專利名稱：一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人結構。更特別地說，是指一種由單體拋擲機器人快速拆裝的組合式拋擲小型機器人。
背景技術：
近十幾年來，機器人技術迅猛發(fā)展，用于偵察和作戰(zhàn)等國家安全領域的地面機器人，由于其特殊用途受到了廣泛關注和研究。部分地面移動機器人在各種復雜環(huán)境下具有較高的機動性，可以代替人類進入一些危險和未知的環(huán)境，適用于國防和民用等多個領域， 而且在反恐斗爭中也可以發(fā)揮很大作用?？蓲仈S機器人能通過投擲、布撒等方式接近目標，具有機動、靈活和高效的獨特優(yōu)點。在軍事上，可用于戰(zhàn)場偵察、目標指示與跟蹤、直接對敵實施精確打擊等；在公共安全領域，可用于安全監(jiān)視、防爆、反恐、抗震救援等，具有極其廣泛的應用前景?；谝陨媳尘昂鸵?，有必要設計出一種能靈活應用于各種不同環(huán)境并方便部署的可拋擲機器人。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由單體拋擲機器人快速組合而成的小型組合機器人，該小型組合機器人可替代人進入危險環(huán)境或狹小空間實現(xiàn)偵查監(jiān)視等作業(yè)，提高操作人員的安全性并降低操作人員的工作強度。在平近距離平坦空間，可直接拋擲單體拋擲機器人實現(xiàn)預期作業(yè)；在崎嶇地面等復雜未知空間可將兩單體拋擲機器人快速安裝組合成的小型組合機器人，在履帶的作用下大大提高單體拋擲機器人越障性能，實現(xiàn)在更加惡劣環(huán)境下的預期作業(yè)。本發(fā)明的核心思想是充分利用單體拋擲機器人的有效搭接從而實現(xiàn)小型組合機器人的綜合功能。單體拋擲機器人的優(yōu)點在于能迅速接近目標，隱蔽性好，而且便于攜帶。 但其缺點也很明顯，受其本身結構的限制，單體拋擲機器人的運載能力和主動越障能力有限，這也影響了其適應地形，續(xù)航作業(yè)，集成傳感以及其他一些較為復雜的作業(yè)能力。鑒于此，本發(fā)明提出采用兩個完整而相互獨立的單體拋擲機器人模塊進行有效搭接，充分體現(xiàn)拋擲機器人的獨特優(yōu)勢且規(guī)避其天生缺點，進而形成一種可快速拆裝的組合型拋擲機器人。按照這種模塊化組合的思想，可形成各種有獨特功能的組合機器人。本發(fā)明的一種由單體拋擲機器人快速組合而成的小型組合機器人，包括前輪組件、車體組件、后輪組件和履帶。所述的前輪組件和后輪組件都是由單體拋擲機器人和前端緊固件或后端緊固件組成；車體組件主要由上殼體、下殼體、主控板模塊、側面?zhèn)鞲衅髂K和電源模塊組成；前輪組件和后輪組件通過卡夾緊機構與車體組件的上殼體、下殼體實現(xiàn)快速拆卸。所述的小型組合機器人的具體結構包括有前輪組件、車體組件、后輪組件和履帶， 所述的前輪組件與后輪組件的結構相同，所述的前輪組件包括單體拋擲機器人模塊、前端緊固件和測距傳感器，單體拋擲機器人模塊的驅動部分的電機內(nèi)置在兩個橡膠輪之間的空心軸內(nèi)，單體拋擲機器人表面上安裝天線實現(xiàn)與外界控制端的無線通信，單體拋擲機器人模塊外輪輪轂套裝帶齒形的橡膠輪，橡膠輪與履帶連接配合；前端緊固件的內(nèi)表面與單體拋擲機器人模塊的中間空心軸的外圓柱面同心且緊貼安裝，前端緊固件的上表面和下表面對稱地設計四個方形凹槽，方形凹槽的底面安裝卡緊機構的卡扣，以實現(xiàn)前輪組件和車體組件的連接；測距傳感器安裝在前端緊固件上的傳感器方形槽內(nèi)；前端緊固件的前表面的傳感器圓柱槽安裝接近傳感器、視覺傳感器或觸覺傳感器；所述的車體組件包括上殼體模塊、側面?zhèn)鞲衅髂K、主控板模塊、電池模塊、下殼體模塊和卡緊機構，下殼體模塊與上殼體模塊形成一個封閉的內(nèi)腔空間，內(nèi)腔空間中設置有側面?zhèn)鞲衅髂K、主控板模塊和電池模塊，所述的電池模塊和側面?zhèn)鞲衅髂K以總線方式與主控板模塊連接；所述的上殼體模塊包括主控板倉蓋、電池倉蓋和上殼體，主控板倉蓋的下表面和側面分別與上殼體表面的主控板倉蓋槽B的底面和側面貼合；電池倉蓋的下表面和側面分別與上殼體表面的電池倉蓋槽C的底面和側面貼合；上殼體模塊的上表面和下殼體模塊的下表面分別對稱設計四個方形凹槽A ；所述的卡緊機構包括卡扣、導桿、拉桿座和拉桿，其中卡扣安裝在前端緊固件和后端緊固件的方形凹槽的底面上；拉桿座安裝在上殼體和下殼體的對應方形凹槽A中；導桿的一端卡于卡扣的卡槽中，另一端與拉桿通過鉸鏈連接；拉桿與拉桿座也通過鉸鏈連接；所述的履帶與單體拋擲機器人模塊的橡膠輪形成嚙合裝配。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)本發(fā)明提供的小型組合機器人結構緊湊，相對普通的拋擲機器人而言尺寸小， 質(zhì)量輕，方便單兵攜帶。驅動裝置內(nèi)置的單體拋擲機器人之間快速有效組合是本發(fā)明的一大亮點，故在攜帶時可模塊化拆分攜帶而在需要使用時即裝即用。(2)各個功能單元模塊化設計，裝配快速，更換方便，大大提高了機器人整體系統(tǒng)的容錯能力。所述的功能單元模塊主要包括單體拋擲機器人模塊、主控板模塊、電池模塊、 殼體模塊和側面?zhèn)鞲衅髂K等。各個功能模塊采用封閉設計，模塊之間通過相應接口連接。C3)有防震抗摔能力，便于快速部署。橡膠履帶與橡膠附屬的單體拋擲機器人輪轂的組合可實現(xiàn)雙重減震，提高其防震抗摔能力。(4)具有較強的越障和偵查能力。單體拋擲機器人模塊由內(nèi)置的兩電機驅動，而由單體拋擲機器人模塊組合的四輪小型組合機器人由4個電機驅動，動力充足，再加上履帶的作用，提高了其越障能力。車體組件模塊上的側面?zhèn)鞲衅髂K上可裝配視覺傳感器、激光測距傳感器、紅外傳感器等功能器件，探測機器人兩側的現(xiàn)場情況。


圖1是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的快速拆裝示意圖；圖2是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的模塊化組合示意圖；圖3是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的整體結構圖；圖4是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的前端組件示意4
圖5是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的后端組件示意圖；圖6是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的車體組件結構示意圖；圖7a是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的上殼體模塊外表面結構示意圖；圖7b是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的上殼體模塊內(nèi)部結構示意圖；圖8是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的下殼體模塊內(nèi)部結構示意圖；圖9是本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的側面?zhèn)鞲衅髂K示意圖；圖10本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的主控板模塊示意圖；圖11本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的電源模塊示意圖；圖1 本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的卡緊機構的離散結構圖；圖12b為圖12a中各部件的組合后結構示意圖；圖13本發(fā)明由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的履帶示意圖；圖中
權利要求
1.一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人，其特征在于通過將兩個單體拋擲機器人連接在車體組件的兩端，并將兩個履帶分別套在相應的兩個單體拋擲機器人的橡膠輪上形成，具體結構如下所述的小型組合機器人的具體結構包括有前輪組件、車體組件、后輪組件和履帶，所述的前輪組件與后輪組件的結構相同，所述的前輪組件包括單體拋擲機器人模塊、前端緊固件和測距傳感器，單體拋擲機器人模塊的驅動部分的電機內(nèi)置在兩個橡膠輪之間的空心軸內(nèi)，單體拋擲機器人表面上安裝天線實現(xiàn)與外界控制端的無線通信，單體拋擲機器人模塊外輪輪轂套裝帶齒形的橡膠輪，橡膠輪與履帶連接配合；前端緊固件的內(nèi)表面與單體拋擲機器人模塊的中間空心軸的外圓柱面同心且緊貼安裝，前端緊固件的上表面和下表面對稱地設計四個方形凹槽，方形凹槽的底面安裝卡緊機構的卡扣，以實現(xiàn)前輪組件和車體組件的連接；測距傳感器安裝在前端緊固件上的傳感器方形槽內(nèi)；前端緊固件的前表面的傳感器圓柱槽安裝接近傳感器、視覺傳感器或觸覺傳感器；所述的車體組件包括上殼體模塊、側面?zhèn)鞲衅髂K、主控板模塊、電池模塊、下殼體模塊和卡緊機構，下殼體模塊與上殼體模塊形成一個封閉的內(nèi)腔空間，內(nèi)腔空間中設置有側面?zhèn)鞲衅髂K、主控板模塊和電池模塊，所述的電池模塊和側面?zhèn)鞲衅髂K以總線方式與主控板模塊連接；所述的上殼體模塊包括主控板倉蓋、電池倉蓋和上殼體，主控板倉蓋的下表面和側面分別與上殼體表面的主控板倉蓋槽B的底面和側面貼合；電池倉蓋的下表面和側面分別與上殼體表面的電池倉蓋槽C的底面和側面貼合；上殼體模塊的上表面和下殼體模塊的下表面分別對稱設計四個方形凹槽A ；所述的卡緊機構包括卡扣、導桿、拉桿座和拉桿，其中卡扣安裝在前端緊固件和后端緊固件的方形凹槽的底面上；拉桿座安裝在上殼體和下殼體的對應方形凹槽A中；導桿的一端卡于卡扣的卡槽中，另一端與拉桿通過鉸鏈連接；拉桿與拉桿座也通過鉸鏈連接；所述的履帶與單體拋擲機器人模塊的橡膠輪形成嚙合裝配。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人，其特征在于在所述的主控板倉蓋的上表面設置有凹凸相間的散熱槽。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人，其特征在于在所述的上殼體模塊內(nèi)部為空腔結構，空腔內(nèi)設置有側面?zhèn)鞲衅髂K腔D、電池模塊腔E和主控板模塊腔F，分別內(nèi)嵌側面?zhèn)鞲衅髂K、電池模塊和主控板模塊；電池模塊腔E 和主控板模塊腔F之間設置一個薄壁隔板G隔開。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人的組合體，其特征在于將權利要求1中所述的每一個小型組合機器人之間順次進行固定連接形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由單體拋擲機器人組合而成的小型組合機器人，包括前輪組件(1)、車體組件(2)、后輪組件(3)和履帶(4)；前輪組件(1)、后輪組件(3)和車體組件(2)分別于上殼體模塊(201)、下殼體模塊(205)對應方形槽位置通過卡緊機構(206)快速固定安裝；履帶(4)和前輪組件(1)、后輪組件(3)通過齒形連接，構成緊湊而完整的拋擲整體。本發(fā)明主要基于單體兩輪可拋擲機器人而采用一定形式組合成的四輪小型移動機器人，能靈活地適應各種工作情況，方便攜帶和部署，也具有一定的越障能力和良好的抗震性能，能通過拋擲至狹窄空間進行偵查。本發(fā)明的突出特點是單元功能模塊化設計，裝配快速，更換方便。
文檔編號B62D57/02GK102267503SQ20111011727
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者吳鈧, 孫明磊, 張融, 王啟偉, 王頔 申請人:北京航空航天大學