單履帶智能巡檢機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單履帶智能巡檢機(jī)器人。溝槽內(nèi)設(shè)置有履帶行走部分，履帶行走部分上側(cè)設(shè)置有上架部分；所述的上架部分包括前置傳感器、聲光報(bào)警器、環(huán)境信息集成傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭、后右支腿、后左支腿、第一鋰電池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置攝像頭，上架板底部四角分別設(shè)置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后側(cè)分別設(shè)置有前置傳感器和后置超聲傳感器，后置超聲傳感器處、前置傳感器處分別設(shè)置有后置攝像頭、前置攝像頭，前置傳感器和后置超聲傳感器之間設(shè)置有環(huán)境信息集成傳感器和第一鋰電池。本發(fā)明體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運(yùn)動(dòng)，往復(fù)執(zhí)行巡檢任務(wù)。
【專利說明】
單履帶智能巡檢機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巡檢機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及單履帶智能巡檢機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的用于重復(fù)性巡檢的工作場(chǎng)合的巡檢機(jī)器人都是按照一定的路線行駛，而這些應(yīng)用于直線場(chǎng)合或曲率較大的場(chǎng)合的機(jī)器人沒有用于自主運(yùn)動(dòng)的溝槽，并且其越障能力差，體積大，質(zhì)量大，成本也比較高，巡檢能力較差，綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種單履帶智能巡檢機(jī)器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供了單履帶智能巡檢機(jī)器人，體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運(yùn)動(dòng)，往復(fù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器人行駛的環(huán)境信息。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:單履帶智能巡檢機(jī)器人，包括上架部分、溝槽和履帶行走部分，溝槽內(nèi)設(shè)置有履帶行走部分，履帶行走部分上側(cè)設(shè)置有上架部分;所述的上架部分包括前置傳感器、聲光報(bào)警器、環(huán)境信息集成傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭、后右支腿、后左支腿、第一鋰電池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置攝像頭，上架板底部四角分別設(shè)置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后側(cè)分別設(shè)置有前置傳感器和后置超聲傳感器，后置超聲傳感器處、前置傳感器處分別設(shè)置有后置攝像頭、前置攝像頭，前置傳感器和后置超聲傳感器之間設(shè)置有環(huán)境信息集成傳感器和第一鋰電池，環(huán)境信息集成傳感器上設(shè)置有聲光報(bào)警器，前置傳感器、后置超聲傳感器、后置攝像頭和前置攝像頭均與第一鋰電池相連。
[0005]優(yōu)選地，所述的履帶行走部分包括由右側(cè)板、中間支撐板和左側(cè)板構(gòu)成的主體框架，所述的中間支撐板通過第一上支撐軸、第二上支撐軸、第三上支撐軸、第四上支撐軸、第五上支撐軸、第五下支撐軸、第四下支撐軸、第三下支撐軸、第二下支撐軸、第一下支撐軸聯(lián)接，且第二上支撐軸、第四上支撐軸、第四下支撐軸和第二下支撐軸與左側(cè)板聯(lián)接;主體框架通過前軸與前右履帶輪、前左履帶輪、第一直齒輪聯(lián)接，主體框架通過后軸與后右履帶輪，后左履帶輪聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設(shè)置有無線通信模塊、行走電機(jī)控制板、驅(qū)動(dòng)器和第二鋰電池，第二鋰電池上設(shè)置有鋰電池充電孔，第二鋰電池通過第二直齒輪、第一直齒輪與前軸聯(lián)接，前軸通過前右履帶輪及前左履帶輪相連，前左履帶輪與履帶聯(lián)動(dòng)，履帶通過后右履帶輪及后左履帶輪圍繞后軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置;所述的履帶通過第一上支撐輪、第二上支撐輪、第二下支撐輪和第一下支撐輪支撐設(shè)置;所述的主體框架前后側(cè)分別設(shè)置有前左防碰撞輪系、前右防碰撞輪系、后左防碰撞輪系和后右防碰撞輪系。
[0006]優(yōu)選地，所述的前左防碰撞輪系、前右防碰撞輪系、后左防碰撞輪系和后右防碰撞輪系與溝槽配合。
[0007]本發(fā)明的單履帶智能巡檢機(jī)器人主要分為三個(gè)部分:溝槽部分，上架部分及履帶行走部分。
[0008]上架部分裝有一些電子器件或傳感器，用于數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程監(jiān)控;履帶行走部分為獨(dú)立的行走機(jī)構(gòu)，裝配有鋰電池、控制板、驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、無線模塊等部件，可以利用平板電腦通過無線模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控;溝槽部分是機(jī)器人行駛的軌道，其可以根據(jù)使用場(chǎng)合靈活搭建，如果帶有彎度的軌道，其曲率半徑不能太小。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:體積小，質(zhì)量輕，成本低，在搭建好的溝槽內(nèi)可以自主運(yùn)動(dòng)，往復(fù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器人行駛的環(huán)境信息。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的機(jī)器人溝槽轉(zhuǎn)向半徑示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的上架部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為圖3的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的履帶行走部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明的履帶行走部分的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖7為圖6的A-A向剖視圖；
[0017]圖8為本發(fā)明的履帶行走部分的縱剖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1-8所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了單履帶智能巡檢機(jī)器人，包括上架部分1、溝槽2和履帶行走部分3，溝槽2內(nèi)設(shè)置有履帶行走部分3，履帶行走部分3上側(cè)設(shè)置有上架部分I;所述的上架部分I包括前置傳感器1-1、聲光報(bào)警器1-2、環(huán)境信息集成傳感器1-3、后置超聲傳感器1-4、后置攝像頭1-5、后右支腿1-6、后左支腿1-7、第一鋰電池1-8、上架板1-9、前左支腿1-10、前右支腿1-11和前置攝像頭1-12，上架板1-9底部四角分別設(shè)置有后右支腿1-6、后左支腿1-7、前左支腿1-10、前右支腿1-11，上架板1-9上前后側(cè)分別設(shè)置有前置傳感器1-1和后置超聲傳感器1-4，后置超聲傳感器1-4處、前置傳感器1-1處分別設(shè)置有后置攝像頭1-5、前置攝像頭1-12，前置傳感器1-1和后置超聲傳感器1-4之間設(shè)置有環(huán)境信息集成傳感器1-3和第一鋰電池1-8，環(huán)境信息集成傳感器1-3上設(shè)置有聲光報(bào)警器1-2，前置傳感器1-
1、后置超聲傳感器1-4、后置攝像頭1-5和前置攝像頭1-12均與第一鋰電池1-8相連。
[0020]所述的履帶行走部分3包括由右側(cè)板3-2、中間支撐板3-8和左側(cè)板3-17構(gòu)成的主體框架，所述的中間支撐板3-8通過第一上支撐軸3-20、第二上支撐軸3-22、第三上支撐軸3-23、第四上支撐軸3-25、第五上支撐軸3-26、第五下支撐軸3-28、第四下支撐軸3-29、第三下支撐軸3-31、第二下支撐軸3-32、第一下支撐軸3-34聯(lián)接，且第二上支撐軸3-22、第四上支撐軸3-25、第四下支撐軸3-29和第二下支撐軸3-32與左側(cè)板3-17聯(lián)接;主體框架通過前軸3-3與前右履帶輪3-4、前左履帶輪3-18、第一直齒輪3-5聯(lián)接，主體框架通過后軸3-13與后右履帶輪3-12，后左履帶輪3-16聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設(shè)置有無線通信模塊3-9、行走電機(jī)控制板3-10、驅(qū)動(dòng)器3-11和第二鋰電池3-27，第二鋰電池3-27上設(shè)置有鋰電池充電孔3-36，第二鋰電池3-27通過第二直齒輪3-6、第一直齒輪3-5與前軸3-3聯(lián)接，前軸3-3通過前右履帶輪3-4及前左履帶輪3-18相連，前左履帶輪3-18與履帶3-35聯(lián)動(dòng)，履帶3-35通過后右履帶輪3-12及后左履帶輪3-16圍繞后軸3-13轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置;所述的履帶3-35通過第一上支撐輪3-21、第二上支撐輪3-24、第二下支撐輪3-30和第一下支撐輪3-33支撐設(shè)置;所述的主體框架前后側(cè)分別設(shè)置有前左防碰撞輪系3-19、前右防碰撞輪系3-1、后左防碰撞輪系3-15和后右防碰撞輪系3-14。
[0021]本【具體實(shí)施方式】的溝槽部分是機(jī)器人行駛的軌道，主要是為了給單履帶巡檢機(jī)器人搭建一個(gè)軌道，軌道的寬度及其轉(zhuǎn)向半徑需要根據(jù)機(jī)器人的使用場(chǎng)合自主搭建，但有一定的尺寸要求，如軌道的寬度BI—定要大于機(jī)器人本體的寬度B，軌道的轉(zhuǎn)向半徑R也不能太小，其城滿足以下計(jì)算公式:
[0022]由于機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)，其基本尺寸已經(jīng)確定，有BI = 120mm ,B = 100mm，L = 400mm。
[0023]得出:度
[0024]從而推出
[0025]因此，為使機(jī)器人能夠在溝槽內(nèi)順利前進(jìn)，溝槽的圓弧半徑最小值為2014mm。
[0026]本【具體實(shí)施方式】的上架部分安裝于履帶部分的上側(cè);在上架板上，根據(jù)使用要求，安裝了一個(gè)集成有CO，C02，CH4，溫度，濕度等環(huán)境信息集成傳感器，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。
[0027]超聲、攝像頭共用一塊鋰電池，安裝在上架板上，前后分別安裝一個(gè)。攝像頭用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍的視頻信息；超聲傳感器用于檢測(cè)機(jī)器人前方的障礙物，如當(dāng)機(jī)器人行走至軌道的端部或前方有障礙物時(shí)，超聲傳感器探測(cè)到相關(guān)信號(hào)，會(huì)給機(jī)器人發(fā)送往相反的方向行駛的命令。
[0028]當(dāng)機(jī)器人沒有行駛到指定地點(diǎn)，機(jī)器人就往相反的方向行駛時(shí)，說明機(jī)器人行駛為異常情況，聲光報(bào)警器會(huì)發(fā)送報(bào)警信息；當(dāng)機(jī)器人的環(huán)境信息集成傳感器檢測(cè)到的環(huán)境信息某項(xiàng)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，聲光報(bào)警器也會(huì)發(fā)送報(bào)警信息。
[0029]機(jī)器人上架部分還裝有一個(gè)24V的鋰電池，為上架的獨(dú)立電源，其同時(shí)可以輸出有12V及5V的直流電壓，給上架部分的各個(gè)電子器件供電。
[0030]履帶行走部分，為一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其本身可以通過平板電腦或手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。其履帶行走部分與上架部分互為獨(dú)立部分。
[0031]履帶行走部分的前后履帶輪均分成左右兩半來支撐履帶;履帶行走部分的主體由右側(cè)板3-2，中間支撐板3-8及左側(cè)板3-17構(gòu)成主體框架;右側(cè)板3-2，中間支撐板3_8由多個(gè)支撐軸聯(lián)接起來，其中第二上支撐軸3-22、第四上支撐軸3-25、第四下支撐軸3-29、第二下支撐軸3-32的軸較長(zhǎng)，又把左側(cè)板3-17與其相聯(lián)，形成主體框架。
[0032]行走電機(jī)控制板3-10為機(jī)器人的控制核心;驅(qū)動(dòng)器3-11為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器;24V的第二鋰電池3-27，為履帶行走部分及其它電子器件供電，其充電是通過鋰電池充電孔3-36完成充電;通過無線通信模塊3-9遠(yuǎn)程控制履帶行走部分的行走運(yùn)動(dòng)；
[0033]四個(gè)防碰撞輪系，可以使機(jī)器人在溝槽內(nèi)行駛時(shí)，防止機(jī)器人與溝槽發(fā)生碰撞，并保證機(jī)器人沿溝槽軌道行駛。
[0034]行走部分的行走運(yùn)動(dòng)是通過24V直流電機(jī)3-7驅(qū)動(dòng)第二直齒輪3-6，第一直齒輪3-5把動(dòng)力傳送到前軸3-3，前軸3-3再帶動(dòng)前右履帶輪3-4及前左履帶輪3-18轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)履帶3-35轉(zhuǎn)動(dòng)，履帶3-35再帶動(dòng)后右履帶輪3-12及后左履帶輪3-16圍繞后軸3-13轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.單履帶智能巡檢機(jī)器人，其特征在于，包括上架部分(I)、溝槽(2)和履帶行走部分(3)，溝槽(2)內(nèi)設(shè)置有履帶行走部分(3)，履帶行走部分(3)上側(cè)設(shè)置有上架部分(I);所述的上架部分(I)包括前置傳感器(1-1)、聲光報(bào)警器(1-2)、環(huán)境信息集成傳感器(1-3)、后置超聲傳感器(1-4)、后置攝像頭(1-5)、后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、第一鋰電池(1-8)、上架板(1-9)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)和前置攝像頭(1-12)，上架板(1-9)底部四角分別設(shè)置有后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)，上架板(1-9)上前后側(cè)分別設(shè)置有前置傳感器(1-1)和后置超聲傳感器(1-4)，后置超聲傳感器(1-4)處、前置傳感器(1-1)處分別設(shè)置有后置攝像頭(1-5)、前置攝像頭(1-12)，前置傳感器(1-1)和后置超聲傳感器(1-4)之間設(shè)置有環(huán)境信息集成傳感器(1-3)和第一鋰電池(1-8)，環(huán)境信息集成傳感器(1-3)上設(shè)置有聲光報(bào)警器(1-2)，前置傳感器(1-1)、后置超聲傳感器(1-4)、后置攝像頭(1-5)和前置攝像頭(1-12)均與第一鋰電池(1-8)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單履帶智能巡檢機(jī)器人，其特征在于，所述的履帶行走部分(3)包括由右側(cè)板(3-2)、中間支撐板(3-8)和左側(cè)板(3-17)構(gòu)成的主體框架，所述的中間支撐板(3-8)通過第一上支撐軸(3-20)、第二上支撐軸(3-22)、第三上支撐軸(3-23)、第四上支撐軸(3-25)、第五上支撐軸(3-26)、第五下支撐軸(3-28)、第四下支撐軸(3-29)、第三下支撐軸(3-31)、第二下支撐軸(3-32)、第一下支撐軸(3-34)聯(lián)接，且第二上支撐軸(3-22)、第四上支撐軸(3-25)、第四下支撐軸(3-29)和第二下支撐軸(3-32)與左側(cè)板(3-17)聯(lián)接；主體框架通過前軸(3-3)與前右履帶輪(3-4)、前左履帶輪(3-18)、第一直齒輪(3-5)聯(lián)接，主體框架通過后軸(3-13)與后右履帶輪(3-12)，后左履帶輪(3-16)聯(lián)接;主體框架內(nèi)還設(shè)置有無線通信模塊(3-9)、行走電機(jī)控制板(3-10)、驅(qū)動(dòng)器(3-11)和第二鋰電池(3-27)，第二鋰電池(3-27)上設(shè)置有鋰電池充電孔(3-36)，第二鋰電池(3-27)通過第二直齒輪(3-6)、第一直齒輪(3-5)與前軸(3-3)聯(lián)接，前軸(3-3)通過前右履帶輪(3-4)及前左履帶輪(3-18)相連，前左履帶輪(3-18)與履帶(3-35)聯(lián)動(dòng)，履帶(3-35)通過后右履帶輪(3-12)及后左履帶輪(3-16)圍繞后軸(3-13)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置;所述的履帶(3-35)通過第一上支撐輪(3-21)、第二上支撐輪(3-24)、第二下支撐輪(3-30)和第一下支撐輪(3-33)支撐設(shè)置;所述的主體框架前后側(cè)分別設(shè)置有前左防碰撞輪系(3-19)、前右防碰撞輪系(3-1)、后左防碰撞輪系(3-15)和后右防碰撞輪系(3-14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單履帶智能巡檢機(jī)器人，其特征在于，所述的前左防碰撞輪系(3-19)、前右防碰撞輪系(3-1)、后左防碰撞輪系(3-15)和后右防碰撞輪系(3-14)與溝槽(2)配合。
【文檔編號(hào)】B25J11/00GK106078672SQ201610633317
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月4日 公開號(hào)201610633317.8, CN 106078672 A, CN 106078672A, CN 201610633317, CN-A-106078672, CN106078672 A, CN106078672A, CN201610633317, CN201610633317.8
【發(fā)明人】王川偉
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)