CN104176148A - 基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，包括机体，机体的左侧设置有第一行走轮组，机体的右侧设置有第二行走轮组；所述机体上还设置有第一电机组和第二电机组，第一电机组和第二电机组均包括至少两个转子同轴串联的电机。本发由于驱动机体同侧行走轮的各电机的转子同轴串联连接，因此同一行走轮便同时受到若干各电机的合力驱动，在翻越障碍时，可使机器人在只有少量行走轮接触地面情况下，仍然具有足够的动力翻越障碍或脱困，越障脱困能力大大提高；且驱动同一行走轮的各电机和同一控制器连接，控制器能向各电机发出统一的控制信号，实现了各电机的并联控制，机器人行走控制设计更简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种救援探测机器人，特别涉及一种基于并联运动机构控制的便携式矿用救援探测机器人。
背景技术
大量研究和实践证明，将机器人应用到矿难救援中，可帮助救援队员掌握事故现场第一手信息和资料，提高救援效率，最大限度地减少伤亡和损失。
现有的矿用探测机器人，为了能在充满着易燃易爆气体、液体或粉尘等环境下安全工作，大功率用电设备均采用了隔爆处理，如公告号为：201516604U的中国专利“模块化履带摇臂式煤矿井下探测机器人”，公告号为：201264655的中国专利“煤矿救援探测机器人”，公告号为：101643096A的中国专利“一种煤矿井下救援探测机器人”，公告号为:101417674的中国专利“煤矿井下搜救探测机器人运动装置”等。由于设置了厚重的隔爆层等防爆措施，导致机器人的体积较为庞大且笨重，机器人的移动灵活性和便携性受到很大影响。
并且现有的矿用探测机器人，一般是采用一台电机驱动一个动力轮的驱动方式，单个动轮所得到的功率和扭矩较低，并且在极端情况下，可能只有少量驱动轮接触地面，这时接触地面的驱动轮由于动力较小会导致机器人不足以脱困。
而矿用探测机器人必须具备较强的穿越和规避障碍的能力，才能应对井下复杂的地形环境的能力，以顺利实现井下救援和探测等任务；然而由于现有矿用机器人存在体积庞大笨重、灵活性差，驱动轮动力小等缺点，使得其在面对井下复杂地面环境时并不能灵活的穿越或规避障碍，不能顺利的完成搜救和探测等任务。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，以解决现有矿用本安救援探测机器人驱动轮动力较弱、越障能力较差等问题。
本发明基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，包括机体，所述机体的左侧设置有第一行走轮组，所述机体的右侧设置有第二行走轮组；所述机体上还设置有驱动第一行走轮组的第一电机组和驱动第二行走轮组的第二电机组，所述第一电机组和第二电机组均包括至少两个转子同轴串联的电机。
进一步，所述基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体还包括用于控制第一电机组的第一控制器和控制第二电机组的第二控制器，所述第一电机组中的各电机分别通过单独的信号模块和隔离器件和第一控制器连接；所述第二电机组中的各电机分别通过单独的信号模块和隔离器件和第二控制器连接。
进一步，所述各电机、各信号模块和各控制器均设置有独立的供电模块。
进一步，所述第一行走轮组和第二行走轮组均包括至少两个行走轮，各行走轮通过皮带减速传动装置和对应的电机组的动力输出端连接。
进一步，所述第一电机组中的各电机和第二电机组中的各电机均通过弹性联轴器连接。
进一步，所述机体由6061铝合金板材制成。
本发明的有益效果：
1、本发明基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，由于驱动机体同侧行走轮的各电机的转子同轴串联连接，因此同一行走轮便同时受到若干各电机的合力驱动，在翻越障碍时，可使机器人在只有少量行走轮接触地面情况下，仍然具有足够的动力翻越障碍或脱困，越障脱困能力大大提高。
2、本发明基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，驱动同一行走轮的各电机和同一控制器连接，因此控制器能向驱动同一行走轮的各电机发出统一的控制信号，实现了各电机的并联控制，相对于现有机器人各行走轮的驱动电机需要分别控制而言，本申请在机器人行走控制设计方面更简单。
3、本发明基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，由于同一行走轮由多个电机驱动，因此单个电机的功率较低；同时各电机、各信号模块和各控制器均设置有独立的供电模块，因此各电器件的电压、电流、电感都较低，可使机器人本体具有很好的防爆特性。
附图说明
图1为本发明基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体的立体结构示意图；
图2为对行走轮运动并联控制的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，包括机体1，所述机体1的左侧设置有第一行走轮组2，所述机体1的右侧设置有第二行走轮组3；所述机体1上还设置有驱动第一行走轮组2的第一电机组4和驱动第二行走轮组3的第二电机组5，所述第一电机组4和第二电机组5均包括两个转子同轴串联的电机。
当然在具体实施中，所述第一电机组4和第二电机组5所包括的电机数量还可根据需要进行增加调整，但其数量均需在两台以上。本实施例中，所述第一电机组4中的各电机和第二电机组5中的各电机均通过弹性联轴器6连接，弹性联轴器6可以克服电子转子的同轴度偏差，精确传递扭矩；当然在不同实施例中弹性联轴器6也可换做其它连接件。
本实施例基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，由于驱动机体同一侧行走轮的各电机的转子同轴串联连接，因此同一行走轮便同时受到若干各电机的合力驱动，在翻越障碍时，可使机器人在只有少量行走轮接触地面情况下，仍然具有足够的动力翻越障碍或脱困，越障脱困能力大大提高。
作为对本实施例的改进，本基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体还包括用于控制第一电机组4的第一控制器7和控制第二电机组5的第二控制器8，所述第一电机组4中的各电机分别通过单独的信号模块9和隔离器件10和第一控制器7连接；所述第二电机组5中的各电机分别通过单独的信号模块和隔离器件和第二控制器连接。
本实施例中，机器人的转向通过控制左侧和右侧行走轮以不同的转速转动实现。本实施例基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，由于驱动同一行走轮的各电机和同一控制器连接，因此控制器能向驱动同一行走轮的各电机发出统一的控制信号，实现了各电机的并联控制，相对于现有机器人各行走轮的驱动电机需要分别控制而言，本申请在机器人行走控制设计方面更简单；同时通过隔离器件10又使各器件在电气连接上相互独立，信号干扰小。
作为对本实施例的改进，所述各电机、各信号模块9和各控制器均设置有独立的供电模块11；由于同一行走轮由多个电机驱动，因此单个电机的功率较低；同时各电机、各信号模块和各控制器均设置有独立的供电模块，因此各电器件的电压、电流、电感都较低，可使机器人本体具有很好的防爆特性。
作为对本实施例的改进，所述第一行走轮组4和第二行走轮组5均包括两个行走轮(当然在具体实施中各行走轮组中的行走轮数量可根据需要调整，其数量在两个以上均可)，各行走轮通过皮带减速传动装置12和对应的电机组的动力输出端连接；皮带减速传动装置12不仅可以增大行走轮的驱动力矩，还可对起到缓冲隔震作用，有利于保护转动装置及电机等。
作为对本实施例的改进，所述机体1由6061铝合金板材制成，6061铝合金板材质量轻、强度和焊接性好，使得机器人本体重量较轻，移动灵活性更强、便于携带，同时还能满足本质安全要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，包括机体，所述机体的左侧设置有第一行走轮组，所述机体的右侧设置有第二行走轮组；其特征在于：所述机体上还设置有驱动第一行走轮组的第一电机组和驱动第二行走轮组的第二电机组，所述第一电机组和第二电机组均包括至少两个转子同轴串联的电机。
2.根据权利要求1所述的基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，其特征在于：还包括用于控制第一电机组的第一控制器和控制第二电机组的第二控制器，所述第一电机组中的各电机分别通过单独的信号模块和隔离器件和第一控制器连接；所述第二电机组中的各电机分别通过单独的信号模块和隔离器件和第二控制器连接。
3.根据权利要求2所述的基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，其特征在于：所述各电机、各信号模块和各控制器均设置有独立的供电模块。
4.根据权利要求1所述的基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，其特征在于：所述第一行走轮组和第二行走轮组均包括至少两个行走轮，各行走轮通过皮带减速传动装置和对应的电机组的动力输出端连接。
5.根据权利要求1所述的基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，其特征在于：所述第一电机组中的各电机和第二电机组中的各电机均通过弹性联轴器连接。
6.根据权利要求1所述的基于并联运动机构控制的便携式矿用本安探测机器人本体，其特征在于：所述机体由6061铝合金板材制成。
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