能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人，屬于工業(yè)用移動機器人【技術(shù)領(lǐng)域】。它的基本結(jié)構(gòu)由一個三角形車體、兩條主履帶、兩個擺臂及擺臂履帶組成；所述兩條主履帶由兩個前輪電機分別驅(qū)動，分別纏繞在車體兩側(cè)的三個輪子上，呈三角形；所述擺臂，其軸同時為車體后輪軸，兩個擺臂軸分別由兩個低速大轉(zhuǎn)矩自鎖電機獨立驅(qū)動；所述擺臂履帶纏繞在車體后輪及擺臂輪上，并以車體后輪為驅(qū)動輪。本實用新型優(yōu)點：簡化了對機器人的控制，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。具有很強的爬坡、越障、上下樓梯能力以及運動穩(wěn)定性。可以廣泛的應(yīng)用于復(fù)雜地形、空間探測、排爆救援等場合。
【專利說明】能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及移動機器人領(lǐng)域，尤其是能適應(yīng)復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化的巡檢機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，巡檢機器人正在逐步應(yīng)用于生活的不同領(lǐng)域，如空間探測、排爆救援、事故檢測等。而履帶機器人因其獨特的穩(wěn)定性和越障能力備受關(guān)注。目前典型的履帶式巡檢機器人可分為固定式履帶機器人和可變形式履帶機器人。固定式履帶機器人結(jié)構(gòu)、控制簡單，但其越障能力差。可變形式履帶機器人可分為四履帶雙擺臂和六履帶四擺臂機器人，傳統(tǒng)的四履帶雙擺臂機器人越障和靈活性一般，不適用于對越障能力要求高的場合。六履帶四擺臂機器人越障能力強，機動靈活性高，但結(jié)構(gòu)、控制復(fù)雜，能效轉(zhuǎn)換率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人，該巡檢機器人的車體采用三角形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，提高了機器人的越障能力，降低了控制難度。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]它的基本結(jié)構(gòu)由一個三角形車體、兩條主履帶、兩個擺臂及擺臂履帶組成；所述兩條主履帶由兩個前輪電機分別驅(qū)動，分別纏繞在車體兩側(cè)的三個輪子上，呈三角形；所述擺臂，其軸同時為車體后輪軸，兩個擺臂軸分別由兩個低速大轉(zhuǎn)矩電機獨立驅(qū)動；所述擺臂履帶纏繞在車體后輪及擺臂后輪上，并以車體后輪為驅(qū)動輪。
[0006]具體為:
[0007]能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人，包括兩個三角形車體、兩條主履帶、兩條擺臂履帶、兩個前輪電機、兩個擺臂驅(qū)動電機、兩個前輪、兩個擺臂輪、兩個驅(qū)動輪、車體底板、兩個擺臂和兩個擺臂后輪；兩個三角形車體通過底板緊固連接；兩個前輪、兩個驅(qū)動輪、兩個擺臂輪、分別位于兩個三角形車體側(cè)面的三個角上；兩個驅(qū)動輪分別由兩個前輪電機驅(qū)動；兩條主履帶分別纏繞在前輪、驅(qū)動輪和擺臂輪上，組成主履帶裝置；擺臂與擺臂輪使用同一根軸，擺臂與擺臂軸連接固定，擺臂軸由擺臂電機驅(qū)動；兩條擺臂履帶分別纏繞在擺臂輪和擺臂后輪上組成后擺臂履帶裝置，擺臂輪由主履帶驅(qū)動，擺臂履帶由擺臂輪驅(qū)動；主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪連接，組成完整的履帶裝置。
[0008]工作時，所述主履帶與水平面夾角為銳角。
[0009]所述擺臂驅(qū)動電機為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動電機。
[0010]本實用新型的車體采用三角形設(shè)計，與傳統(tǒng)的巡檢機器人相比有以下優(yōu)點:機器人的三角形車體可以使機器人在遇到具有一定高度的障礙時直接越過障礙，簡化了對機器人的控制，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。兩條獨立驅(qū)動的后擺臂裝置能夠輔助機器人運動，提高穩(wěn)定性。所述實用新型具有較強的爬坡、越障、上下樓梯能力以及運動穩(wěn)定性?？梢詮V泛的應(yīng)用于復(fù)雜地形、空間探測、排爆救援等場合。該機器人能適應(yīng)于核電站或其他設(shè)備繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且未結(jié)構(gòu)化的環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0013]圖3為本實用新型的主履帶裝置示意圖；
[0014]圖4為本實用新型的后擺臂履帶裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
實施例
[0016]參看圖1、2、3、4，這種能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人，由兩個個三角形車體1、兩條主履帶2、兩條擺臂履帶3、兩個前輪電機4、兩個擺臂驅(qū)動電機
5、兩個前輪6、兩個擺臂輪7、兩個驅(qū)動輪8、車體底板9、兩個擺臂10和兩個擺臂后輪11組成。所述兩條主履帶2由兩個前輪電機4分別驅(qū)動，分別纏繞在三角形車體I兩側(cè)的位于車體三個角的前輪6、驅(qū)動輪8和擺臂輪7上，呈三角形組成主履帶裝置；所述兩條擺臂履帶3纏繞在擺臂輪7和擺臂后輪11上組成后擺臂履帶裝置，分別由兩個低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動電機5獨立驅(qū)動；所述主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪7連接，組成完整的履帶裝置，再與車體底板9緊固連接。
[0017]所述擺臂驅(qū)動電機為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動電機；
[0018]所述主履帶2、擺臂履帶3采用工業(yè)雙面齒同步帶，質(zhì)量輕強度高，相比金屬結(jié)構(gòu)履帶和橡膠鏈結(jié)構(gòu)履帶，減輕機器人重量提高機動性能，選用標(biāo)準(zhǔn)型號同步帶，方便替換，降低成本。
[0019]所述擺臂驅(qū)動電機5采用蝸輪蝸桿減速機構(gòu)，滿足大減速比及自鎖的要求。
[0020]本實用新型能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人在行駛過程中有二種模式。
[0021]在良好路況行駛時，后擺臂裝置升起，保證了較小的轉(zhuǎn)彎半徑，機器人由前輪電機4驅(qū)動，擺臂驅(qū)動電機5處于關(guān)閉狀態(tài)。前輪電機4帶動兩個前輪6轉(zhuǎn)動，同時前輪6帶動兩條主履帶2運行。在整個過程中兩個擺臂10都沒有轉(zhuǎn)動，由主履帶2為機器人前進提供動力。
[0022]在遇到小型障礙物時，后擺臂裝置升起，機器人由前輪電機4驅(qū)動，擺臂驅(qū)動電機5處于關(guān)閉狀態(tài)。前輪電機4帶動兩個前輪6轉(zhuǎn)動，同時前輪6帶動兩條主履帶2運行。由于機器人的三角形車體I結(jié)構(gòu)設(shè)計(見圖3，主履帶與水平面夾角為銳角)，在主履帶2與障礙物接觸時能夠為機器人提供向上的摩擦力，可以使機器人越過障礙。在整個過程中兩個擺臂10都沒有轉(zhuǎn)動，由主履帶2為機器人前進提供動力。
[0023]在遇到大型障礙物如樓梯時，兩個擺臂10放至水平位置，增加機器人爬坡時與障礙物的接觸面積，機器人主履帶2通過兩個擺臂輪7帶動擺臂履帶3，主履帶2與擺臂履帶3速度同步。主履帶2前端三角形結(jié)構(gòu)搭在樓梯邊沿，利用履帶履棱與樓梯之間作用力使機器人爬上樓梯，機器人爬坡時增加的接觸面積保證其重心水平投影總是在履帶與樓梯接觸點之間，具有更高的穩(wěn)定性和速度上限。在整個過程中兩個擺臂10需要放至水平位置使擺臂履帶3與樓梯接觸，增大機器人于樓梯的接觸面積，能使機器人在行駛過程中更加穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.能夠適應(yīng)核電站等復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的輪履復(fù)合型機器人，其特征在于包括兩個三角形車體、兩條主履帶、兩條擺臂履帶、兩個前輪電機、兩個擺臂驅(qū)動電機、兩個前輪、兩個擺臂輪、兩個驅(qū)動輪、車體底板、兩個擺臂和兩個擺臂后輪；兩個三角形車體通過底板緊固連接；兩個前輪、兩個驅(qū)動輪、兩個擺臂輪、分別位于兩個三角形車體側(cè)面的三個角上；兩個驅(qū)動輪分別由兩個前輪電機驅(qū)動；兩條主履帶分別纏繞在前輪、驅(qū)動輪和擺臂輪上，組成主履帶裝置；擺臂與擺臂輪使用同一根軸，擺臂與擺臂軸連接固定，擺臂軸由擺臂電機驅(qū)動；兩條擺臂履帶分別纏繞在擺臂輪和擺臂后輪上組成后擺臂履帶裝置，擺臂輪由主履帶驅(qū)動，擺臂履帶由擺臂輪驅(qū)動；主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪連接，組成完整的履帶裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的輪履復(fù)合型機器人，其特征在于所述主履帶與水平面夾角為銳角。
3.如權(quán)利要求1所述的輪履復(fù)合型機器人，其特征在于所述擺臂驅(qū)動電機為低速大轉(zhuǎn)矩自鎖的擺臂驅(qū)動電機。
【文檔編號】B62D55/075GK203806022SQ201420081848
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】胡凌燕, 劉小平, 彭昊 申請人:南昌大學(xué)