CN100522505C - 便携式移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于先进制造与自动化技术领域，具体地说是一种便携式移动机器人。它为模块化结构，由作业支撑臂、移动机构和车箱体三部分组成，其中移动机构的前轮的出轴与车箱体侧面的毂键合，移动机构的后轮与车箱体侧面的出轴插接，作业支撑臂安装在车箱体上方。由于本发明移动机构与车箱体、作业支撑臂与车箱体之间设计为可以快速装配和拆卸的机构，所以在实现移动机器人的功能的同时解决了移动机器人重量、体积的问题。这种模块化结构的移动机器人每个模块的体积和重量都很小，便于携带，用途广泛。

Description

便携式移动机器人

技术领域

本发明属于先进制造与自动化技术领域，具体地说是一种具有模块化结构的便携式移动机器人。

技术背景

随着制造业和自动化技术的发展以及面向反恐防爆领域机器人的研究，目前研制出的移动机器人很多。由于受到材料和工艺水平的限制，为了实现预期的目标，移动机器人不可拆卸，体积大、重量也重，携带和运输都很不方便，应用领域受到限制。有些移动机器人虽然体积小、重量轻，但功能要差很多，爬坡能力、越障能力等方面都受到很大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有模块化结构的便携式移动机器人，它在具有爬坡能力、越障能力功能的同时，解决了移动机器人体积、重量与功能之间的矛盾，便于携带。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为模块化结构，由作业支撑臂、移动机构和车箱体三部分组成，具体为：移动机构的前轮的出轴与车箱体侧面的毂键合，移动机构的后轮与车箱体侧面的出轴插接，作业支撑臂安装在车箱体上方；

所述移动机构由后轮，驱动带，撑子，前轮及摆臂组成，其中前轮一侧安装有摆臂，另一侧的出轴与车箱体侧面带键槽的毂安装在一起，后轮上设一组孔，通过法兰盘与车箱体出轴连接；前轮通过驱动带、撑子与后轮成为一体；所述移动机构前轮的出轴为带键的空心轴，前端具有锥度；

所述撑子位于后轮与前轮之间，由两个通过螺纹轴安装在一起的支撑部分构成，其中支撑部分与带轮相连的一端的边缘为与带轮外形相适应的弧形，另一端与螺纹轴连接；所述螺纹轴一端通过连接套螺纹连接，另一端与支撑部分相连。

本发明具有如下优点：

1.具有体积、重量小特点。本发明便携式移动机器人为模块化结构，拆分后的小车其重量分成四部分，每部分重量和体积都很小(如：每个模块的体积不超过0.025m³，质量不超过14Kg)，可以携带，运输也很方便。而现有技术中能实现同样功能的移动机器人体积都在2m³以上，质量都在80Kg以上。

2.爬坡和越障功能更好。与现有技术中有些移动机器人体为了追求体积和重量的指标，不能附加移动机构的辅助装置，造成爬坡和越障的性能大大降低的不足相比，本发明移动机构的摆臂与车箱体可以有一定夹角，这样的结构更有利于爬坡和越障。

3.结构简单、灵活。本发明模块化的移动机器人能够很容易的快速拆卸安装，移动机构与车箱体之间和作业支撑臂与车箱体之间的连接以螺纹连接为主，操作方便。移动机构中可以调整长度的撑子即把移动机构中的驱动带和带轮连在了一起，又使移动机构中前后带轮保持了与车箱体前轴相同的中心距，解决了移动机构与车箱体之间连接的难题。

附图说明

图1为便携式移动机器人各模块装配结构示意图。

图2为图1中移动机构结构示意图。

图3-1为移动机构前轮和车箱体侧面的毂连接的具体结构示意图。

图3-2为移动机构后轮和车箱体侧面的出轴的连接结构示意图。

图4为图2中撑子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、3所示，便携式移动机器人由作业支撑臂1、移动机构2和车箱体5三部分组成，所述移动机构2与车箱体5可拆卸结构；具体为：移动机构2的前轮的出轴与车箱体5侧面带键槽的毂安装在一起，移动机构2的后轮6与车箱体5侧面的出轴插接，作业支撑臂1安装在车箱体5上方。

所述作业支撑臂1的种类很多，有观测用的安装摄像头的机械臂，还有带手爪作业用的机械臂等(本实施例为安装摄像头的机械臂)。为了实现不同的功能，可以配有不同的作业支撑臂。作业支撑臂的底座要有能与车箱体相对应的安装孔，以便于和车箱体连接。

如图2所示，所述移动机构2由后轮6，驱动带7，撑子8，前轮9及摆臂组成，其中前轮9一侧安装有摆臂，另一侧的出轴伸入到车箱体5侧面带键槽的毂中，前轮9通过驱动带7和撑子8与后轮6成为一体，所述撑子8位于后轮6与前轮9之间；所述摆臂以前轮9为主动轮(共用)，从动轮通过覆带与主动轮相连。前轮9和后轮6的中心距用撑子8长度的确定。

如图3-1、3-2所示，移动机构2的前轮9的出轴12为空心轴(前端具有锥度，和车箱体5装配时起导向作用)，与车箱体5的毂13键合，用前轮9的出轴12的键11实现传动，长螺栓10穿过出轴12与车箱体5的毂13连接。移动机构2的后轮6上设一组孔，与车箱体5出轴(为后轴，插入后轮6的轴孔)的法兰盘15上的螺纹孔对应，用螺钉连接。

如图4所示，撑子8由两个通过螺纹轴17安装在一起的支撑部分16构成，其中支撑部分16用尼龙制成以防对带轮造成伤害，一端的边缘做成与带轮外轮廓相同的弧形，另一端与螺纹轴17连接；螺纹轴17共两个分别加工成左右螺纹；连接套18用来将两个螺纹轴17连接在一起，连接套18的里面是内螺纹，一边加工成左螺纹，另一边加工成右螺纹，与两个螺纹轴17相对应。连接套18的外面加工成外六方，撑子支撑部分16与螺纹轴17固定连接，活动扳手旋转连接套，撑子的长度将伸长或缩短。

由于驱动带7的柔性，不能将轮连接在一起，因此本发明设计了可以调整长度的撑子8，用撑子8撑在前后带轮之间，使前后带轮保持合适的中心距。在驱动带7的张力和撑子8作用下，驱动带7和前后的带轮的位置和形状都固定了，构成独立模块，便于携带运输、前后带轮具有合适的中心距，也易于装配、拆卸。

具体安装过程：

本发明模块化结构在整体上可将移动小车拆分成独立的模块，独立模块也能够很容易的装配成移动小车。将移动小车拆分成独立模块的过程：

将撑子8置于移动机构2的前轮9和后轮6之间，用扳手拧动中间的连接套18，撑子8的长度伸长，使撑子8的支撑部分16恰好撑起移动机构2的前轮9和后轮6。

松开前后轮6的螺拴和螺钉，这时用手或工具轻轻往外拍打，即可轻松的将移动小车拆分成独立模块。独立模块装配成移动小车的过程：把移动机构2的前轮9的出轴12对准车箱体5的毂13，后轮6轴孔对准车箱体5出轴法兰盘15，用手轻轻拍打即可滑入轴孔内。卸下移动机构2中的撑子8，转动摆臂，使移动机构2的前轮9键11的方向与车箱体5的毂13键槽的方向吻合，继续向车箱体5移近移动机构2到恰当的位置，长螺栓10穿过移动机构2前轮9的出轴12(空心轴)伸入到车箱体5的毂13的螺纹孔中，轴向定位。用螺钉组把移动机构2的后轮6固定在车箱体5的出轴的法兰盘15上。同样的办法把另一个移动机构2装在车箱体5另一侧。作业支撑臂的拆、装更简单，只是几个螺钉的拆、装。

Claims (3)

1.一种便携式移动机器人，其特征在于：为模块化结构，由作业支撑臂(1)、移动机构(2)和车箱体(5)三部分组成，具体为：移动机构(2)的前轮的出轴与车箱体(5)侧面的毂键合，移动机构(2)的后轮(6)与车箱体(5)侧面的出轴插接，作业支撑臂(1)安装在车箱体(5)上方；

所述移动机构(2)由后轮(6)，驱动带(7)，前轮(9)及摆臂组成，其中前轮(9)一侧安装有摆臂，另一侧的出轴与车箱体(5)侧面带键槽的毂安装在一起，后轮(6)上设一组孔，通过法兰盘(15)与车箱体(5)出轴连接；前轮(9)通过驱动带(7)与后轮(6)成为一体；

拆分成独立模块时：设撑子(8)位于后轮(6)与前轮(9)之间，由两个通过螺纹轴(17)安装在一起的支撑部分(16)构成，其中支撑部分(16)与后轮(6)、前轮(9)相连端的边缘为与后轮(6)、前轮(9)外形相适应的弧形，另一端与螺纹轴(17)连接；装配成便携式移动机器人时：卸下撑子(8)。

2.根据权利要求1所述的便携式移动机器人，其特征是：所述移动机构(2)前轮的出轴(12)为带键的空心轴，前端具有锥度。

3.根据权利要求1所述的便携式移动机器人，其特征是：所述螺纹轴(17)一端通过连接套(18)螺纹连接，另一端与支撑部分(16)相连。

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