CN106515898A - 隔爆型越障机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及越障机器人，具体地说是一种隔爆型越障机器人，光纤舱及传感器分别安装在控制***隔爆车体上，隔爆车体上分别安装有至少一组三叉轮行走机构，每组的两个三叉轮行走机构对称安装于隔爆车体的两侧；三叉轮行走机构包括电机、减速器、输入轴、三叉形齿轮传动箱及承重轮，电机通过减速器与输入轴的一端相连，输入轴的另一端与三叉形齿轮传动箱转动连接；输入轴位于三叉形齿轮传动箱内的部分连动有太阳轮，太阳轮的***沿圆周方向均布有多个惰轮，并在各惰轮***沿圆周方向均布有与承重轮数量相同的齿轮箱输出轴，每个齿轮箱输出轴的一端连动有行星轮，另一端由箱体穿出，连动有承重轮。本发明具有隔爆形式规范，越障效果好，功率大等优点。

Description

隔爆型越障机器人

技术领域

本发明涉及越障机器人，具体地说是一种隔爆型越障机器人，适用于灾后***性气体环境危险区的探测。

背景技术

当前，各种因火灾、燃气泄漏引起的***事故时有发生。例如各种煤矿安全事故、居民住宅燃气***事故，特别是2015年8月12日天津瑞海公司危险化学品仓库发生的特别重大火灾***事故，造成了严重的生命财产损失和恶劣的社会影响。由于灾害现场情况不明，救援过程引发的二次***时有发生，导致发生救援人员在抢险中遇难的情况。如果在救援前采用可替代人的自动化设备深入灾难现场，就能在确保救援人员安全的前提下实施高效率救援，最大限度地减少人员和财产损失。因此研制隔爆型高越障能力机器人具有很大的必要性。

发明内容

为了满足自动化设备替代人深入灾难现场进行探测的需求，本发明的目的在于提供一种隔爆型越障机器人。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括光纤舱、三叉轮行走机构、传感器及相互铰接的控制***隔爆车体、能源***隔爆车体，其中光纤舱及传感器分别安装在控制***隔爆车体上，所述传感器与控制***隔爆车体内的控制***相连，探测信号通过所述光纤舱内的光纤输出；所述控制***隔爆车体及能源***隔爆车体上分别安装有至少一组三叉轮行走机构，每组的两个三叉轮行走机构对称安装于控制***隔爆车体或能源***隔爆车体的两侧；所述三叉轮行走机构包括电机、减速器、输入轴、三叉形齿轮传动箱及承重轮，该电机及减速器分别安装在控制***隔爆车体或能源***隔爆车体的内外两侧，所述电机通过减速器与输入轴的一端相连，该输入轴的另一端与三叉形齿轮传动箱转动连接；所述输入轴位于三叉形齿轮传动箱内的部分连动有太阳轮，该太阳轮的***沿圆周方向均布有多个转动连接于箱体上的惰轮，并在各所述惰轮***沿圆周方向均布有与承重轮数量相同的齿轮箱输出轴，每个所述齿轮箱输出轴分别转动连接于箱体上，一端连动有行星轮，另一端由所述箱体穿出，连动有所述承重轮，所述输入轴通过太阳轮、惰轮及行星轮依次啮合，带动各所述承重轮转动。

其中：所述输入轴的另一端***箱体内，并通过轴承与箱体转动连接，所述太阳轮与该输入轴键连接；每个所述惰轮均套设在一根固定轴上，各所述固定轴固接在所述箱体上，所述惰轮通过轴承与固定轴转动连接；各所述齿轮输出轴通过轴承与箱体转动连接，所述行星轮及承重轮分别与该齿轮输出轴键连接；所述输入轴、各所述固定轴及各所述齿轮箱输出轴的轴向中心线相互平行；

所述承重轮为三个，三个承重轮圆心之间的连线为等边三角形，其中两个承重轮位于下方，另一个承重轮位于上方；当所述三叉形齿轮传动箱的输入输出减速比小于1时，各所述承重轮遇障后绕所述输入轴公转；所述控制***隔爆车体的前后两端各安装有一组三叉轮行走机构，所述能源***隔爆车体的前端与控制***隔爆车体铰接，后端安装有一组三叉轮行走机构；所述减速器的减速器输出轴通过联轴器与输入轴的一端相连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.隔爆形式规范。本发明隔爆车体的设计按照当前各种隔爆标准中最苛刻严格的煤矿用电气设备防爆标准的要求进行，由于煤矿用能源***的防爆标准较普通电器复杂，将能源***与控制***分离开来，采用两节相互铰接的隔爆车体，实现各自独立的隔爆形式。

2.行走机构采用三叉轮行走移动机构。本发明的三叉轮行走移动机构为三组、左右各三个，对称布置，这种三叉轮行走机构可以实现主动自转、遇障碍后自动公转，能够有效地跨越障碍，适应复杂地形能力强。

3.功率大。由于按煤矿防爆标准所使用的矿用锂电池的最高电压为48V，受电压的限制，所以无法采用高电压大功率电机；本发明采用多个三叉轮行走机构，每组电机驱动一个行走机构。从而提高了机器人的总功率；相同的速度实现前进和后退，差速实现转弯。

4.本发明车体采取隔爆的设计形式，同时具有防尘、涉水的性能。

5.本发明将三叉轮行走机构中的减速器安装在隔爆车体外部，而电机则安装在隔爆车体内部，这样隔爆车体内部仅限于安装电器元器件，纯机械传动结构都位于隔爆车体外部，有效地节省了隔爆车体的容积，显著地减轻了重量。

附图说明

图1为本发明的整体装配结构示意图；

图2为本发明三叉轮行走机构的安装示意图；

图3为本发明三叉齿轮传动箱的传动示意图；

其中：1为控制***隔爆车体，2为光纤舱，3为能源***隔爆车体，4为三叉轮行走机构，5为传感器，6为三叉形齿轮传动箱，7为承重轮，8为输入轴，9为减速器输出轴，10为联轴器，11为减速器，12为电机，13为太阳轮，14为固定轴，15为惰轮，16为齿轮箱输出轴，17为行星轮，18为箱体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括控制***隔爆车体1、光纤舱2、能源***隔爆车体3、三叉轮行走机构4及传感器5，其中光纤舱2安装在控制***隔爆车体1的上部，独立于控制***隔爆车体1外；传感器5安装在控制***隔爆车体1的前端，传感器5与控制***隔爆车体1内的控制***(本发明的控制***为现有技术)相连，探测信号通过光纤舱2内的光纤输出。控制***隔爆车体1与能源***隔爆车体3相互铰接，在控制***隔爆车体1及能源***隔爆车体3上分别安装有至少一组三叉轮行走机构4，每组的两个三叉轮行走机构4对称安装于控制***隔爆车体1或能源***隔爆车体3的左右两侧；本实施例的三叉轮行走机构4共三组，控制***隔爆车体1的前后两端各安装有一组三叉轮行走机构4，能源***隔爆车体3的前端与控制***隔爆车体1铰接，后端安装有一组三叉轮行走机构4。

如图2所示，三叉轮行走机构4包括电机12、减速器11、联轴器10、输入轴8、三叉形齿轮传动箱6及承重轮7，每个三叉轮行走机构4中的电机12均固定在控制***隔爆车体1或能源***隔爆车体3内部的底面上，减速器11固定在控制***隔爆车体1或能源***隔爆车体3底面外部的下表面，并与电机12的输出端相连接，减速器11的的减速器输出轴9通过联轴器10与输入轴8的一端相连接，输入轴8的另一端与三叉形齿轮传动箱6转动连接，在三叉形齿轮传动箱6上沿圆周方向均布有多个承重轮7，本实施例的承重轮7为三个。

如图3所示，输入轴8的另一端由三叉形齿轮传动箱6的箱体18中央穿入，并通过轴承安装在箱体18上、可相对箱体18转动。输入轴8位于三叉形齿轮传动箱6内的部分套设有与输入轴8键连接的太阳轮13，与输入轴8连动。在太阳轮13的***沿圆周方向均布有多个惰轮15(本实施例为三个)，每个惰轮15均与太阳轮13啮合传动，并且每个惰轮15均套设在一根固定轴14上。每根固定轴14均固定在箱体18上，惰轮15通过轴承与固定轴14转动连接。在各惰轮15***沿圆周方向均布有与承重轮7数量相同的齿轮箱输出轴16，本实施例的齿轮箱输出轴16为三根，每根齿轮箱输出轴16均通过轴承安装在箱体18上，一端位于三叉形齿轮传动箱6内，并套设有与惰轮15啮合传动的行星轮17，该行星轮17与齿轮箱输出轴16的一端键连接；齿轮箱输出轴16的另一端由箱体18穿出，与承重轮18键连接。输入轴8、各固定轴14及各齿轮箱输出轴16的轴向中心线相互平行。

承重轮7为三个，三个承重轮7圆心之间的连线为等边三角形，其中两个承重轮7位于下方，另一个承重轮7位于上方。

本发明的工作原理为：

每个三叉轮行走机构4中的电机12由能源***供电，通过减速器11、输入轴8带动太阳轮13旋转，太阳轮13、惰轮15、行星轮17依次相啮合，进而通过齿轮箱输出16带动三个承重轮7同步同向自转，实施越障机器人的行走。因每个三叉轮行走机构4具备独立的电机12，相同的转速实现前进或后退，差速实现转弯。

三叉形齿轮传动箱6的输入输出减速比小于1时，这样能保证三叉轮行走机构4遇障碍后，三个承重轮7绕输入轴8自动公转，保证越障机器人顺利地翻越障碍。

本发明六个三叉轮行走机构4中共有十八个承重轮7，承重轮7的轮胎为市购产品，购置于咸阳黄河轮胎橡胶有限公司填充聚氨酯，成为矿用轮胎，规格2.50-4。

本发明具有隔离防爆的功能，能深入***性气体环境进行探测，能隔离自身引起的二次***；同时能适应灾后的复杂地形，具有越障、跨越沟渠、爬坡、涉水等能力。

Claims (7)

1.一种隔爆型越障机器人，其特征在于：包括光纤舱(2)、三叉轮行走机构(4)、传感器(5)及相互铰接的控制***隔爆车体(1)、能源***隔爆车体(3)，其中光纤舱(2)及传感器(5)分别安装在控制***隔爆车体(1)上，所述传感器(5)与控制***隔爆车体(1)内的控制***相连，探测信号通过所述光纤舱(2)内的光纤输出；所述控制***隔爆车体(1)及能源***隔爆车体(3)上分别安装有至少一组三叉轮行走机构(4)，每组的两个三叉轮行走机构(4)对称安装于控制***隔爆车体(1)或能源***隔爆车体(3)的两侧；所述三叉轮行走机构(4)包括电机(12)、减速器(11)、输入轴(8)、三叉形齿轮传动箱(6)及承重轮(7)，该电机(12)及减速器(11)分别安装在控制***隔爆车体(1)或能源***隔爆车体(3)的内外两侧，所述电机(12)通过减速器(11)与输入轴(8)的一端相连，该输入轴(8)的另一端与三叉形齿轮传动箱(6)转动连接；所述输入轴(8)位于三叉形齿轮传动箱(6)内的部分连动有太阳轮(13)，该太阳轮(13)的***沿圆周方向均布有多个转动连接于箱体(18)上的惰轮(15)，并在各所述惰轮(15)***沿圆周方向均布有与承重轮(7)数量相同的齿轮箱输出轴(16)，每个所述齿轮箱输出轴(16)分别转动连接于箱体(18)上，一端连动有行星轮(17)，另一端由所述箱体(18)穿出，连动有所述承重轮(7)，所述输入轴(8)通过太阳轮(13)、惰轮(15)及行星轮(17)依次啮合，带动各所述承重轮(7)转动。

2.按权利要求1所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：所述输入轴(8)的另一端***箱体(18)内，并通过轴承与箱体(18)转动连接，所述太阳轮(13)与该输入轴(8)键连接；每个所述惰轮(15)均套设在一根固定轴(14)上，各所述固定轴(14)固接在所述箱体(18)上，所述惰轮(15)通过轴承与固定轴(14)转动连接；各所述齿轮输出轴(16)通过轴承与箱体(18)转动连接，所述行星轮(17)及承重轮(7)分别与该齿轮输出轴(16)键连接。

3.按权利要求2所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：所述输入轴(8)、各所述固定轴(14)及各所述齿轮箱输出轴(16)的轴向中心线相互平行。

4.按权利要求1或2所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：所述承重轮(7)为三个，三个承重轮(7)圆心之间的连线为等边三角形，其中两个承重轮(7)位于下方，另一个承重轮(7)位于上方。

5.按权利要求1或2所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：当所述三叉形齿轮传动箱(6)的输入输出减速比小于1时，各所述承重轮(7)遇障后绕所述输入轴(8)公转。

6.按权利要求1或2所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：所述控制***隔爆车体(1)的前后两端各安装有一组三叉轮行走机构(4)，所述能源***隔爆车体(3)的前端与控制***隔爆车体(1)铰接，后端安装有一组三叉轮行走机构(4)。

7.按权利要求1或2所述的隔爆型越障机器人，其特征在于：所述减速器(11)的减速器输出轴(9)通过联轴器(10)与输入轴(8)的一端相连接。