CN110920765A - 一种轻型履带式侦察机器人 - Google Patents

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朱宇昌
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王永军
张宗江
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Abstract

本发明公开了一种轻型履带式侦察机器人，该机器人包括机器人本体、履带、360°旋转摆臂机构、从动车轮机构、柔性通讯天线、抗冲击保护离合装置、履带张紧机构、右前驱动机构、摄像机和左前驱动机构。所述侦察机器人以橡胶履带底盘为基础，采用轻量化设计，可水陆两栖，漂浮与水面上行进，全地形行走，可抛投、高空坠落，可承受坠落高度5m。通过机器人本体两侧的360°旋转摆臂机构，辅助机器人越过障碍。通过该独特的设计使其能够适应广泛的地形，具有较好的灵活性，提高了侦察任务的成功率和广泛应用性，有效提升侦察效率。

Description

一种轻型履带式侦察机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，具体说是一种轻型履带式侦察机器人。
背景技术
侦察机器人作为特种机器人的一种，已有多年的发展历史，主要应用于军事侦察、反恐防暴、危险品探测、灾难救援等领域；该类机器人的应用环境比较复杂，常用于如山丘、山林、草地、灾害现场等环境中。因此，要求该类机器人不仅要功能强、机动灵活、适应性强，而且要体积小、重量轻，能满足实战要求。目前已有的侦察机器人一般都体积较大，重量重，在复杂地形进行侦察时受到限制，不能发挥其特长。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种轻型履带式侦察机器人。
本发明采用的技术方案是：一种轻型履带式侦察机器人，该机器人由机器人本体（1）、履带（2）、360°旋转摆臂机构（3）、从动车轮机构（4）、柔性通讯天线（5）、抗冲击保护离合装置（6）、履带张紧机构（7）、右前驱动机构（8）和左前驱动机构（10）组成；所述抗冲击保护离合装置（6）与机器人本体（1）配合、安装。从动车轮机构（4）和360°旋转摆臂机构（3）均安装在抗冲击保护离合装置（6）的后轴上，左右对称共两组。右前驱动机构（8）、左前驱动机构（7）分别安装在机器人本体（1）上；两条履带（2）分别将右前驱动机构（8）和从动轮装置（4）以及左前驱动机构（10）和从动轮装置（4）连接起来，履带张紧机构（7）安装在机器人本体（1）的两侧，用于将两条履带（2）绷紧。柔性通讯天线（5）安装在机器人本体（1）上方。
所述机器人本体（1）包括：摄像机（9）、前上盖（11）、后上盖（12）、后壳体（13）、前壳体（14）、控制***（15）、电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）；所述控制***（15）安装于前壳体（14）内部，电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）安装在后壳体（13）内部，前上盖（11）通过螺钉与前壳体（14）紧固在一起；后上盖（12）通过螺钉与后壳体（13）紧固在一起；柔性通讯天线（5）安装在后上盖（12）上面并与控制***（15）连接，摄像机（9）分别安装在后壳体（13）和前壳体（14）上，并与控制***（15）连接。
所述从动车轮机构（4）包括：从动轮压盖一（25）、从动轮（26）、轴承一（27）、从动轮压盖二（28）和叶轮（29）；轴承一（27）安装于从动轮（26）轴承孔内，从动轮压盖一（25）、从动轮压盖二（28）通过螺栓将轴承一（27）固定于从动轮（26）轴承孔内。叶轮（29）通过螺栓与从动轮压盖二（28）连接、紧固。
所述360°旋转摆臂机构（3）包括：摆臂（30）和摆臂减震座（31）；摆臂（30）通过螺栓与摆臂减震座（31）连接、紧固，摆臂减震座（31）采用360°轮辐式设计，在机器人受到较大冲击时可起到缓冲、减震的作用，保护自身及机器人不受损坏。360°旋转摆臂机构（3）与抗冲击保护离合装置（6）连接，摆臂（30）由抗冲击保护离合装置（6）的摆臂电机驱动，摆臂（30）可协助机器人翻转机身状态、辅助越障。
所述右前驱动机构（6）包括：垫片（45）、驱动轴（46）、驱动轮（47）、V型密封圈（48）、前轴端盖（49）、前轴套（50）、轴承二（51）和驱动电机（52）。驱动电机（52）通过螺栓与前壳体（14）连接、紧固。驱动轴（46）与轴承二（51）轴孔配合，安装于前壳体（14）的轴承安装孔内并通过前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）固定，驱动轴（46）与驱动电机（52）轴孔配合，通过紧定螺钉固定。前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）之间有O型密封圈。前轴套（50）、V型密封圈（48）、驱动轮（47）和垫片（45）穿过驱动轴（46）并通过螺栓连接、紧固。
所述左前驱机构（10）与右前驱动机构（6）组成结构相同。
所述履带张紧机构（7）包括：弹簧（21）、导向套（22）、无油轴承（23）和垫片（24）；弹簧（21）穿入导向套（22）孔内，构成组合体。组合体与后壳体（13）两侧的安装孔配合、安装。无油轴承（23）、垫片（24）依次安装于前壳体（14）两侧的安装孔内，此时前壳体（14）与后壳体（13）可通过弹簧的压缩和伸长沿着弹簧的轴向做直线运动。
通过履带（2）与从动轮（25）、驱动轮（46）的配合和限制，前壳体（14）与后壳体（13）将弹簧（21）压缩，履带（2）、从动轮（25）和驱动轮（46）在履带张紧机构（7）的配合下，将后壳体（13）和前壳体（14）组成一个整体，同时履带张紧机构（7）的弹簧（21）和导向套（22）又可对履带（2）起到张紧的作用。
本发明的有益效果是：该侦察机器人以橡胶履带底盘为基础，可水陆两栖作业，漂浮在水面上行进，全地形行走。可抛投、高空坠落，可承受坠落高度5m。通过采用轻量化设计，侦察机器人可漂浮于水面，机身下半部分沉于水面之下，再通过驱动轮的旋转运动带动叶轮与履带运动产生向前或向后的推力，保证机器人可在水面前进、后退。通过机器人本体两侧的360°旋转摆臂机构，辅助机器人越过障碍。通过独特的设计使其能够适应更广泛的地形，并具有灵活性好、应用性广泛的特点，可以有效提升侦察效率，减少不必要的伤亡。
附图说明
图1为轻型履带式侦察机器人组成结构示意图。
图2为轻型履带式侦察机器人本体外观结构示意图。
图3为轻型履带式侦察机器人本体剖面示意图。
图4为轻型履带式侦察机器人从动车轮机构剖面示意图。
图5为轻型履带式侦察机器人360°旋转摆臂机构剖面示意图。
图6 为右前驱动机构剖面示意图。
图7 为履带张紧机构剖面示意图。
图8、图9 为轻型履带式侦察机器人翻越障碍示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种轻型履带式侦察机器人，该机器人由机器人本体（1）、履带（2）、360°旋转摆臂机构（3）、从动车轮机构（4）、柔性通讯天线（5）、抗冲击保护离合装置（6）、履带张紧机构（7）、右前驱动机构（8）和左前驱动机构（10）组成；所述抗冲击保护离合装置（6）与机器人本体（1）配合、安装。从动车轮机构（4）和360°旋转摆臂机构（3）均安装在抗冲击保护离合装置（6）的后轴上，左右对称共两组。右前驱动机构（8）、左前驱动机构（7）分别安装在机器人本体（1）上；两条履带（2）分别将右前驱动机构（8）和从动轮装置（4）以及左前驱动机构（10）和从动轮装置（4）连接起来，履带张紧机构（7）安装在机器人本体（1）的两侧，用于将两条履带（2）绷紧。柔性通讯天线（5）安装在机器人本体（1）上方。
如图2、图3所示，所述机器人本体（1）包括：摄像机（9）、前上盖（11）、后上盖（12）、后壳体（13）、前壳体（14）、控制***（15）、电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）。所述控制***（15）安装于前壳体（14）内部，电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）安装在后壳体（13）内部；电气元器件（16）和测距传感器（17）与控制***（15）连接，前上盖（11）通过螺钉与前壳体（14）紧固在一起；后上盖（12）通过螺钉与后壳体（13）紧固在一起；柔性通讯天线（5）安装在后上盖（12）上面并与控制***（15）连接，摄像机（9）分别安装在后壳体（13）和前壳体（14）上，并与控制***（15）连接。充电插头（18）和电池（20）连接，电池（20）为整个机器人***提供电源。
如图4所示，所述从动车轮机构（4）包括：从动轮压盖一（25）、从动轮（26）、轴承一（27）、从动轮压盖二（28）和叶轮（29）；轴承一（27）安装于从动轮（26）轴承孔内，从动轮压盖一（25）和从动轮压盖二（28）通过螺栓将轴承一（27）固定于从动轮（26）轴承孔内。叶轮（29）通过螺栓与从动轮压盖二（28）连接、紧固。
如图5所示，所述360°旋转摆臂机构（3）包括：摆臂（30）和摆臂减震座（31）；摆臂（30）通过螺栓与摆臂减震座（31）连接、紧固，摆臂减震座（31）采用360°轮辐式设计，在机器人受到较大冲击时可起到缓冲、减震的作用，保护自身及机器人不受损坏。360°旋转摆臂机构（3）与抗冲击保护离合装置（6）连接，摆臂（30）由抗冲击保护离合装置（6）的摆臂电机驱动，摆臂（30）可协助机器人翻转机身状态、辅助越障。
如图6所示，所述右前驱动机构（6）包括：垫片（45）、驱动轴（46）、驱动轮（47）、V型密封圈（48）、前轴端盖（49）、前轴套（50）、轴承二（51）和驱动电机（52）。驱动电机（52）通过螺栓与前壳体（14）连接、紧固。驱动轴（46）与轴承二（51）轴孔配合，安装于前壳体（14）的轴承安装孔内并通过前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）固定，驱动轴（46）与驱动电机（52）轴孔配合，通过紧定螺钉固定。前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）之间有O型密封圈。前轴套（50）、V型密封圈（48）、驱动轮（47）和垫片（45）穿过驱动轴（46）并通过螺栓连接、紧固。
所述左前驱机构（10）与右前驱动机构（6）组成结构相同。
如图7所示，所述履带张紧机构（7）包括：弹簧（21）、导向套（22）、无油轴承（23）和垫片（24）；弹簧（21）穿入导向套（22）孔内，构成组合体。组合体一端与后壳体（13）两侧的安装孔配合、安装。无油轴承（23）、垫片（24）依次安装于前壳体（14）两侧的安装孔内，组合体的另一端也安装在前壳体（14）两侧的安装孔内。此时前壳体（14）与后壳体（13）可通过弹簧的压缩和伸长沿着弹簧的轴向做直线运动。
通过履带（2）与从动轮（25）、驱动轮（46）的配合和限制，前壳体（14）与后壳体（13）将弹簧（21）压缩，履带（2）、从动轮（25）和驱动轮（46）在履带张紧机构（7）的配合下，将后壳体（13）和前壳体（14）组成一个整体，同时履带张紧机构（7）的弹簧（21）和导向套（22）又可对履带（2）起到张紧的作用。
轻型履带式侦察机器人的工作过程是：该轻型履带式侦察机器人工作时，侦察人员通过手持遥控终端以无线通讯方式对该机器人进行远程控制，包括对该机器人进行参数设置、完成采集信息的数据传输。轻型履带式侦察机器人接收到手持遥控终端发来的命令后，便按照侦察人员的命令侦察，侦察过程中不断将采集的图像信息发送到手持遥控终端。便于侦察人员及时掌握判断现场情况及时做出正确的判断。当侦察机器人在行进过程中遇到障碍物时，如图8、图9所示，机器人可通过360°旋转摆臂机构将摆臂搭在障碍物上，并通过旋转摆臂将机器人抬起，通过驱动履带越过障碍，履带式底盘具备较强的攀爬越障能力。通过旋转摆臂的角度，摆臂可作为机器人在复杂路况状态下翻越障碍物的辅助支撑，机器人通过履带与摆臂的组合，可实现机器人在复杂路况的通过能力。
由于轻型履带式侦察机器人采用轻量化材料设计，当侦察机器人在水中行走时，可漂浮于水面，机身下半部分沉于水面之下，此时通过驱动轮的旋转运动带动叶轮转动，叶轮与履带运动产生向前或向后的推力，保证机器人可在水面前进、后退。
本发明所述并不限于具体实施方式所述的实施例，只要是本领域技术人员根据本发明方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新及保护的范围。

Claims (6)

1.一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：该机器人由机器人本体（1）、履带（2）、360°旋转摆臂机构（3）、从动车轮机构（4）、柔性通讯天线（5）、抗冲击保护离合装置（6）、履带张紧机构（7）、右前驱动机构（8）和左前驱机构（10）组成；所述抗冲击保护离合装置（6）与机器人本体（1）配合、安装；从动车轮机构（4）和360°旋转摆臂机构（3）均安装在抗冲击保护离合装置（6）的后轴上，左右对称共两组；右前驱动机构（8）和左前驱动机构（7）分别安装在机器人本体（1）上；两条履带（2）分别将右前驱动机构（8）和从动轮装置（4）以及左前驱动机构（10）和从动轮装置（4）连接起来，履带张紧机构（7）安装在机器人本体（1）的两侧，用于将两条履带（2）绷紧；柔性通讯天线（5）安装在机器人本体（1）上方。
2.根据权利要求1所述一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）包括：摄像机（9）、前上盖（11）、后上盖（12）、后壳体（13）、前壳体（14）、控制***（15）、电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）；所述控制***（15）安装于前壳体（14）内部，电气元器件（16）、测距传感器（17）、充电插头（18）、开关（19）和电池（20）安装在后壳体（13）内部，前上盖（11）通过螺钉与前壳体（14）紧固在一起；后上盖（12）通过螺钉与后壳体（13）紧固在一起；柔性通讯天线（5）安装在后上盖（12）上面并与控制***（15）连接，摄像机（9）分别安装在后壳体（13）和前壳体（14）上，并与控制***（15）连接。
3.根据权利要求1所述一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：所述从动车轮机构（4）包括：所述从动车轮机构（4）包括：从动轮压盖一（25）、从动轮（26）、轴承一（27）、从动轮压盖二（28）和叶轮（29）；轴承一（27）安装于从动轮（26）轴承孔内，从动轮压盖一（25）、从动轮压盖二（28）通过螺栓将轴承一（27）固定于从动轮（26）轴承孔内；叶轮（29）通过螺栓与从动轮压盖二（28）连接、紧固。
4.根据权利要求1所述一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：所述360°旋转摆臂机构（3）包括：摆臂（30）和摆臂减震座（31）；摆臂（30）通过螺栓与摆臂减震座（31）连接、紧固，摆臂减震座（31）采用360°轮辐式设计，360°旋转摆臂机构（3）与抗冲击保护离合装置（6）连接，摆臂（30）由抗冲击保护离合装置（6）的摆臂电机驱动。
5.根据权利要求1所述一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：所述右前驱动机构（6）包括：垫片（45）、驱动轴（46）、驱动轮（47）、V型密封圈（48）、前轴端盖（49）、前轴套（50）、轴承二（51）和驱动电机（52）；驱动电机（52）通过螺栓与前壳体（14）连接、紧固；驱动轴（46）与轴承二（51）轴孔配合，安装于前壳体（14）的轴承安装孔内并通过前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）固定，驱动轴（46）与驱动电机（52）轴孔配合，通过紧定螺钉固定；前轴端盖（49）和螺栓与前壳体（14）之间有O型密封圈；前轴套（50）、V型密封圈（48）、驱动轮（47）和垫片（45）穿过驱动轴（46）并通过螺栓连接、紧固；所述左前驱机构（10）与右前驱动机构（6）组成结构相同。
6.根据权利要求1所述一种轻型履带式侦察机器人，其特征在于：所述履带张紧机构（7）包括：弹簧（21）、导向套（22）、无油轴承（23）和垫片（24）；弹簧（21）穿入导向套（22）孔内，构成组合体，该组合体与后壳体（13）两侧的安装孔配合、安装；无油轴承（23）、垫片（24）依次安装于前壳体（14）两侧的安装孔内。
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