完成各種任務(wù)，在 我國，隨著機(jī)器人制造業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域需要更加重視以人 為本，進(jìn)一步保證安全可靠，穩(wěn)妥完成目標(biāo)任務(wù)，為此某些領(lǐng)域開始采用 國外現(xiàn)有的特種機(jī)器人，很多大學(xué)和研究所也開始設(shè)計無人駕駛平臺以滿 足部分市場的需要，但是在部隊，由于技術(shù)及戰(zhàn)略、資金等種種原因，戰(zhàn) 爭中使用的特種機(jī)器人仍處于空白
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)安全可靠，并穩(wěn)妥完成目標(biāo)任務(wù)，特別提供 了一種小型無人地面機(jī)器人。
本發(fā)明提供了一種小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的小型無 人地面機(jī)器人包括驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1，手臂機(jī)構(gòu)2，攝像云臺部分3，機(jī)器人 底盤框架4，控制模塊5;
驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1固定安裝在機(jī)器人底盤框架4上，手臂機(jī)構(gòu)2采用 可拆卸方式安裝在驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1的上面，攝像云臺部分3采用可拆卸方 式安裝在手臂機(jī)構(gòu)2上，控制模塊(5)與機(jī)器人是分體結(jié)構(gòu)。
所述的驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1包括前箱體101，前輔輪102，履帶張緊輪103， 行進(jìn)履帶104,后輪105，后箱體106，后箱蓋107，前箱蓋108，電池盒 109，輔助履帶110，小前輪lll，驅(qū)動輪112，鏈條113;驅(qū)動輪112和后 輪105外部安裝行進(jìn)履帶104，前輔輪102通過軸與前箱體101連接，驅(qū)動 輪112通過軸與前箱體101連接，履帶張緊輪103安裝在前箱體101側(cè)面 對應(yīng)行進(jìn)履帶104的位置，后輪105通過軸安裝在后箱體106側(cè)面，后箱 蓋107蓋在后箱體106上面，前箱蓋108蓋在前箱體101上面，電池盒109 安裝在前箱體101上面，輔助履帶110安裝在小前輪111和前輔輪102的外 部。
所述的前箱體101內(nèi)包括前面板1011，驅(qū)動電機(jī)1012，前輔輪驅(qū)動裝 置1013，旋轉(zhuǎn)平臺座1014,電機(jī)驅(qū)動器1015;前面板1011安裝在前箱體 IOI的前面，驅(qū)動電機(jī)1012安裝在前箱體101內(nèi)部靠前的位置，與前輔輪 驅(qū)動裝置1013連接，旋轉(zhuǎn)平臺座1014安裝在前箱體101的中部位置，與
電機(jī)驅(qū)動器1015連接。
所述的手臂機(jī)構(gòu)2包括大臂旋轉(zhuǎn)座201 ，大臂關(guān)節(jié)部分202 ，大臂筒203 ， 小臂關(guān)節(jié)204，小臂筒205，手腕關(guān)節(jié)206，機(jī)械手爪部分207;大臂旋轉(zhuǎn) 座201與旋轉(zhuǎn)平臺座1014連接，大臂筒203通過大臂關(guān)節(jié)部分202與大臂 旋轉(zhuǎn)座201連接，小臂筒205通過小臂關(guān)節(jié)204與大臂筒203連接，機(jī)械 手爪部分207通過手腕關(guān)節(jié)206與小臂筒205連接。
所述的機(jī)械手爪部分207包括手掌部分2071,手爪減速箱蓋二 2072， 夾鉗電機(jī)2073，手爪減速箱2074，手爪減速箱蓋一2075，腕轉(zhuǎn)電機(jī)2076， 手腕臂2077，手爪攝像頭2078;手掌部分2071與夾鉗電機(jī)2073連接，腕 轉(zhuǎn)電機(jī)2076通過手爪減速箱2074與夾鉗電機(jī)2073連接，手爪減速箱蓋一 2075和手爪減速箱蓋二 2072固定安裝在手爪減速箱2074的兩端，腕轉(zhuǎn)電 機(jī)2076與手腕臂2077連接，手爪攝像頭2078固定安裝在手爪減速箱2074 上。
所述的大臂關(guān)節(jié)部分202包括減速箱端蓋2021，關(guān)節(jié)蝸輪2022，蝸輪 軸承2023，關(guān)節(jié)減速箱2024，關(guān)節(jié)蝸桿2025，蝸桿軸承2026，聯(lián)軸器2027， 電機(jī)法蘭2028，關(guān)節(jié)電機(jī)2029，手臂電機(jī)驅(qū)動器2030;關(guān)節(jié)蝸輪2022通 過蝸輪軸承2023安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024內(nèi)，減速箱端蓋2021通過螺栓安 裝在關(guān)節(jié)減速箱2024的靠近關(guān)節(jié)蝸輪2022 —端，關(guān)節(jié)蝸桿2025通過蝸桿 軸承2026安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024內(nèi)，關(guān)節(jié)電機(jī)2029通過電機(jī)法蘭2028 安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024上，電機(jī)2029輸出軸通過聯(lián)軸器2027與關(guān)節(jié)蝸桿 2025連接，手臂電機(jī)驅(qū)動器2030與關(guān)節(jié)電機(jī)2029連接。
所述的手掌部分2071包括手指20711，指節(jié)一 20712，指節(jié)二 20713,
手掌20714，深溝球軸承20715，螺旋滑塊20716，螺旋推桿20717，手掌 端蓋20718;螺旋推桿20717穿過螺旋滑塊20716并通過深溝球軸承20715 安裝在手掌20714上，指節(jié)一20712和指節(jié)二20713的一端分別與手掌20714 的前端鉸接，指節(jié)一 20712和指節(jié)二 20713的另一端分別與手指20711鉸 接。
攝像云臺由云臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)罩和攝像機(jī)組成，攝像機(jī)罩與云臺 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)，攝像機(jī)安裝在攝像機(jī)罩內(nèi)。，控制模塊5由控制計算機(jī)、控 制鍵盤、控制手輪和觸摸監(jiān)視屏組成。
本發(fā)明主要功能是代替或協(xié)助人進(jìn)入危險環(huán)境進(jìn)行工作，減少危險環(huán) 境對人身的傷害。他既可用于武警、公安排爆排險工作，也可用于軍隊進(jìn) 行地面?zhèn)刹?、傷員救助、武器藥品運(yùn)送及配合進(jìn)攻等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
該機(jī)器人可裝卸式前輔輪采用履帶結(jié)構(gòu)，增加機(jī)器人的通過性能，前 輔輪具有輔助跨越壕溝、越障、輔助上樓梯和旋轉(zhuǎn)翻身功能，同時快速拆 卸后能通過較窄的狹小通道；機(jī)械手臂采用6自由度，具有靈活、輕便、 工作能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠抓取、搬運(yùn)物體，獨(dú)特的內(nèi)部布線結(jié)構(gòu)，使手臂 外部沒有任何電纜，大大提高機(jī)器人的可靠性和全天候功能；控制箱采用 自主設(shè)計抗震箱體，采用人體工程學(xué)設(shè)計，便于攜帶操作。機(jī)器人采用防 水設(shè)計，可全天候工作，驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)可涉水行走。


下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖l為機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)分解示意圖； 圖3為前箱體分解示意圖； 圖4為手臂結(jié)構(gòu)分解示意圖； 圖5為大臂關(guān)節(jié)部分分解示意圖； 圖6為手爪部分分解示意圖； 圖7為手掌部分分解示意圖； 圖8為控制模塊示意圖。
具體實施例方式
實施例1
本發(fā)明提供了一種小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的小型 無人地面機(jī)器人包括驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1，手臂機(jī)構(gòu)2，攝像云臺部分3，機(jī)器 人底盤框架4，控制模塊5與機(jī)器人是分體結(jié)構(gòu)；
驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1固定安裝在機(jī)器人底盤框架4上，手臂機(jī)構(gòu)2采用 可拆卸方式安裝在驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1的上面，攝像云臺部分3采用可拆卸方 式安裝在手臂機(jī)構(gòu)2上，控制模塊5安裝在機(jī)器人底盤框架4里面。
所述的驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)1包括前箱體101，前輔輪102，履帶張緊輪103， 行進(jìn)履帶104，后輪105，后箱體106，后箱蓋107,前箱蓋108，電池盒 109，輔助履帶110,小前輪lll，驅(qū)動輪112，鏈條113;驅(qū)動輪112和后 輪105外部安裝行進(jìn)履帶104，前輔輪102通過軸與前箱體101連接，驅(qū)動 輪112通過軸與前箱體101連接，履帶張緊輪103安裝在前箱體101側(cè)面
對應(yīng)行進(jìn)履帶104的位置，后輪105通過軸安裝在后箱體106側(cè)面，后箱 蓋107蓋在后箱體106上面，前箱蓋108蓋在前箱體101上面，電池盒109 安裝在前箱體101上面，輔助履帶110安裝在小前輪111和前輔輪102的外 部。
所述的前箱體101內(nèi)包括前面板1011，驅(qū)動電機(jī)1012，前輔輪驅(qū)動裝 置1013,旋轉(zhuǎn)平臺座1014，電機(jī)驅(qū)動器1015;前面板1011安裝在前箱體 101的前面，驅(qū)動電機(jī)1012安裝在前箱體101內(nèi)部靠前的位置，與前輔輪 驅(qū)動裝置1013連接，旋轉(zhuǎn)平臺座1014安裝在前箱體101的中部位置，與 電機(jī)驅(qū)動器1015連接。
所述的手臂機(jī)構(gòu)2包括大臂旋轉(zhuǎn)座201 ，大臂關(guān)節(jié)部分202，大臂筒203, 小臂關(guān)節(jié)204，小臂筒205，手腕關(guān)節(jié)206,機(jī)械手爪部分207;大臂旋轉(zhuǎn) 座201與旋轉(zhuǎn)平臺座1014連接，大臂筒203通過大臂關(guān)節(jié)部分202與大臂 旋轉(zhuǎn)座201連接，小臂筒205通過小臂關(guān)節(jié)204與大臂筒203連接，機(jī)械 手爪部分207通過手腕關(guān)節(jié)206與小臂筒205連接。
所述的機(jī)械手爪部分207包括手掌部分2071 ，手爪減速箱蓋二 2072， 夾鉗電機(jī)2073,手爪減速箱2074，手爪減速箱蓋一2075,腕轉(zhuǎn)電機(jī)2076， 手腕臂2077，手爪攝像頭2078;手掌部分2071與夾鉗電機(jī)2073連接，腕 轉(zhuǎn)電機(jī)2076通過手爪減速箱2074與夾鉗電機(jī)2073連接，手爪減速箱蓋一 2075和手爪減速箱蓋二 2072固定安裝在手爪減速箱2074的兩端，腕轉(zhuǎn)電 機(jī)2076與手腕臂2077連接，手爪攝像頭2078固定安裝在手爪減速箱2074 上。
所述的大臂關(guān)節(jié)部分202包括減速箱端蓋2021，關(guān)節(jié)蝸輪2022，蝸輪
軸承2023，關(guān)節(jié)減速箱2024，關(guān)節(jié)蝸桿2025,蝸桿軸承2026，聯(lián)軸器2027, 電機(jī)法蘭2028，關(guān)節(jié)電機(jī)2029，手臂電機(jī)驅(qū)動器2030;關(guān)節(jié)蝸輪2022通 過蝸輪軸承2023安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024內(nèi)，減速箱端蓋2021通過螺栓安 裝在關(guān)節(jié)減速箱2024的靠近關(guān)節(jié)蝸輪2022 —端，關(guān)節(jié)蝸桿2025通過蝸桿 軸承2026安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024內(nèi)，關(guān)節(jié)電機(jī)2029通過電機(jī)法蘭2028 安裝在關(guān)節(jié)減速箱2024上，電機(jī)2029輸出軸通過聯(lián)軸器2027與關(guān)節(jié)蝸桿 2025連接，手臂電機(jī)驅(qū)動器2030與關(guān)節(jié)電機(jī)2029連接。
所述的手掌部分2071包括手指20711，指節(jié)一20712，指節(jié)二20713， 手掌20714,深溝球軸承20715，螺旋滑塊20716，螺旋推桿20717,手掌 端蓋20718;螺旋推桿20717穿過螺旋滑塊20716并通過深溝球軸承20715 安裝在手掌20714上，指節(jié)一20712和指節(jié)二20713的一端分別與手掌20714 的前端鉸接，指節(jié)一 20712和指節(jié)二 20713的另一端分別與手指20711鉸 接。
攝像云臺由云臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)罩和攝像機(jī)組成，攝像機(jī)罩與云臺 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)，攝像機(jī)安裝在攝像機(jī)罩內(nèi)。，控制模塊5由控制計算機(jī)、控 制鍵盤、控制手輪和觸摸監(jiān)視屏組成。
本發(fā)明主要功能是代替或協(xié)助人進(jìn)入危險環(huán)境進(jìn)行工作，減少危險環(huán)境 對人身的傷害。他既可用于武警、公安排爆排險工作，也可用于軍隊進(jìn)行 地面?zhèn)刹?、傷員救助、武器藥品運(yùn)送及配合進(jìn)攻等。
權(quán)利要求
1.一種小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的小型無人地面機(jī)器人包括驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)(1)，手臂機(jī)構(gòu)(2)，攝像云臺部分(3)，機(jī)器人底盤框架(4)，控制模塊(5)；驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)(1)固定安裝在機(jī)器人底盤框架(4)上，手臂機(jī)構(gòu)(2)采用可拆卸方式安裝在驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)(1)的上面，攝像云臺部分(3)采用可拆卸方式安裝在手臂機(jī)構(gòu)(2)上，控制模塊(5)與機(jī)器人是分體結(jié)構(gòu)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的 驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)(1)包括前箱體(101)，前輔輪(102)，履帶張緊輪(103)， 行進(jìn)履帶(104)，后輪(105)，后箱體(106)，后箱蓋(107)，前箱蓋(108)， 電池盒(109),輔助履帶(IIO)，小前輪(lll)，驅(qū)動輪(112)，鏈條(113); 驅(qū)動輪(112)和后輪(105)外部安裝行進(jìn)履帶(104)，前輔輪(102)通 過軸與前箱體(101)連接，驅(qū)動輪(112)通過軸與前箱體(101)連接， 履帶張緊輪(103)安裝在前箱體(101)側(cè)面對應(yīng)行進(jìn)履帶(104)的位置， 后輪(105)通過軸安裝在后箱體(106)側(cè)面，后箱蓋(107)蓋在后箱體(106)上面，前箱蓋(108)蓋在前箱體(101)上面，電池盒(109)安 裝在前箱體(101)上面，輔助履帶(110)安裝在小前輪(111)和前輔輪 (102)的外部。
3、 按照權(quán)利要求2所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的 前箱體(101)內(nèi)包括前面板(1011)，驅(qū)動電機(jī)(1012)，前輔輪驅(qū)動裝置(1013)，旋轉(zhuǎn)平臺座(1014)，電機(jī)驅(qū)動器(1015);前面板(1011)安裝 在前箱體(101)的前面，驅(qū)動電機(jī)(1012)安裝在前箱體(101)內(nèi)部靠 前的位置，與前輔輪驅(qū)動裝置(1013)連接，旋轉(zhuǎn)平臺座(1014)安裝在 前箱體(101)的中部位置，與電機(jī)驅(qū)動器(1015)連接。
4、 按照權(quán)利要求1或3所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所 述的手臂機(jī)構(gòu)(2)包括大臂旋轉(zhuǎn)座(201)，大臂關(guān)節(jié)部分(202)，大臂筒(203)，小臂關(guān)節(jié)(204)，小臂筒(205)，手腕關(guān)節(jié)(206)，機(jī)械手爪部 分(207);大臂旋轉(zhuǎn)座(201)與旋轉(zhuǎn)平臺座(1014)連接，大臂筒(203) 通過大臂關(guān)節(jié)部分(202)與大臂旋轉(zhuǎn)座(201)連接，小臂筒(205)通過 小臂關(guān)節(jié)(204)與大臂筒(203)連接，機(jī)械手爪部分(207)通過手腕關(guān) 節(jié)(206)與小臂筒(205)連接。
5、 按照權(quán)利要求4所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的 機(jī)械手爪部分(207)包括手掌部分(2071)，手爪減速箱蓋二 (2072)，夾 鉗電機(jī)(2073)，手爪減速箱(2074)，手爪減速箱蓋一 (2075),腕轉(zhuǎn)電機(jī)(2076)，手腕臂(2077)，手爪攝像頭(2078);手掌部分(2071)與夾鉗 電機(jī)(2073)連接，腕轉(zhuǎn)電機(jī)(2076)通過手爪減速箱(2074)與夾鉗電 機(jī)(2073)連接，手爪減速箱蓋一 (2075)和手爪減速箱蓋二 (2072)固 定安裝在手爪減速箱(2074)的兩端，腕轉(zhuǎn)電機(jī)(2076)與手腕臂(2077) 連接，手爪攝像頭(2078)固定安裝在手爪減速箱(2074)上。
6、 按照權(quán)利要求4所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的 大臂關(guān)節(jié)部分(202)包括減速箱端蓋(2021)，關(guān)節(jié)蝸輪(2022)，蝸輪軸 承(2023),關(guān)節(jié)減速箱(2024)，關(guān)節(jié)蝸桿(2025)，蝸桿軸承(2026)， 聯(lián)軸器(2027)，電機(jī)法蘭(2028)，關(guān)節(jié)電機(jī)(2029),手臂電機(jī)驅(qū)動器(2030); 關(guān)節(jié)蝸輪(2022)通過蝸輪軸承(2023)安裝在關(guān)節(jié)減速箱(2024)內(nèi)， 減速箱端蓋(2021)通過螺栓安裝在關(guān)節(jié)減速箱(2024)的靠近關(guān)節(jié)蝸輪 (2022) —端，關(guān)節(jié)蝸桿(2025)通過蝸桿軸承(2026)安裝在關(guān)節(jié)減速 箱(2024)內(nèi)，關(guān)節(jié)電機(jī)(2029)通過電機(jī)法蘭(2028)安裝在關(guān)節(jié)減速 箱(2024)上，電機(jī)(2029)輸出軸通過聯(lián)軸器(2027)與關(guān)節(jié)蝸桿(2025) 連接，手臂電機(jī)驅(qū)動器(2030)與關(guān)節(jié)電機(jī)(2029)連接。
7、按照權(quán)利要求5所述的小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的 手掌部分(2071)包括手指(20711)，指節(jié)一 (20712)，指節(jié)二 (20713)， 手掌(20714),深溝球軸承(20715)，螺旋滑塊(20716)，螺旋推桿(20717)， 手掌端蓋(20718);螺旋推桿(20717)穿過螺旋滑塊(20716)并通過深 溝球軸承(20715)安裝在手掌(20714)上，指節(jié)一(20712)和指節(jié)二(20713) 的一端分別與手掌(20714)的前端鉸接，指節(jié)一 (20712)和指節(jié)二 (20713) 的另一端分別與手指(20711)鉸接。
全文摘要
一種小型無人地面機(jī)器人，其特征在于所述的小型無人地面機(jī)器人包括驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)，手臂機(jī)構(gòu)，攝像云臺部分，機(jī)器人底盤框架，控制模塊；驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)固定安裝在機(jī)器人底盤框架上，手臂機(jī)構(gòu)采用可拆卸方式安裝在驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)的上面，攝像云臺部分采用可拆卸方式安裝在手臂機(jī)構(gòu)上，控制模塊與機(jī)器人分離，控制機(jī)器人各種復(fù)雜的動作。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)該機(jī)器人驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)采用履帶方式，增加與地面的附著力，履帶輪采用吸能減震設(shè)計，增加機(jī)器人的抗摔碰能力，可裝卸式前輔輪采用履帶結(jié)構(gòu)，增加機(jī)器人的通過性能，前輔輪具有輔助跨越壕溝、越障、輔助上樓梯和旋轉(zhuǎn)翻身功能，機(jī)械手臂采用6自由度，具有靈活、輕便、可靠、工作能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠抓取、搬運(yùn)物體，機(jī)器人采用無外漏裸線和防水設(shè)計，可全天候工作，驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)可涉水行走。
文檔編號B25J5/00GK101367207SQ200810013389
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者郭長青 申請人:郭長青