CN108406726A - 一种轮式移动机械排爆机器人 - Google Patents

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栾飞
李孝
吴凡
吴頔华
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Abstract

一种轮式移动机械排爆机器人,包括行走装置和机械手臂装置，行走装置包括上下车架，上下车架之间通过方块连接固定，行走装置两侧前后设置有麦克纳姆轮，麦克纳姆轮通过联轴器与电动机相连，上车架顶部安装有一号摄像头和主控装置；机械手臂装置包括安装在上车架中心位置设置的云台，云台上依次连接有机械大臂、机械小臂和机械爪；机械小臂上设置有力觉传感器和二号摄像头；力觉传感器、一号摄像头和二号摄像头与主控装置相连，主控装置分别与电动机、机械大臂、机械小臂和机械爪相连，本发明具有运动可靠，传动效率高，污染少，能够满足大多数的场合需要的特点。

Description

一种轮式移动机械排爆机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种轮式移动机械排爆机器人。
背景技术
现已有的专利有的只是单纯有机械臂机构，没有行走机构，无法做到远程操控，确保人身安全。其他的具有行走机构的多采用履带式行走方式，机构复杂，且机械臂自由度少，移动起来灵活性较差。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种轮式移动机械排爆机器人,运动可靠，传动效率高，污染少，能够满足大多数的场合需要的特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轮式移动机械排爆机器人,包括行走装置1和机械手臂装置2，所述的行走装置1包括上下车架，上下车架之间通过方块3连接固定，所述的行走装置1两侧前后设置有麦克纳姆轮5，麦克纳姆轮5通过联轴器与电动机4相连，所述的上车架顶部安装有一号摄像头7和主控装置8；
所述的机械手臂装置2包括安装在上车架中心位置设置的云台9，云台9上依次连接有机械大臂10、机械小臂12和机械爪16，机械爪16上安装有机械爪开合机构17；
所述的行走装置1、机械手臂装置2、机械大臂10、机械小臂12和机械爪16之间设置有舵机；
所述的机械小臂12上设置有力觉传感器15和二号摄像头13；所述的力觉传感器15、一号摄像头7和二号摄像头13与主控装置8相连，主控装置8分别与电动机4、机械大臂10、机械小臂12和机械爪16相连。
所述的每个麦克纳姆轮5采用单独电动机4驱动。
所述的机械大臂10和机械小臂12为圆柱形。
所述的机械大臂10和机械小臂12之间，机械小臂12和机械爪16之间设置有机械臂肘部3和机械手腕部7。
所述的机械爪8夹持部分有橡胶包络。
所述的机械小臂12和机械爪16之间为轴连接，机械小臂12和机械爪16之间的舵机可以进行360°的旋转。
所述的机械爪开合机构13位于机械爪12内部。
本发明的有益效果是：
机械臂与机械爪连接处安装***机，可以远程对要操控的对象先进行详细观察并放大，很清楚看清操作物的细节；操控简单，只需进行简单的操作学习与训练便可完全掌握操纵技术，此车体可以采用手柄操控，也可用手机，电脑操控。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明行走装置结构示意图。
图3为本发明机械手臂装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
如图1图2所示：其主要由两个部分组成，分别为行走装置1和机械手臂装置2。机械爪16上安装有机械爪开合机构17；
麦克纳姆轮全向底盘。麦克纳姆轮5与电动机4采用联轴器连接，电动机4通过两个支座与下车架固定起来，支座与车架采用螺纹连接。此底盘采用上下两个车架，车架之间采用方块3连接固定，方块3与上下车架采用螺纹连接。其内部可以将电池6，主控装置2，电线等做到有效保护。四个麦轮采用四个单独电机进行驱动。整个底盘通过四个麦轮的转速及安装方法的配合，可以进行前进，后退，斜45°方向行进，原地顺时针，逆时针方向运动。运动方向十分灵活，可以多变的应对各种紧急突发情况。所述的行走装置1、机械手臂装置2、机械大臂10、机械小臂12和机械爪16之间设置有舵机；
所述的机械小臂12和机械爪16之间为轴连接，机械小臂12和机械爪16之间的舵机可以进行360°的旋转。
所述的机械爪开合机构13位于机械爪12内部。
采用麦克纳姆轮全向底盘，相对全向轮来说，麦克纳姆轮可以通过其转速和安装方法来合成在任意方向的合力。所以它可以让车全方向移动，麦克纳姆轮的车需要四个电机单独驱动每个轮子。
上下车架之间主要搭建有控制***与通信技术***，主要实现远程对机器人的操控，操控者通过视频观察和各传感器反馈回来的情况做出决策。
机器人安装有两个***头，如图2与图3所示。一号摄像头7安装在上车架，与车架有一定高度，可以控制摄像头左右转动以及调整拍摄俯仰角，主要用于机器人运动时对周围的观察。二号摄像头13安装于机械小臂12接近机械爪16的位置，主要用于对操作对象的观察，可以调整拍摄俯仰角度，确定机械手的运作以及对对象的夹持部位。其体积小，质量轻，拍摄广度大。
机械手臂装置如图3所示，其主要由云台9，机械大臂10，机械小臂12，机械爪16等组成，机械臂采用圆柱形，机械大臂10安装于云台9上可以进行水平360°方位旋转，机械臂肘部3可进行旋转，机械手腕部7可进行两个垂直方向的旋转，灵活度高。机械爪16夹持部分有橡胶包络增大摩擦力，防止夹持脱落。机械手臂上设有力觉传感器，其主要作用是检测机械臂整体的工作强度。
工作原理：
主要是机器人操控者通过控制***对整个机器人的掌控。此机器人采用24伏智能电池供能，属于电动驱动。机械臂的关节采用性价比高的舵机来驱动，在多路舵机的驱动方式上采用多路PWM脉冲方式。整个机器人的控制***采用伺服控制***，控制整个机器人的行走，计算(关节转角)，以及产生PWM脉冲。同时兼备交互功能，包括ARM与PC的交互，ARM与人的交互，前者使用串口通信，后者使用LCD交互。
传感器***，有力觉传感器，速度测量传感器，测距传感器等几种微小型的传感器，安装在车架以及机械臂中，通过对机器人自身的状态检测以及对周围环境参数的检测，来进行相关作业。
本产品的工作流程：
1.调试：当决定需要此机器人执行任务或作业，调试安装好机器人，检查性能等各装置没有任何问题，操纵机器人向目标移动。
2.向目标行进：通过安装在车架上的一号摄像头7检测周围环境，安装在机械小臂12上的二号摄像头13对行进前方进行观察。此时操纵者通过两个摄像机反馈到屏幕上的路况以及各种传感器反馈回来的数据进行决策，制定行进路线。
3.观察及操作：当来到目标物前方，操纵机械手臂，用二号摄像头13仔细观察目标，确定夹持方式后操纵机械手臂夹持目标。因为机械臂在折叠情况下夹持力度最大，所以尽可能使机械臂在尽可能折叠情况下夹起目标，此时看屏幕上边力觉传感器上反应回来的负载状况进行判断是否超载，如没有超载，则开始转移目标到指定位置完成作业。如超载则此机器人不能执行此次作业，重新决策。

Claims (7)

1.一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，包括行走装置(1)和机械手臂装置(2)，所述的行走装置(1)包括上下车架，上下车架之间通过方块(3)连接固定，所述的行走装置(1)两侧前后设置有麦克纳姆轮(5)，麦克纳姆轮(5)通过联轴器与电动机(4)相连，所述的上车架顶部安装有一号摄像头(7)和主控装置(8)；
所述的机械手臂装置(2)包括安装在上车架中心位置设置的云台(9)，云台(9)上依次连接有机械大臂(10)、机械小臂(12)和机械爪(16)，机械爪(16)上安装有机械爪开合机构(17)；
所述的行走装置(1)、机械手臂装置(2)、机械大臂(10)、机械小臂(12)和机械爪(16)之间设置有舵机；
所述的机械小臂(12)上设置有力觉传感器(15)和二号摄像头(13)；所述的力觉传感器(15)、一号摄像头(7)和二号摄像头(13)与主控装置(8)相连，主控装置(8)分别与电动机(4)、机械大臂(10)、机械小臂(12)和机械爪(16)相连。
2.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的每个麦克纳姆轮(5)采用单独电动机(4)驱动。
3.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的机械大臂(10)和机械小臂(12)为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的机械大臂(10)和机械小臂(12)之间，机械小臂(12)和机械爪(16)之间设置有机械臂肘部(3)和机械手腕部(7)。
5.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的机械爪(8)夹持部分有橡胶包络。
6.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的机械小臂(12)和机械爪(16)之间为轴连接，机械小臂(12)和机械爪(16)之间的舵机可以进行360°的旋转。
7.根据权利要求1所述的一种轮式移动机械排爆机器人,其特征在于，所述的机械爪开合机构(13)位于机械爪(12)内部。
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