一種特種機器人移動平臺的製作方法

2023-10-09 21:24:34 2

本發明屬於特種機器人技術領域，涉及一種特種機器人移動平臺。

背景技術：

機器人設備早已用於軍、警特種作業環境，將機器人設備用於排爆、搜索、打擊、救援等環節。針對相關應用，尤其是排爆和搜索，當前市場上出現眾多產品，產品多採取履帶或輪式地盤，上部安裝機械臂和探測設備實現。所用設備自身重量較重，機械臂作業時需要依靠底盤自重保持平衡，因為自身重量較大，且為保證通過性大量採用履帶地盤，造成行進速度低、能耗高、地面適應能力差等問題。由於自身重量較重，排爆機器人經常達到數百公斤，需要專門的車輛運載。且其價格過高，難以廣泛應用。

國外有四足行進的機器人設備，但這些設備自身能耗過高，實用化的設備需要內燃機支持，其噪音和熱信號使其難以投入實際應用場合。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種特種機器人移動平臺，解決了現有技術中存在的地面適應能力差的問題。

本發明所採用的技術方案是，一種特種機器人移動平臺，包括車體框架，車體框架的相互平行的兩條邊框的上沿分別對稱設有一對側向推桿，車體框架下面連接有支撐結構部分，支撐結構部分還連接有履帶行動部分，

支撐結構部分，包括支撐結構連接件，支撐結構連接件的一端與側向推桿的一端活動連接，車體框架的另外兩條相互平行並且與側向推桿垂直的邊框側面分別固定有一對支撐結構連接件鉸鏈結構，支撐結構連接件鉸鏈結構的一端橫穿過支撐結構連接件的中間，並突出於支撐結構連接件，每個支撐結構連接件鉸鏈結構的遠離支撐結構連接件的一端與支撐結構上推桿的一端鉸接，每個支撐結構上推桿的另一端與支撐結構上臂鉸接，每個支撐結構上臂的一端還與支撐結構連接件的遠離側向推桿的一端活動連接，每個支撐結構上臂的中間部位與支撐結構下推桿的一端活動連接，每個支撐結構上臂遠離支撐結構上推桿的一端與支撐結構下臂的一端鉸接，支撐結構下推桿遠離支撐結構上臂的一端與支撐結構下臂連結；每個支撐結構下臂遠離支撐結構上臂的一端安裝著驅動輪；

履帶行動部分包括履帶總成，履帶總成安裝在每個支撐結構下臂遠離支撐結構下推桿的一側，每個驅動輪靠近車體框架的一側通過軸連接著履帶總成驅動輪，履帶總成驅動輪穿過支撐結構下臂靠近驅動輪的一端，履帶總成驅動輪通過皮帶連接著履帶總成從動輪。

此外，本發明的特徵還在於，

其中車體框架上還連接有遠程監控部分，遠程監控部分包括白光攝像總成，白光攝像總成安裝在車體框架與側向推桿相垂直的的邊框上，車體邊框的另一條與側向推桿相垂直的的邊框上對稱安裝著紅光攝像總成。

其中側向推桿，支撐結構上推桿以及支撐結構下推桿均是通過一個細柱子與另外一個空管嵌套而成的可伸縮結構，側向推桿能夠沿與設備前進方向相垂直的方向伸縮。

其中支撐結構能夠沿側向推桿伸縮的方向遠離或者靠近車體框架。

其中支撐結構連接件的兩端對稱設有開口方向相反的第一u型開口和第二u型開口，側向推桿的一端通過穿過第一u型開口並且與側向推桿垂直方向的軸與支撐結構連接件的一端鉸接，支撐結構連接件能夠沿側向推桿伸縮的方向繞支撐結構連接件鉸鏈結構來回擺動。

其中支撐結構上臂靠近支撐結構連接件的一端設有有第三u型開口，支撐結構上臂通過橫穿第三u型開口的開口端的軸和支撐結構連接件鉸接，支撐結構上臂可以隨支撐結構連接件擺動而移動；支撐結構上臂通過橫穿第三u型開口的開口端的軸和支撐結構連接件的第二u型開口鉸接，支撐結構上臂可以隨著支撐結構上推桿的伸縮而升降；支撐結構上臂的中間部位設置橢圓形的孔，支撐結構上臂的孔的中間部位的兩側設有一對互相對稱的第一凸起，支撐結構下推桿通過橫穿一對第一凸起的軸與支撐結構上臂鉸接，支撐結構下推桿可以隨支撐結構上臂的升降而擺動；支撐結構上臂的遠離支撐結構連接件的一端設有第四u型開口,支撐結構上臂通過橫穿第四u型開口的軸與支撐結構下臂鉸接，支撐結構下臂可以隨支撐結構上臂的升降而遠離或者靠近地面。

其中第三u型開口的尺寸大於第四u型開口。

其中支撐結構下臂並且位於驅動輪與履帶總成之間設有一對相對稱的第二凸起，支撐結構下推桿通過橫穿兩個第二凸起的軸與支撐結構下臂鉸接，支撐結構下臂可以隨支撐結構下推桿的伸縮而遠離或者靠近地面。

其中履帶總成驅動輪位於驅動輪的靠近支撐結構下推桿的一側。

其中驅動輪為輪轂電機。

本發明的有益效果是，採用支撐的辦法解決作業過程設備平衡的問題，作業工具與底盤支承結構可以同步調整，使設備可以操作達到自身重量的物品，因此設備不含配重，充分使用輕量化材料，使設備自重僅有幾十公斤，但達到甚至超過數百公斤傳統機器人設備的工作能力，同時設備重心可以充分降低，高速行進時可確保設備穩定；採用可變形結構，通過四足、動力輪、履帶複合運動系統進行運動實現了一臺設備多種地面適應性，並且四足採用電動推桿，與傳統的液壓系統四足模式運行減小能耗；噪音低，作業工具下藏，設備結構可變形，具備隱蔽進入目標位置，調整設備及工具高度進行偵查和其他作業的能力。

附圖說明

圖1是本發明一種特種機器人移動平臺的結構圖；

圖2是本發明一種特種機器人移動平臺的支撐結構的結構圖；

圖3是本發明一種特種機器人移動平臺的四足運動形態的結構圖；

圖4是本發明一種特種機器人移動平臺的動力車輪運動形態的結構圖；

圖5是本發明一種特種機器人移動平臺的履帶運動形態的結構圖。

圖中，1.車體框架，2.側向推桿，3.支撐結構連接件，31.第一u型開口，32.第二u型開口，4.驅動輪，5.支撐結構上推桿，6.支撐結構上臂，61.第三u型開口，62.第四u型開口，63.孔，64.第一凸起，7.履帶總成，8.紅外攝像總成，9.履帶付從動輪，10.履帶付驅動輪，11.支撐結構下推桿，12.白光攝像總成，13.支撐結構下臂，131.第二凸起，14.支撐結構連接件鉸鏈結構。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

一種特種機器人移動平臺，結構如圖1，包括車體框架1，車體框架1的相互平行的兩條邊框的上沿分別對稱設有一對側向推桿2，車體框架1下面連接著支撐結構部分，支撐結構部分還連接著履帶行動部分，車體框架1上還連接著遠程監控部分。支撐結構共有四套，包括支撐結構連接件3，支撐結構連接件3的一端與側向推桿2的一端活動連接，車體框架1的另外兩條相互平行並且與側向推桿2垂直的邊框側面分別固定著一對支撐結構連接件鉸鏈結構14，支撐結構連接件鉸鏈結構14的一端橫穿過支撐結構連接件3的中間，並突出於支撐結構連接件3，每個支撐結構連接件鉸鏈結構14的遠離支撐結構連接件3的一端與支撐結構上推桿5的一端鉸接，每個支撐結構上推桿5的另一端與支撐結構上臂6鉸接，每個支撐結構上臂6的一端還與支撐結構連接件3的遠離側向推桿2的一端活動連接，每個支撐結構上臂6的中間部位與支撐結構下推桿11的一端活動連接，每個支撐結構上臂6遠離支撐結構上推桿5的一端與支撐結構下臂13的一端鉸接，支撐結構下推桿11遠離支撐結構上臂6的一端與支撐結構下臂13連結；每個支撐結構下臂13遠離支撐結構上臂6的一端安裝著驅動輪4，驅動輪4為輪轂電機；履帶行動部分包括履帶總成7，履帶總成7安裝在每個支撐結構下臂13遠離支撐結構下推桿11的一側，每個驅動輪4靠近車體框架1的一側通過軸連接著履帶總成驅動輪10，履帶總成驅動輪10穿過支撐結構下臂13靠近驅動輪4的一端，履帶總成驅動輪10通過皮帶連接著履帶總成從動輪9，履帶總成驅動輪10位於驅動輪4的靠近支撐結構下推桿11的一側。遠程監控部分包括白光攝像總成12，白光攝像總成12安裝在車體框架1與側向推桿2相垂直的的邊框上，車體邊框1的另一條與側向推桿2相垂直的的邊框上對稱安裝著紅光攝像總成12。側向推桿2，支撐結構上推桿5以及支撐結構下推桿11均是通過一個細柱子與另外一個空管嵌套而成的可伸縮結構，側向推桿2能夠沿與設備前進方向相垂直的方向伸縮，支撐結構能夠沿側向推桿2伸縮的方向遠離或者靠近車體框架1。

如圖2，支撐結構連接件3的兩端對稱設有開口方向相反的第一u型開口31和第二u型開口32，側向推桿2的一端通過穿過第一u型開口31並且與側向推桿2垂直方向的軸與支撐結構連接件3的一端鉸接，支撐結構連接件3可以沿側向推桿2伸縮的方向繞支撐結構連接件鉸鏈結構14來回擺動。支撐結構上臂6靠近支撐結構連接件3的一端設有有第三u型開口61，支撐結構上臂6通過橫穿第三u型開口61的開口端並且與側向推桿2相平行的軸與第二u型開口32鉸接，支撐結構上臂6可以隨支撐結構連接件3擺動而移動；支撐結構上臂6通過穿過第三u型開口61的另一端並且與側向推桿2相平行的軸與支撐結構上推桿5鉸接，支撐結構上臂6可以隨著支撐結構上推桿5的伸縮而升降；支撐結構上臂6的中間部位設置橢圓形的孔63，支撐結構上臂6的孔63的中間部位的兩側設有一對互相對稱的第一凸起64，支撐結構下推桿11通過橫穿一對第一凸起64的軸與支撐結構上臂6鉸接，支撐結構下推桿11可以隨支撐結構上臂6的升降而擺動；支撐結構上臂6的遠離支撐結構連接件3的一端設有第四u型開口62,支撐結構上臂6通過橫穿第四u型開口62的軸與支撐結構下臂13鉸接，支撐結構下臂13可以隨支撐結構上臂6的升降而遠離或者靠近地面。第三u型開口61的尺寸大於第四u型開口62。支撐結構下臂13的位於驅動輪4與履帶總成7之間設有一對相對稱的第二凸起131，支撐結構下推桿11通過橫穿兩個第二凸起131的軸與支撐結構下臂13鉸接，支撐結構下臂13可以隨支撐結構下推桿11的伸縮而遠離或者靠近地面。

本發明一種特種機器人移動平臺的使用原理為：設備在移動時，如圖3，如果遇到在翻越斷牆和溝渠時，可變形為四足方式行進，支撐結構上推桿5伸長，支撐結構上臂6的靠近支撐結構連接件3的一端向遠離地面的方向運動，支撐結構下推桿11伸長，支撐結構下臂13不與地面平行，履帶總成7離開地面，驅動輪4著地，設備上部整體變高，此時由鎖死的動力輪4觸地實現支撐，可以進行慢速步態行進；

如圖4，如果遇到鋪裝路面時，對動力輪4解鎖，設備變形為動力車輪行進，四足與動力車輪運動的配合，設備可以實現複合運動模式；

如圖5，如果遇到沙石、草地、泥濘路面時，設備變形為履帶運動狀態，支撐結構上推桿5收縮，支撐結構上臂6的靠近支撐結構連接件3的一端向靠近地面的方向運動，支撐結構下推桿11收縮，支撐結構下臂13與地面平行，驅動輪4離開地面，履帶總成7著地，設備上部整體壓低，由履帶總成7著地驅動，動力輪4通過傳動結構驅動履帶總成驅動輪10，實現了向履帶總成7的動力傳遞。

本發明實施方式預留擴展區，可加裝各種功能模塊，例如多自由度機械臂，為組合成為軍用機器人和特種機器人提供了便利。

通過以上方式，本發明一種特種機器人移動平臺，採用支撐的辦法解決作業過程設備平衡的問題，作業工具與底盤支承結構同步調整，使設備可以操作達到自身重量的物品，因此設備不含配重，充分使用輕量化材料，使設備自重僅有幾十公斤，可以由兩名工作人員用拉杆箱運載，改變了當前市場上的產品重量過重需要專用車輛載運的問題，而且能達到甚至超過數百公斤傳統機器人設備的工作能力，同時設備重心可以充分降低，高速行進時可確保設備穩定；採用可變形結構，通過四足、動力輪、履帶複合運動系統進行運動實現了一臺設備多種地面適應性，作業功能多樣化，並且四足採用電動推桿，與傳統的液壓系統四足模式運行減小能耗；噪音低，作業工具下藏，設備結構可變形，具備隱蔽進入目標位置，調整設備及工具高度進行偵查和其他作業的能力。