CN101367207A - 一种小型无人地面机器人 - Google Patents

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一种小型无人地面机器人，其特征在于：所述的小型无人地面机器人包括驱动行走机构，手臂机构，摄像云台部分，机器人底盘框架，控制模块；驱动行走机构固定安装在机器人底盘框架上，手臂机构采用可拆卸方式安装在驱动行走机构的上面，摄像云台部分采用可拆卸方式安装在手臂机构上，控制模块与机器人分离，控制机器人各种复杂的动作。本发明的优点：该机器人驱动行走机构采用履带方式，增加与地面的附着力，履带轮采用吸能减震设计，增加机器人的抗摔碰能力，可装卸式前辅轮采用履带结构，增加机器人的通过性能，前辅轮具有辅助跨越壕沟、越障、辅助上楼梯和旋转翻身功能，机械手臂采用6自由度，具有灵活、轻便、可靠、工作能力强等特点，能够抓取、搬运物体，机器人采用无外漏裸线和防水设计，可全天候工作，驱动行走机构可涉水行走。

Description

一种小型无人地面机器人
技术领域
本发明涉及机器人结构领域，特别提供了一种小型无人地面机器人。
背景技术
小型无人地面机器人(也称特种机器人)的发展可追溯到19世纪30年代，但达到实用价值水平的在70年代左右，特种机器人在这个时候也开始发展，第一代特种机器人特点是控制复杂，相对体积、重量庞大等，不便于操作和转移；随着电子器件的发展，第二代特种机器人应运而生，新型的PLC器件代替了晶体管控制器件，操作性和机械性能有所改观；目前，大规模集成电路和专用控制芯片的不断开发和运用，第三代特种机器人也随着诞生，目前这代机器人在不同的领域发挥着重要的作用。
美国的特种机器人目前处于世界领先水平，在美军对阿富汗和伊拉克的战争中，一共使用了近5000台特种机器人，协助美军完成各种任务，在我国，随着机器人制造业的不断发展，越来越多的领域需要更加重视以人为本，进一步保证安全可靠，稳妥完成目标任务，为此某些领域开始采用国外现有的特种机器人，很多大学和研究所也开始设计无人驾驶平台以满足部分市场的需要，但是在部队，由于技术及战略、资金等种种原因，战争中使用的特种机器人仍处于空白。
发明内容
本发明的目的是为了实现安全可靠，并稳妥完成目标任务，特别提供了一种小型无人地面机器人。
本发明提供了一种小型无人地面机器人，其特征在于：所述的小型无人地面机器人包括驱动行走机构1，手臂机构2，摄像云台部分3，机器人底盘框架4，控制模块5；
驱动行走机构1固定安装在机器人底盘框架4上，手臂机构2采用可拆卸方式安装在驱动行走机构1的上面，摄像云台部分3采用可拆卸方式安装在手臂机构2上，控制模块(5)与机器人是分体结构。
所述的驱动行走机构1包括前箱体101，前辅轮102，履带张紧轮103，行进履带104，后轮105，后箱体106，后箱盖107，前箱盖108，电池盒109，辅助履带110，小前轮111，驱动轮112，链条113；驱动轮112和后轮105外部安装行进履带104，前辅轮102通过轴与前箱体101连接，驱动轮112通过轴与前箱体101连接，履带张紧轮103安装在前箱体101侧面对应行进履带104的位置，后轮105通过轴安装在后箱体106侧面，后箱盖107盖在后箱体106上面，前箱盖108盖在前箱体101上面，电池盒109安装在前箱体101上面，辅助履带110安装在小前轮111和前辅轮102的外部。
所述的前箱体101内包括前面板1011，驱动电机1012，前辅轮驱动装置1013，旋转平台座1014，电机驱动器1015；前面板1011安装在前箱体101的前面，驱动电机1012安装在前箱体101内部靠前的位置，与前辅轮驱动装置1013连接，旋转平台座1014安装在前箱体101的中部位置，与电机驱动器1015连接。
所述的手臂机构2包括大臂旋转座201，大臂关节部分202，大臂筒203，小臂关节204，小臂筒205，手腕关节206，机械手爪部分207；大臂旋转座201与旋转平台座1014连接，大臂筒203通过大臂关节部分202与大臂旋转座201连接，小臂筒205通过小臂关节204与大臂筒203连接，机械手爪部分207通过手腕关节206与小臂筒205连接。
所述的机械手爪部分207包括手掌部分2071，手爪减速箱盖二2072，夹钳电机2073，手爪减速箱2074，手爪减速箱盖一2075，腕转电机2076，手腕臂2077，手爪摄像头2078；手掌部分2071与夹钳电机2073连接，腕转电机2076通过手爪减速箱2074与夹钳电机2073连接，手爪减速箱盖一2075和手爪减速箱盖二2072固定安装在手爪减速箱2074的两端，腕转电机2076与手腕臂2077连接，手爪摄像头2078固定安装在手爪减速箱2074上。
所述的大臂关节部分202包括减速箱端盖2021，关节蜗轮2022，蜗轮轴承2023，关节减速箱2024，关节蜗杆2025，蜗杆轴承2026，联轴器2027，电机法兰2028，关节电机2029，手臂电机驱动器2030；关节蜗轮2022通过蜗轮轴承2023安装在关节减速箱2024内，减速箱端盖2021通过螺栓安装在关节减速箱2024的靠近关节蜗轮2022一端，关节蜗杆2025通过蜗杆轴承2026安装在关节减速箱2024内，关节电机2029通过电机法兰2028安装在关节减速箱2024上，电机2029输出轴通过联轴器2027与关节蜗杆2025连接，手臂电机驱动器2030与关节电机2029连接。
所述的手掌部分2071包括手指20711，指节一20712，指节二20713，手掌20714，深沟球轴承20715，螺旋滑块20716，螺旋推杆20717，手掌端盖20718；螺旋推杆20717穿过螺旋滑块20716并通过深沟球轴承20715安装在手掌20714上，指节一20712和指节二20713的一端分别与手掌20714的前端铰接，指节一20712和指节二20713的另一端分别与手指20711铰接。
摄像云台由云台旋转机构、摄像机罩和摄像机组成，摄像机罩与云台旋转机构联结，摄像机安装在摄像机罩内。，控制模块5由控制计算机、控制键盘、控制手轮和触摸监视屏组成。
本发明主要功能是代替或协助人进入危险环境进行工作，减少危险环境对人身的伤害。他既可用于武警、公安排爆排险工作，也可用于军队进行地面侦察、伤员救助、武器药品运送及配合进攻等。
本发明的优点：
该机器人可装卸式前辅轮采用履带结构，增加机器人的通过性能，前辅轮具有辅助跨越壕沟、越障、辅助上楼梯和旋转翻身功能，同时快速拆卸后能通过较窄的狭小通道；机械手臂采用6自由度，具有灵活、轻便、工作能力强等特点，能够抓取、搬运物体，独特的内部布线结构，使手臂外部没有任何电缆，大大提高机器人的可靠性和全天候功能；控制箱采用自主设计抗震箱体，采用人体工程学设计，便于携带操作。机器人采用防水设计，可全天候工作，驱动行走机构可涉水行走。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为  机器人总体结构示意图；
图2为  驱动行走机构分解示意图；
图3为  前箱体分解示意图；
图4为  手臂结构分解示意图；
图5为  大臂关节部分分解示意图；
图6为  手爪部分分解示意图；
图7为  手掌部分分解示意图；
图8为  控制模块示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明提供了一种小型无人地面机器人，其特征在于：所述的小型无人地面机器人包括驱动行走机构1，手臂机构2，摄像云台部分3，机器人底盘框架4，控制模块5与机器人是分体结构；
驱动行走机构1固定安装在机器人底盘框架4上，手臂机构2采用可拆卸方式安装在驱动行走机构1的上面，摄像云台部分3采用可拆卸方式安装在手臂机构2上，控制模块5安装在机器人底盘框架4里面。
所述的驱动行走机构1包括前箱体101，前辅轮102，履带张紧轮103，行进履带104，后轮105，后箱体106，后箱盖107，前箱盖108，电池盒109，辅助履带110，小前轮111，驱动轮112，链条113；驱动轮112和后轮105外部安装行进履带104，前辅轮102通过轴与前箱体101连接，驱动轮112通过轴与前箱体101连接，履带张紧轮103安装在前箱体101侧面对应行进履带104的位置，后轮105通过轴安装在后箱体106侧面，后箱盖107盖在后箱体106上面，前箱盖108盖在前箱体101上面，电池盒109安装在前箱体101上面，辅助履带110安装在小前轮111和前辅轮102的外部。
所述的前箱体101内包括前面板1011，驱动电机1012，前辅轮驱动装置1013，旋转平台座1014，电机驱动器1015；前面板1011安装在前箱体101的前面，驱动电机1012安装在前箱体101内部靠前的位置，与前辅轮驱动装置1013连接，旋转平台座1014安装在前箱体101的中部位置，与电机驱动器1015连接。
所述的手臂机构2包括大臂旋转座201，大臂关节部分202，大臂筒203，小臂关节204，小臂筒205，手腕关节206，机械手爪部分207；大臂旋转座201与旋转平台座1014连接，大臂筒203通过大臂关节部分202与大臂旋转座201连接，小臂筒205通过小臂关节204与大臂筒203连接，机械手爪部分207通过手腕关节206与小臂筒205连接。
所述的机械手爪部分207包括手掌部分2071，手爪减速箱盖二2072，夹钳电机2073，手爪减速箱2074，手爪减速箱盖一2075，腕转电机2076，手腕臂2077，手爪摄像头2078；手掌部分2071与夹钳电机2073连接，腕转电机2076通过手爪减速箱2074与夹钳电机2073连接，手爪减速箱盖一2075和手爪减速箱盖二2072固定安装在手爪减速箱2074的两端，腕转电机2076与手腕臂2077连接，手爪摄像头2078固定安装在手爪减速箱2074上。
所述的大臂关节部分202包括减速箱端盖2021，关节蜗轮2022，蜗轮轴承2023，关节减速箱2024，关节蜗杆2025，蜗杆轴承2026，联轴器2027，电机法兰2028，关节电机2029，手臂电机驱动器2030；关节蜗轮2022通过蜗轮轴承2023安装在关节减速箱2024内，减速箱端盖2021通过螺栓安装在关节减速箱2024的靠近关节蜗轮2022一端，关节蜗杆2025通过蜗杆轴承2026安装在关节减速箱2024内，关节电机2029通过电机法兰2028安装在关节减速箱2024上，电机2029输出轴通过联轴器2027与关节蜗杆2025连接，手臂电机驱动器2030与关节电机2029连接。
所述的手掌部分2071包括手指20711，指节一20712，指节二20713，手掌20714，深沟球轴承20715，螺旋滑块20716，螺旋推杆20717，手掌端盖20718；螺旋推杆20717穿过螺旋滑块20716并通过深沟球轴承20715安装在手掌20714上，指节一20712和指节二20713的一端分别与手掌20714的前端铰接，指节一20712和指节二20713的另一端分别与手指20711铰接。
摄像云台由云台旋转机构、摄像机罩和摄像机组成，摄像机罩与云台旋转机构联结，摄像机安装在摄像机罩内。，控制模块5由控制计算机、控制键盘、控制手轮和触摸监视屏组成。
本发明主要功能是代替或协助人进入危险环境进行工作，减少危险环境对人身的伤害。他既可用于武警、公安排爆排险工作，也可用于军队进行地面侦察、伤员救助、武器药品运送及配合进攻等。

Claims (7)

1.一种小型无人地面机器人，其特征在于：所述的小型无人地面机器人包括驱动行走机构(1)，手臂机构(2)，摄像云台部分(3)，机器人底盘框架(4)，控制模块(5)；
驱动行走机构(1)固定安装在机器人底盘框架(4)上，手臂机构(2)采用可拆卸方式安装在驱动行走机构(1)的上面，摄像云台部分(3)采用可拆卸方式安装在手臂机构(2)上，控制模块(5)与机器人是分体结构。
2.按照权利要求1所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的驱动行走机构(1)包括前箱体(101)，前辅轮(102)，履带张紧轮(103)，行进履带(104)，后轮(105)，后箱体(106)，后箱盖(107)，前箱盖(108)，电池盒(109)，辅助履带(110)，小前轮(111)，驱动轮(112)，链条(113)；驱动轮(112)和后轮(105)外部安装行进履带(104)，前辅轮(102)通过轴与前箱体(101)连接，驱动轮(112)通过轴与前箱体(101)连接，履带张紧轮(103)安装在前箱体(101)侧面对应行进履带(104)的位置，后轮(105)通过轴安装在后箱体(106)侧面，后箱盖(107)盖在后箱体(106)上面，前箱盖(108)盖在前箱体(101)上面，电池盒(109)安装在前箱体(101)上面，辅助履带(110)安装在小前轮(111)和前辅轮(102)的外部。
3.按照权利要求2所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的前箱体(101)内包括前面板(1011)，驱动电机(1012)，前辅轮驱动装置(1013)，旋转平台座(1014)，电机驱动器(1015)；前面板(1011)安装在前箱体(101)的前面，驱动电机(1012)安装在前箱体(101)内部靠前的位置，与前辅轮驱动装置(1013)连接，旋转平台座(1014)安装在前箱体(101)的中部位置，与电机驱动器(1015)连接。
4.按照权利要求1或3所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的手臂机构(2)包括大臂旋转座(201)，大臂关节部分(202)，大臂筒(203)，小臂关节(204)，小臂筒(205)，手腕关节(206)，机械手爪部分(207)；大臂旋转座(201)与旋转平台座(1014)连接，大臂筒(203)通过大臂关节部分(202)与大臂旋转座(201)连接，小臂筒(205)通过小臂关节(204)与大臂筒(203)连接，机械手爪部分(207)通过手腕关节(206)与小臂筒(205)连接。
5.按照权利要求4所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的机械手爪部分(207)包括手掌部分(2071)，手爪减速箱盖二(2072)，夹钳电机(2073)，手爪减速箱(2074)，手爪减速箱盖一(2075)，腕转电机(2076)，手腕臂(2077)，手爪摄像头(2078)；手掌部分(2071)与夹钳电机(2073)连接，腕转电机(2076)通过手爪减速箱(2074)与夹钳电机(2073)连接，手爪减速箱盖一(2075)和手爪减速箱盖二(2072)固定安装在手爪减速箱(2074)的两端，腕转电机(2076)与手腕臂(2077)连接，手爪摄像头(2078)固定安装在手爪减速箱(2074)上。
6.按照权利要求4所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的大臂关节部分(202)包括减速箱端盖(2021)，关节蜗轮(2022)，蜗轮轴承(2023)，关节减速箱(2024)，关节蜗杆(2025)，蜗杆轴承(2026)，联轴器(2027)，电机法兰(2028)，关节电机(2029)，手臂电机驱动器(2030)；关节蜗轮(2022)通过蜗轮轴承(2023)安装在关节减速箱(2024)内，减速箱端盖(2021)通过螺栓安装在关节减速箱(2024)的靠近关节蜗轮(2022)一端，关节蜗杆(2025)通过蜗杆轴承(2026)安装在关节减速箱(2024)内，关节电机(2029)通过电机法兰(2028)安装在关节减速箱(2024)上，电机(2029)输出轴通过联轴器(2027)与关节蜗杆(2025)连接，手臂电机驱动器(2030)与关节电机(2029)连接。
7.按照权利要求5所述的小型无人地面机器人，其特征在于：所述的手掌部分(2071)包括手指(20711)，指节一(20712)，指节二(20713)，手掌(20714)，深沟球轴承(20715)，螺旋滑块(20716)，螺旋推杆(20717)，手掌端盖(20718)；螺旋推杆(20717)穿过螺旋滑块(20716)并通过深沟球轴承(20715)安装在手掌(20714)上，指节一(20712)和指节二(20713)的一端分别与手掌(20714)的前端铰接，指节一(20712)和指节二(20713)的另一端分别与手指(20711)铰接。
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