CN103950480A - 一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置，包括蝎尾收放机构、仿蝎尾机构、镜头侦查机构，蝎尾收放机构包括固定基座、涡轮蜗杆、主动杆、第一-第二从动杆、从动杆基座，从动杆基座安装在固定基座上，涡轮蜗杆通过涡轮轴安装在固定基座上，第一-第二从动杆的第一端通过其各自的轴孔分别安装在从动杆基座上，主动杆的第一端通过其轴孔与涡轮轴相连，仿蝎尾机构包括第一-第二仿蝎尾单元，第二仿蝎尾单元与第一仿蝎尾单元的菱形尾座的上下两端分别通过第一-第二销轴相连，主动杆第二端的轴孔、第一-第二从动杆中部的轴孔安装第一销轴，第一-第二从动杆第二端的轴孔安装第二销轴。本发明结构轻便、操作灵活、占用空间小。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机器人辅助装置，具体地说是机器人越障侦查装置。
背景技术
目前大多是小型机器人其行进机构采用轮式、履带式和轮履结合式等机构，采用这类结构的机器人，受其外形尺寸限制，其底盘高度和轮子或者履带长度都是受限制或为固定值，这就造成其攀爬能力、越障能力都有一定范围，一般爬坡角度在0～45度，因此在遇到大坡度、崎岖底面、楼梯等不易通过的地形时，很难安全通过，有的甚至造成机器人翻滚倾覆，无法继续完成任务。而专门用于越障的攀爬机构，如：机械臂、机械腿等，其装置结较为复杂，存在关节多、机构笨重、驱动装置繁琐复杂、功耗大等缺点，而且机构占用空间较大、无收放能力，目标性单一、无拓展能力。
由此可见，上述现有的越障机构在结构和性能上，存在着诸多缺点和不便，需要进一步改进优化，拟补缺陷。如何能设计一种在保证机器人整体性能的基础上，还能够进一步拓展其越障能力和可倾覆恢复能力的装置就有实际要求。
发明内容
本发明的目的在于提供提高机体底盘高度、延长机体跨越沟壑长度、扩展机体构型的一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置，其特征是：包括蝎尾收放机构、仿蝎尾机构、镜头侦查机构，蝎尾收放机构包括固定基座、涡轮蜗杆、主动杆、第一-第二从动杆、从动杆基座，从动杆基座安装在固定基座上，涡轮蜗杆通过涡轮轴安装在固定基座上，主动杆的两端分别设置轴孔，第一从动杆为弧形结构，弧形结构的两端和中部均设置轴孔，第二从动杆与第一从动杆结构相同，第一-第二从动杆的第一端通过其各自的轴孔分别安装在从动杆基座上，主动杆的第一端通过其轴孔与涡轮轴相连，仿蝎尾机构包括第一-第二仿蝎尾单元，第一仿蝎尾单元包括柔性前尾、刚性后尾、菱形尾座，刚性后尾的前部与柔性前尾相连，刚性后尾的后部与菱形尾座相连，第二仿蝎尾单元与第一仿蝎尾单元结构相同，第二仿蝎尾单元与第一仿蝎尾单元的菱形尾座的上下两端分别通过第一-第二销轴相连，主动杆第二端的轴孔、第一-第二从动杆中部的轴孔安装第一销轴，第一-第二从动杆第二端的轴孔安装第二销轴，镜头侦查机构包括镜头、舵机，舵机安装在第一-第二仿蝎尾单元的刚性后尾的前端，镜头通过镜头架连接舵机。
本发明的优势在于：本发明设计的一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置，采用模块化设计、结构简单、占用机体平台空间小，可收放能够提高机体底盘高度、延长机体跨越沟壑长度，扩展机体构型，在楼宇等阶梯地形表现出很强的通过能力；而且安装仿蝎尾上的镜头侦查机构，采用舵机驱动具有重量轻、控制简单等特点，可用于车辆底盘、管道等狭窄地形侦搜，拓展机体功能，可用于反恐防爆。
附图说明
图1a是本发明的尾巴展开示意图a，图1b是本发明的尾巴展开示意图b；
图2a是本发明的尾巴收起示意图a，图2b是本发明的尾巴收起示意图b；
图3是本发明的蝎尾收放机构装配图；
图4是本发明的仿蝎尾机构及镜头侦查机构装配图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～4，本发明一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置，它由蝎尾收放机构1、仿蝎尾机构2、镜头侦查机构3组成。蝎尾收放机构1由固定基座1-1、涡轮蜗杆1-2、主动杆1-3、从动杆1-4、从动杆基座1-5、从动杆轴1-6、涡轮轴1-7、轴承1-8及配套螺钉组成；仿蝎尾机构2采用对称布置，由菱形尾座2-1a/b、刚性后尾2-2a/b、柔性前尾2-3a/b、销轴2-4及配套螺钉组成；镜头侦查机构3由舵机3-1、镜头架3-2、镜头座3-3和镜头3-4及配套螺钉组成。
固定基座1-1用于和移动机器人安装，采用模块化设计，安装便捷，同时完成主动杆基座1-5和涡轮轴1-7的定位和固定；采用涡轮蜗杆1-2实现减速增力并具有自锁能力，为主动杆1-3提供动力；从动杆轴1-6和轴承1-8与从动杆1-4配合；主动杆1-3、从动杆1-4和轴承1-8与权利1中的菱形尾座2-1a/b通过销轴2-4完成刚性连接，组成旋转机构，进而完成仿蝎尾机构2的收放，角度可达-45～180度，辅助实现了机器人的倾覆恢复能力，从而适应多种复杂地形的通过要求，同时仍能尽量减小占用机体平台的空间。
仿蝎尾机构2采用两个菱形尾座2-1a和2-1b对称布置，通过轴承和销轴2-4完成对权利1所述主动杆主动杆1-3和从动杆1-4刚性连接，组成旋转机构，不但不干涉，而且有利于主动杆1-3力的对称分布；刚性后尾2-2a/b通过螺钉完成与菱形尾座固定，其前部与柔性前尾2-3a/b通过螺钉连接；柔性前尾2-3a/b采用柔性材料，既能扩大接地面积提供足够支撑力，又能缓冲机器人穿越沟壑、楼梯等崎岖地形瞬时接触力，为机体提供柔性越障能力。
镜头侦查机构3采用舵机3-1直接做载台，安装于刚性后尾2-2a/b前端，体积小重量轻；镜头架3-2与舵机输出轴连接，能够实现180度回转，力矩大控制精确；镜头座3-3能够采用螺纹连接，能够安装多种圆柱形镜头镜头3-4；镜头侦查机构3通过与仿蝎尾机构2的协作能够实现对汽车底盘、管道等狭窄空间的视觉侦查，可用于反恐排爆、楼宇侦搜，具有很高的应用价值。
本发明主要由蝎尾收放机构1、仿蝎尾机构2、镜头侦查机构3组成。
结合图3，蝎尾收放机构1由固定基座1-1、涡轮蜗杆1-2、主动杆1-3、从动杆1-4、从动杆基座1-5、从动杆轴1-6、涡轮轴1-7、轴承1-8及配套螺钉组成。主动杆和从动杆与菱形尾座组成旋转机构，能够实现仿蝎尾机构按不同角度的旋转，来辅助机器人通过不用路况。
结合图4，仿蝎尾机构2采用对称布置，由菱形尾座2-1a/b、刚性后尾2-2a/b、柔性前尾2-3a/b、销轴2-4及配套螺钉组成。以菱形尾座实现与蝎尾收放机构的组着，以刚性后尾提供支撑力，以柔性前尾适应崎岖地形，起缓冲作用。
结合图4，镜头侦查机构3由舵机3-1、镜头架3-2、镜头座3-3和镜头3-4及配套螺钉组成。舵机能够实现180度旋转，为镜头提供绝佳的视野角度，镜头通过调整焦距，进一步精确观察目标。
现在说明本发明的一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置的不同地形的辅助机器人通过过程：
面对沟壑时候：机器人可将仿蝎尾机构适当平放来拓展整个机体纵向接地长度；面对楼梯、梯子等地形时候：本装置后置适当调整仿蝎尾机构旋转角度来改变机体底盘高度和着力点，进而改变整体重心，提供更便捷的攀爬角度，同时防止机器人倾覆。拓展功能：依靠机体和仿蝎尾机构的协作，来调整镜头侦查机构的方位，进而实现对车辆底盘、下水管道、楼宇室内等地形的视频侦搜。本装置，在机器人行驶在高通过地形时，可以收起，缩小占用机体空间，起到不妨碍机体工作的目的。
Claims (1)
1.一种仿蝎尾辅助越障和侦查装置，其特征是：包括蝎尾收放机构、仿蝎尾机构、镜头侦查机构，蝎尾收放机构包括固定基座、涡轮蜗杆、主动杆、第一-第二从动杆、从动杆基座，从动杆基座安装在固定基座上，涡轮蜗杆通过涡轮轴安装在固定基座上，主动杆的两端分别设置轴孔，第一从动杆为弧形结构，弧形结构的两端和中部均设置轴孔，第二从动杆与第一从动杆结构相同，第一-第二从动杆的第一端通过其各自的轴孔分别安装在从动杆基座上，主动杆的第一端通过其轴孔与涡轮轴相连，仿蝎尾机构包括第一-第二仿蝎尾单元，第一仿蝎尾单元包括柔性前尾、刚性后尾、菱形尾座，刚性后尾的前部与柔性前尾相连，刚性后尾的后部与菱形尾座相连，第二仿蝎尾单元与第一仿蝎尾单元结构相同，第二仿蝎尾单元与第一仿蝎尾单元的菱形尾座的上下两端分别通过第一-第二销轴相连，主动杆第二端的轴孔、第一-第二从动杆中部的轴孔安装第一销轴，第一-第二从动杆第二端的轴孔安装第二销轴，镜头侦查机构包括镜头、舵机，舵机安装在第一-第二仿蝎尾单元的刚性后尾的前端，镜头通过镜头架连接舵机。
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2014
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