一種帶有充氣車體的地面移動機器人的製作方法

2023-05-10 07:39:36 2

專利名稱：一種帶有充氣車體的地面移動機器人的製作方法
技術領域：
本發明涉及地面移動機器人，特別涉及一種帶有充氣車體的地面移動機器人。
背景技術：
地面移動機器人是採用遙控、自主或半自主等方式在地面運動的自動化設備。地面移動機器人運動能力的高低，是移動機器人的主要性能之一。提高地面移動機器人運動性能的方法之一，是減輕機器人的重量。由於機器人的越野能力要求，使得機器人必須具有一定的長度、寬度和高度，因而，如何在體積基本固定的情況下減輕機器人的重量就成為關鍵。如果機器人重量減輕，可以使其速度更快，負重更多，所需電機功率小，相應的蓄電池容量也可以減小；如果機器人重量太大，則會導致運動速度慢，越障能力差，負載能力差。現在地面移動機器人，一般採取框架-蒙皮的車體結構來減輕重量。由於地面移動機器人車體必須具有一定的強度、剛度，保證電機支撐定位、前後車輪支撐定位、抗扭曲等作用，所以框架與固定結構也必須具有一定重量，使現有地面移動機器人難以進一步減重。因此，如何在保證地面移動機器人具有良好的運動性能的前提下，有效降低地面移動機器人的重量是一個難點。

發明內容
本發明實施例的目的是針對上述現有技術的缺陷，提出了一種帶有充氣車體的地面移動機器人，可以有效降低地面移動機器人的重量，並使其具有良好的運動性能。為了實現上述目的本發明實施例採取的技術方案是一種帶有充氣車體的地面移動機器人，包括車體，設於車體側部的移動機構，設於車體內的電氣與控制模塊和電源模塊，以及設於車體上的驅動及傳動機構，所述驅動及傳動機構與所述移動機構的數量相對應，各自的驅動及傳動機構與各自移動機構相連，所述車體包括上車體、下車體和下車體骨架，所述上車體與所述下車體相連接並形成密閉的氣包式車廂，所述上車體上設有氣嘴，所述氣嘴用於充氣和放氣，所述下車體固定在所述下車體骨架上，其中，所述上車體及所述下車體均由輕質材料製成。具體地，作為優選，所述輕質材料為皮革、人造皮革或者橡膠。具體地，作為優選，所述移動機構為履帶式，包括設於對稱車體兩側的兩個履帶和四個車輪，其中，每個履帶內部設置著前後布置的兩個車輪。具體地，作為優選，所述上車體和所述下車體的外緣分別設有各自的褶邊，所述上車體和所述下車體通過各自的褶邊相連，並通過設置在所述各自的褶邊上的螺栓螺母固定，所述各自的褶邊均由硬質鋁製材料製成。具體地，作為優選，所述下車體骨架設置在所述下車體的底部，並且所述下車體骨架與所述下車體的底部通過粘結固定。具體地，作為優選，每個所述驅動及傳動機構均包括電機、電機端蓋及氈圈，所述電機的輸出軸穿過所述車體並穿入與其相對應的所述移動機構中，穿出所述車體的所述輸出軸上套接著電機端蓋，通過所述電機端蓋及螺釘將所述電機與所述車體固定在一起，所述電機端蓋的前端面上設有凹槽，所述凹槽內放置所述氈圈，通過所述氈圈實現水封及油封，所述電機的輸出軸上設有鍵，通過所述鍵將所述輸出軸與所述移動機構連接在一起。進一步地，為了防止氣體從所述驅動及傳動機構進入所述車體內腔，所述電機的外部套設有密封袋，所述密封袋由不透氣材料製成，所述密封袋的埠膠合在所述下車體的內壁，使所述車體的內腔形成一個密閉的空間以形成氣封。進一步地，為了保證每個移動機構運行的一致性，所述車體同側的所述驅動及傳動機構中的所述電機端蓋之間連接有電機端蓋連接件，通過所述電機端蓋連接件使得所述車體同側的所述移動機構在移動時能夠保持其行駛方向的一致性。具體地，作為優選，所述電機端蓋連接件整體為板材，其上設有穿孔和通孔，所述穿孔用於穿過所述電機的輸出軸，所述通孔用於穿過所述螺釘。本發明實施例的有益效果是相比現有技術中的框架結構車體要靠框架支撐與保持、抗扭曲、抵抗外力，框架強度要求很大，截面積不能太小，車體重量不能做到很小；本發明實施例採用輕質材料製成的上車體、下車體，在充完氣後，整個車體成為一個堅硬的氣包，因而本發明實施例的整體重量比現有技術中的框架式結構輕的多，使得地面移動機器人總體重量大為減輕，而且由於本發明實施例主要通過高壓氣包受力，車體具有很大的強度與硬度，保證車體在受拉伸、扭曲、撞擊時能保證車體強度，以及移動機構的定位，而且正常工作時，車體還具有一定彈性，在受到外力衝擊或者跌落時，可以起到緩衝作用。因此，本發明實施例在保證地面移動機器人具有良好的運動性能的前提下，有效降低地面移動機器人的重量，提高了機器人的功率重量比，從而使得機器人具有負重大、移動快的優點。


圖1是本發明實施例所述帶有充氣車體的地面移動機器人的立體圖；圖2是圖1的爆炸視圖；圖3是圖2中A的局部放大視圖；圖4是本發明實施例所述上車體與下車體接合部分的局部視圖。圖中1履帶，2車輪，3鍵，4螺釘，5電機端蓋連接件，6電機端蓋，7氈圈，8電機， 9密封袋，10上車體，11氣嘴，12電氣與控制模塊，13電源模塊，14下車體骨架，15下車體。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。如圖1-2所示，一種帶有充氣車體的地面移動機器人，包括車體，設於車體側部的多個移動機構，設於車體內的電氣與控制模塊12和電源模塊13，以及設於車體上的驅動及傳動機構，所述驅動及傳動機構與所述移動機構的數量相對應，各自的驅動及傳動機構與各自的移動機構相連，所述車體包括上車體10、下車體15和下車體骨架14，所述上車體10 與所述下車體15相連接並形成密閉的氣包式車廂，所述上車體10上設有氣嘴11，所述氣嘴 11用於充氣和放氣，所述下車體15固定在所述下車體骨架14上，其中，所述上車體10及所述下車體15均由輕質材料製成。相比現有技術中的框架結構車體要靠框架支撐與保持、抗扭曲、抵抗外力，框架強度要求很大，截面積不能太小，車體重量不能做到很小；本發明實施例採用輕質材料製成的上車體10、下車體15，在充完氣後，整個車體相當於一個氣包，因而本發明實施例的整體重量比現有技術中的框架式結構輕的多，使得地面移動機器人總體重量大為減輕，而且由於本發明實施例主要通過高壓氣包受力，車體具有很大的強度與硬度，保證車體在受拉伸、扭曲、撞擊時能保證車體強度，而且正常工作時，車體還具有一定彈性，在受到外力衝擊或者跌落時，可以起到緩衝作用。因此，本發明實施例在保證地面移動機器人具有良好的運動性能的前提下，有效降低地面移動機器人的重量，提高了機器人的功率重量比，從而使得機器人具有負重大、移動快的優點。具體地，所述移動機構，可以採用履帶式、車輪式或其它形式的移動機構。具體地，作為優選，如圖1所示，本例中，所述移動機構為履帶式，包括設於對稱車體兩側的兩個履帶1和四個車輪2，其中，每個履帶1內部設置著前後布置的兩個車輪2。具體地，作為優選，所述輕質材料為皮革、人造皮革或者橡膠。具體地，作為優選，參見圖2，所述上車體10和所述下車體15的外緣分別設有各自的褶邊，所述上車體10和所述下車體15通過各自的褶邊相連，並通過設置在所述各自的褶邊上的螺栓螺母固定，從而形成密封性良好的氣包，其中，所述各自的褶邊均由硬質鋁製材料製成。具體的，如圖2及圖4所示，本例中，所述上車體10和下車體15的褶邊由硬質鋁製材料製成，其餘部分採用皮革或者人造皮革或者橡膠製成，褶邊和其餘部分膠合在一起， 然後用螺栓螺母將上車體10和下車體15的褶邊固結在一起，從而能夠實現良好的密封效^ ο具體地，作為優選，如圖2所示，所述下車體骨架14設置在所述下車體15的底部， 並且所述下車體骨架14與所述下車體15的底部通過粘結固定，使所述下車體15底部在充氣後不會漲的太大而離地面太近。具體地，作為優選，如圖3所示，每個所述驅動及傳動機構均包括電機8、電機端蓋 6及氈圈7，所述電機8的輸出軸穿過所述車體並穿入與其相對應的移動機構中，穿出所述車體的所述輸出軸上套接著電機端蓋6，通過所述電機端蓋6及螺釘4將所述電機8與所述車體固定在一起，所述電機端蓋6的前端面上設有凹槽，所述凹槽內放置所述氈圈7，通過所述氈圈7實現水封及油封，所述電機8的輸出軸上設有鍵3，通過所述鍵3將所述輸出軸與所述移動機構連接在一起。進一步地，如圖3所示，為了防止氣體從所述驅動及傳動機構進入所述車體內腔， 所述電機8的外部套設有密封袋9，所述密封袋9由不透氣材料製成，所述密封袋9的埠膠合在所述下車體15的內壁，使所述車體的內腔形成一個密閉的空間以形成氣封。從而整個車體形成一個密閉的氣包，使得車體的密封性能良好，使所述地面移動機器人能夠在水中運動，具備兩棲運動能力。進一步地，為了保證每組履帶式車輪中兩個車輪的運行的一致性，如圖2所示，所述車體同側的所述履帶式車輪所對應的所述電機端蓋6之間連接有電機端蓋連接件5，通過所述電機端蓋連接件5使得所述車體同側的所述移動機構在移動時能夠保持其行駛方向的一致性。本例中，保持了同側的兩個車輪2行駛方向的一致性。具體地，作為優選，如圖2所示，所述電機端蓋連接件5整體為板材，其上設有穿孔和通孔，所述穿孔用於穿過所述電機8的輸出軸，所述通孔用於穿過所述螺釘4。如圖2、圖3及圖4所示，由於密封環境下會產生散熱的問題，為解決散熱的問題， 除選擇散熱性能良好的硬質鋁製材料作為上車體10和下車體15的褶邊，同時選擇散熱性能良好的電機端蓋連接件5和電機端蓋6作為驅動部分的散熱元件。特別的，參見圖2，當機器人需要維修時，只需要鬆開上車體10和下車體15之間固連的螺栓螺母，讓上車體10與下車體15分開即可；當氣包有漏氣情況發生時，在漏氣的地方塗上用膠水補漏即可，維修十分方便。進一步地，參見圖2所示，車體內部設有加強筋，所述加強筋採用薄而韌的材料製成，它只起到輔助定位的作用。以上所述的實施例，只是本發明較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在本發明技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種帶有充氣車體的地面移動機器人，包括車體，設於車體側部的移動機構，設於車體內的電氣與控制模塊和電源模塊，以及設於車體上的驅動及傳動機構，所述驅動及傳動機構與所述移動機構的數量相對應，各自的驅動及傳動機構與各自移動機構相連，其特徵在於，所述車體包括上車體、下車體和下車體骨架，所述上車體與所述下車體相連接並形成密閉的氣包式車廂，所述上車體上設有氣嘴，所述氣嘴用於充氣和放氣，所述下車體固定在所述下車體骨架上，其中，所述上車體及所述下車體均由輕質材料製成。
2.如權利要求1所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述輕質材料為皮革、人造皮革或者橡膠。
3.如權利要求1所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述移動機構為履帶式，包括設於對稱車體兩側的兩個履帶和四個車輪，其中，每個履帶內部設置著前後布置的兩個車輪。
4.如權利要求1所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述上車體和所述下車體的外緣分別設有各自的褶邊，所述上車體和所述下車體通過各自的褶邊相連，並通過設置在所述各自的褶邊上的螺栓螺母固定，所述各自的褶邊均由硬質鋁製材料製成。
5.如權利要求1所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述下車體骨架設置在所述下車體的底部，並且所述下車體骨架與所述下車體的底部通過粘結固定。
6.如權利要求1所述的地面移動機器人，其特徵在於，每個所述驅動及傳動機構均包括電機、電機端蓋及氈圈，所述電機的輸出軸穿過所述車體並穿入與其相對應的所述移動機構中，穿出所述車體的所述輸出軸上套接著電機端蓋，通過所述電機端蓋及螺釘將所述電機與所述車體固定在一起，所述電機端蓋的前端面上設有凹槽，所述凹槽內放置所述氈圈，通過所述氈圈實現水封及油封，所述電機的輸出軸上設有鍵，通過所述鍵將所述輸出軸與所述移動機構連接在一起。
7.如權利要求6所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述電機的外部套設有密封袋， 所述密封袋由不透氣材料製成，並且所述密封袋的埠膠合在所述下車體的內壁，使所述車體的內腔形成一個密閉的空間以形成氣封。
8.如權利要求6所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述車體同側的所述驅動及傳動機構中的所述電機端蓋之間連接有電機端蓋連接件，通過所述電機端蓋連接件使得所述車體同側的所述移動機構在移動時能夠保持其行駛方向的一致性。
9.如權利要求1-8任一項權利要求所述的地面移動機器人，其特徵在於，所述電機端蓋連接件整體為板材，其上設有穿孔和通孔，所述穿孔用於穿過所述電機的輸出軸，所述通孔用於穿過所述螺釘。
全文摘要
本發明公開了一種帶有充氣車體的地面移動機器人，包括車體、移動機構、電氣與控制模塊和電源模塊，以及驅動及傳動機構，驅動及傳動機構與移動機構的數量相對應，各自的驅動及傳動機構與各自的移動機構相連，車體包括上車體、下車體和下車體骨架，上車體與下車體相連接並形成密閉的氣包式車廂，上車體上設有氣嘴，下車體固定在下車體骨架上，其中，上車體及下車體均由輕質材料製成。本發明實施例在以輕質、堅硬的充氣車體作為車體受力結構，從而有效降低地面移動機器人的車體重量，提高了機器人的功率重量比，從而使得機器人具有負重大、移動快的優點，同時由於其密封性好，機器人還可以在水中運動，使其具有兩棲能力。
文檔編號B62D55/26GK102381358SQ201110279609
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者任沛傑, 吳倩穎, 朱建國, 王成, 趙正陽, 高峻嶢, 黃承祖 申請人:北京理工大學