CN105035324A - 两轮机器人抛投舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两轮式机器人抛投舱机构，该机构包括舱门、紧定螺钉、卡箍、传动轴、舱体、轴套托、弹簧门、紧定螺钉、舱门套筒、轴托、电机固定架、电机、顶板、两轮式机器人、降落伞托、弹簧、轴套、轴套托固定板、圆柱销、滚子、联轴器等。驱动电机带动传动轴转动，舱门和弹簧门同时打开。在舱门打开的在舱门打开瞬间，弹簧释放能量，给予两轮式机器人足够的出舱速度，加速出舱过程，机器人出舱。本发明实现了模块化设计，便于飞机搭载，可独立控制，体积小、重量轻，尤其适用于需要检测但人无法靠近的特殊区域。

Description

两轮机器人抛投舱

技术领域

本发明属于机器人技术和航空航天领域。特别涉及到一种轮式机器人抛投舱机构。

背景技术

以地震救灾、核化泄漏以及特殊地区侦察等为应用背景。由于区域内环境未知，要求该机构能够在预定地点上空将两轮式机器人准确无误地投放于预定地点用于信息采集工作。在上述情况下，为了能够及时、有效、可靠的的获取灾难后的环境信息，需要抛投多个两轮式机器人，且能够实现同时抛投或单个分别抛投等功能。

为了实现上述功能，便于搭载在飞行器上，需要设计一种模块化的抛投舱，这种抛能够对两轮式机器人抛投动作独立控制，加速机器人出舱动作，减少机器人在飞机起飞，抛投舱开舱中所受的冲击，使机器人能够在承受极小冲击力的情况下着陆，进行探测任务。

发明内容

本发明在于提供了一种模块化的两轮式机器人抛投舱机构，给出了一种简单易用的实施方案。本发明采用下述技术方案实现。

一种两轮式机器人抛投舱机构，包括舱门、紧定螺钉、卡箍、传动轴、舱体、轴套托、弹簧门、紧定螺钉、舱门套筒、轴托、电机固定架、电机、顶板、两轮式机器人、降落伞托、弹簧、轴套、轴套托固定板、圆柱销、滚子、联轴器等。其中所述顶板通过紧固件、轴套托固定板通过卡箍固定在舱体上。轴托固定在顶板上，轴套托固定在轴套托固定板上。轴托、轴套托对传动轴进行支撑，两者之间装自润滑的轴套，减小两者间的摩擦。舱门、舱门套筒通过紧钉螺固定在传动轴上，装入两轮机器人时，分别对机器人，降落伞托进行支撑。舱门和机器人接触面装有滚子，圆柱销穿过滚子中心，固定在舱门上。电机固定在电机架上，通过联轴器和传动轴相连。电机架固定在顶板上。弹簧位于舱体内，固定在顶板上，弹簧的另一端和降落伞托固定。降落伞位于降落伞托中，降落伞托与两轮式机器人之间通过弹簧门隔开，确保在关闭舱门时弹簧的力不能作用在两轮式机器人上，从而减轻了舱门的负重。

根据以上技术方案所述抛投舱，其中舱体为碳纤维圆筒，其内壁光滑无凸起，保证了两轮式机器人的安全出舱。另一方面，碳纤维在满足抛投舱性能要求的条件下能够减轻舱体质量，减小挂载在飞机上的质量。

根据以上技术方案所述抛投舱，其中降落伞为定制降落伞，其结构根据两轮式机器人参数及工况设计，采用先进材料，能够在空中快速开伞，按预设的落地速度使机器人着陆，同时能适应较为苛刻的环境条件。

根据以上技术方案所述抛投舱，其中舱门为一扇形结构，与机器人接触面装有滚子，转轴为圆柱销，当舱门在传动轴的驱动下转动时，滚子在接触面间滚动，减小舱门与机器人之间的摩擦力，实现开舱都动作。在完成开舱动作后，舱门可以在传动轴的驱动下回到初始状态，在避免降落伞因飞机周围气流影响与飞机或舱门发生缠绕的同时，防止和其他机器人的抛投过程发生干扰，消除安全隐患。

根据以上技术方案所述抛投舱，其中弹簧能够使机器人和其他设备在抛投舱中可靠定位，并能减小因飞机起飞、飞行中的震动施加在机器人上冲击，保护机器人不受损害。在舱门打开瞬间，弹簧释放能量，给予两轮式机器人足够的出舱速度，加速出舱过程，避免机器人和降落伞因飞机周围气流影响与飞机或舱门发生缠绕碰撞，消除安全隐患。

根据以上技术方案所述抛投舱，其中降落伞悬挂于两轮是机器人上，在舱体内位于两轮式机器人和弹簧之间，并用降落伞托定位，以防降落伞在舱体歪斜错位，妨碍机器人正常出舱。

本发明的有益效果为：

1.抛投舱为模块化设计，更有利于搭载在无人机或其他飞行器上；

2.采用简单的结构形式解决了两轮式机器人在抛投舱内的定位、减振等问题；

3.给予两轮式机器人适合的出舱速度，实现形式简单可靠；

4.多个抛投舱可进行独立或同时控制；

5.结构简单可靠，安装方便，成本低廉，方便维修；

附图说明

图1是两轮式机器人抛投舱结构示意图

图2是两轮式机器人抛投舱内部结构示意图

图3是传动设备与卡箍连接处的剖视图

图4是特制舱门结构示意图

图5是电机安装示意图

其中附图中标记含义如下：

1、舱门2、紧定螺钉3、卡箍4、传动轴5、舱体6、轴套托7、弹簧门8、紧定螺钉9、舱门套筒10、轴托11、电机固定架12、电机13、顶板14、两轮式机器人15、降落伞托16、弹簧17、轴套18、轴套托固定板19、圆柱销20、滚子21、联轴器

具体实施方式

结合附图1-4对本发明技术方案做进一步说明。

如图1-4所示，该抛投舱由舱门1、紧定螺钉2、卡箍3、传动轴4、舱体5、轴套托6、弹簧门7、紧定螺钉8、舱门套筒9、轴托10、电机固定架机11、电机12、顶板13、两轮式机器人14、降落伞托15、弹簧16、轴套17、轴套托固定板18、圆柱销19、滚子20、联轴器21等组成。其中所述顶板通过紧固件、轴套托固定板通过卡箍固定在舱体上。轴托固定在顶板上，轴套托固定在轴套托固定板上。轴托、轴套托对传动轴进行支撑，两者之间装自润滑的轴套，减小两者间的摩擦。舱门、舱门套筒通过紧钉螺固定在传动轴上，装入两轮机器人时，分别对机器人，降落伞托进行支撑。舱门和机器人接触面装有滚子，圆柱销穿过滚子中心，固定在舱门上。电机固定在电机架上，通过联轴器和传动轴相连。电机架固定在顶板上。弹簧位于舱体内，固定在顶板上，弹簧的另一端和降落伞托固定。降落伞位于降落伞托中，降落伞托与两轮式机器人之间通过弹簧门隔开，确保在关闭舱门时弹簧的力不能作用在两轮式机器人上，从而减轻了舱门的负重。

电机和外置电源、PLC控制箱相连。装入两轮式机器人后，PLC控制箱驱动电机，舱门关闭。到达指定区域后，PLC发出开舱指令，驱动电机带动传动轴转动，舱门和弹簧门同时打开。在舱门打开的在舱门打开瞬间，弹簧释放能量，给予两轮式机器人足够的出舱速度，加速出舱过程，避免机器人和降落伞因飞机周围气流影响与飞机发生缠绕碰撞，消除安全隐患。两轮式机器人出舱后，电机驱动传动轴转动，舱门复位，在避免降落伞因飞机周围气流影响与飞机发生缠绕的同时，防止和其他机器人的抛投过程发生干扰。

弹簧及降落伞托能够使机器人和其他设备在抛投舱中可靠定位，并能减小因飞机起飞、飞行中的震动施加在机器人上冲击，保护机器人不受损害。弹簧的参数根据机器人人的实际工况进行设计，并进行了模拟实验验证，也可以采用多个弹簧的结构形式。

舱门为一扇形结构，与机器人接触面装有滚子，转轴为圆柱销，当舱门在传动轴的驱动下转动时，滚子在接触面间滚动，减小舱门与机器人之间的摩擦力，使开舱动作更加顺畅。本发明以舱门的转动中心为中心，在径向布置了五个圆柱滚子，也可以布置多列滚子。

Claims (6)

1.一种两轮式机器人抛投舱机构，包括舱门、紧定螺钉、卡箍、传动轴、舱体、轴套托、弹簧门、紧定螺钉、舱门套筒、轴托、电机固定架、电机、顶板、两轮式机器人、降落伞托、弹簧、轴套、轴套托固定板、圆柱销、滚子、联轴器等。其中所述顶板通过紧固件、轴套托固定板通过卡箍固定在舱体上。轴托固定在顶板上，轴套托固定在轴套托固定板上。轴托、轴套托对传动轴进行支撑，两者之间装自润滑的轴套，减小两者间的摩擦。舱门、舱门套筒通过紧钉螺固定在传动轴上，装入两轮机器人时，分别对机器人，降落伞托进行支撑。舱门和机器人接触面装有滚子，圆柱销穿过滚子中心，固定在舱门上。电机固定在电机架上，通过联轴器和传动轴相连。电机架固定在顶板上。弹簧位于舱体内，固定在顶板上，弹簧的另一端和降落伞托固定。降落伞位于降落伞托中，降落伞托与两轮式机器人之间通过弹簧门隔开，确保在关闭舱门时弹簧的力不能作用在两轮式机器人上，从而减轻了舱门的负重。

2.根据权利要求1所述抛投舱，其特征在于，舱体为碳纤维圆筒，其内壁光滑无凸起，保证了两轮式机器人的安全出舱。另一方面，碳纤维在满足抛投舱性能要求的条件下能够减轻舱体质量，减小挂载在飞机上的质量。

3.根据权利要求1所述抛投舱，其特征在于，降落伞为定制降落伞，其结构根据两轮式机器人参数及工况设计，采用先进材料，能够在空中快速开伞，按预设的落地速度使机器人着陆，同时能适应较为苛刻的环境条件。

4.根据权利要求1所述抛投舱，其特征在于，舱门为一扇形结构，与机器人接触面装有滚子，转轴为圆柱销，当舱门在传动轴的驱动下转动时，滚子在接触面间滚动，减小舱门与机器人之间的摩擦力，实现开舱都动作。在完成开舱动作后，舱门可以在传动轴的驱动下回到初始状态，在避免降落伞因飞机周围气流影响与飞机或舱门发生缠绕的同时，防止和其他机器人的抛投过程发生干扰，消除安全隐患。

5.根据权利要求1所述抛投舱，其特征在于，弹簧能够使机器人和其他设备在抛投舱中可靠定位，并能减小因飞机起飞、飞行中的震动、空中猛烈气流施加在机器人上冲击，保护机器人不受损害。在舱门打开瞬间，弹簧释放能量，给予两轮式机器人足够的出舱速度，加速出舱过程，避免机器人和降落伞因飞机周围气流影响与飞机发生缠绕碰撞，消除安全隐患。

6.根据权利要求1所述抛投舱，其特征在于，降落伞悬挂于两轮是机器人上，在舱体内位于两轮式机器人和弹簧之间，并用降落伞托定位，以防降落伞在舱体歪斜错位，妨碍机器人正常出舱。