CN105710857A - 一种智能排爆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能排爆机器人，其包括底架、行走机构、寻找机构、抓取机构、电路系统和控制系统。通过左右电机直接驱动左右后轮，明显降低电机的能量损耗；通过第一转向杆与第二转向杆形成直角转向机构，左右后轮驱动转弯时，同时由舵机驱动直角转向机构带动左右前轮转向，由后轮驱动和直角转向机构控制两种方式相互补充，提高了行走机构的灵活性、稳定性、可靠性；寻找机构为摄像头，进行全方位监测；左右导柱固定在底架的前端，其上架设第一龙门横梁，通过第一舵机和两块铰接的抬升板控制第一龙门横梁的起降，轻便、高效，第一龙门横梁上连接抓取机构拾取危险物。本发明结构简单，轻巧灵活，性能可靠，适应范围广，且成本低廉，利于应用推广。

Description

一种智能排爆机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种智能排爆机器人。

背景技术

全球范围内的恐怖袭击事件频频发生，严重威胁人们的生命安全，造成严重的经济损失。反恐防爆技术及装备的研究与发展，具有重大的经济意义和政治意义。排爆机器人代替排爆人员进入到爆炸的危险环境中进行排爆，是反恐组织中必不可少的装备。但是现有的排爆机器人结构复杂，性能稳定性差，且成本高昂，限制了其应用推广。因此，需要提出一种新型排爆机器人以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种智能排爆机器人。

一种智能排爆机器人，包括底板1、行走机构、寻找机构、抓取机构、电路系统和控制系统，该机器人为，

所述行走机构包括左右前轮2和左右后轮3，左右电机4对称连接在底板1后下方的左右两侧，左右后轮3直接连接在相应侧的电机4上；左右前轮支架6对称设置在底板1前下方的左右两侧，且与底板1之间为转动连接；左右前轮轴5的里端分别与相应侧的前轮支架6连接，左右前轮2分别通过轴承连接在相应侧前轮轴5的外端；左右前轮支架6分别与第一转向杆7的左右两端连接，第二转向杆8的前端与第一转向杆7连接，后端连接在第二舵机9上，从而由第一转向杆7和第二转向杆8形成直角转向机构；所述第二舵机9固定在底板1上；

底板1的前侧设有导柱支撑架10，所述导柱支撑架10呈倒U型结构；左右导柱11穿过导柱支撑架10的顶板固定在底板1上；第一龙门横梁12和第二龙门横梁13分别架设在左右导柱11上，其中第一龙门横梁12位于第二龙门横梁13下方，第一龙门横梁12在左右导柱11上能够上下滑动，第二龙门横梁13固接在左右导柱11上以加强支撑，保证左右导柱11平行；

所述抓取机构包括抬升机构和抓取件，所述抬升机构包括第一舵机14、第一抬升板15和第二抬升板16，第一舵机14固定在底板1上，第一抬升板15的下端与第一舵机14连接，上端通过合页与第二抬升板16的下端连接，第二抬升板16的上端通过合页连接在第一龙门横梁12上；所述抓取件连接在第一龙门横梁12上，用于对危险物的拾取；

所述寻找机构包括摄像头，架设在第一龙门横梁12上；

所述电机4、第一舵机14、第二舵机9和摄像头分别连接至控制系统和电路系统；所述控制系统通过无线信号传输与控制器连接；所述电路系统包括固定在底板1上的可移动电源。

所述第二转向杆8的前端设有长条孔，销钉穿过长条孔将第二转向杆8与第一转向杆7连接。

所述第一龙门横梁12和左右导柱11之间通过限位直线轴承连接。

所述抓取件选自1)、2)、3)中的任意一种：

1)所述抓取件为叉子17，如图4-a所示，所述叉子17包括两个叉头18，所述叉头18的前端设计为楔形；

2)所述抓取件为L型的叉子17，如图4-b所示，所述叉子17包括两个叉头18，所述叉头18的前端向上翘起形成一定坡度，翘起部分与本体之间圆滑连接；

3)所述抓取件为抓手，所述抓手与与第六舵机连接，由第六舵机控制抓手的打开与闭合；第六舵机通过两个连杆与第一龙门横梁12连接，两个连杆以及第一龙门横梁12与连杆之间分别通过第七舵机与第八舵机连接。

所述抓取件选自1)、2)中的任意一种时，所述叉子17与第一龙门横梁12之间通过第九舵机连接，控制叉子17的拾取角度，方便拾取危险物。

所述无线信号传输包括GPRS传输或蓝牙信号传输。

第三舵机固定在第一龙门横梁12上，第四舵机与第三舵机连接，并通过连杆与第五舵机连接，所述摄像头连接在第五舵机上；第三舵机和第四舵机分别控制连杆的垂直方向和水平方向的转向，第五舵机控制摄像头的转动，从而实现摄像头的全方位监测。

该机器人还包括保护框架；所述保护框架固定在底板1上，以不影响机器人工作为准，将底板1上的舵机、控制系统和电路系统罩在保护框架内部；所述保护框架的后侧板与顶板之间通过合页连接，以便检修或更换内部结构。

所述底板1上，以及所述保护框架的各个面上分别设有多排通孔，用于散热。

所述保护框架的左侧、右侧、前侧和后侧分别设置一个摄像头，对周围环境进行全方位监测。

本发明的有益效果为：

本发明通过第一舵机和两块铰接的抬升板控制第一龙门横梁的起降，由叉子或抓手拾取危险物，结构简单且稳定性高，使得抬升机构具有轻便、高效的特点；通过左右电机直接驱动左右后轮，明显降低电机的能量损耗；进一步通过第一转向杆与第二转向杆形成直角转向机构，左右后轮驱动转弯时，同时由舵机驱动直角转向机构带动左右前轮转向，由后轮驱动和直角转向机构控制两种方式相互补充，提高了行走机构的灵活性、稳定性、可靠性；本发明结构简单，轻巧灵活，操控性可靠，性能稳定性高，适应范围广，且成本低廉，利于应用推广。

附图说明

图1为一种智能排爆机器人示意图；

图2为一种智能排爆机器人后视图；

图3为一种智能排爆机器人仰视图；

图4为一种叉子示意图；

图5为前轮支架示意图；

图6为第二转向杆示意图；

图7为直角转向机构的示意图。

标号说明：1-底板，2-前轮，3-后轮，4-电机，5-前轮轴，6-前轮支架，7-第一转向杆，8-第二转向杆，9-第二舵机，10-导柱支撑架，11-导柱，12-第一龙门横梁，13-第二龙门横梁，14-第一舵机，15-第一抬升板，16-第二抬升板，17-叉子，18-叉头，19-立式支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1-图3所示一种智能排爆机器人，包括底板1、行走机构、寻找机构、抓取机构、电路系统和控制系统，该机器人为，

所述行走机构包括左右前轮2和左右后轮3。左右电机支座对称连接在底板1后下方的左右两侧，保证左右支座面平行、等高，左右电机4固定在相应侧的电机支座上，左右后轮3直接连接在相应侧的电机4上。左右前轮支架6如图5所示，对称设置在底板1前下方的左右两侧，左右前轮轴5的里端分别穿过相应侧前轮支架6的中心通孔，销钉穿过前轮支架6和前轮轴5将两者连接，之后销钉固定在底板1上，且前轮支架6和前轮轴5能够以销钉为轴进行转动。左右前轮2分别通过轴承连接在相应侧前轮轴5的外端，并保证轴承与前轮轴5为高于0.007mm的配合精度。前轮支架6的后端分别设有一对支耳，左右前轮支架6分别通过支耳与第一转向杆7的左右两端连接，如图6所示，第二转向杆8的前端设有长条孔，为转向时的第一转向杆7留有一定的移动空间，销钉穿过长条孔将第二转向杆8与第一转向杆7的中部连接，后端连接在第二舵机9上，从而由第一转向杆7和第二转向杆8形成直角转向机构，如图7所示；所述第二舵机9固定在底板1上，且第二舵机9的转向中心与底板1的中心线平行。

底板1的前侧呈U形，上方设有导柱支撑架10，所述导柱支撑架10呈倒U型结构，其左右侧板的底部设有水平支耳，左右导柱11依次穿过导柱支撑架10的顶板和水平支耳固定在底板1上。第一龙门横梁12和第二龙门横梁13分别架设在左右导柱11上，其中第一龙门横梁12位于第二龙门横梁13下方，第一龙门横梁12和左右导柱11之间通过限位直线轴承连接，使得第一龙门横梁12在左右导柱11上能够上下滑动，且滑动顺畅；第二龙门横梁13固接在左右导柱11上以加强支撑，保证左右导柱11平行。

所述抓取机构包括抬升机构和抓取件，所述抬升机构包括第一舵机14、第一抬升板15和第二抬升板16，第一舵机14通过立式支架19固定在底板1上，并保证立式支架19的立面与底板中心线平行；第一抬升板15的下端与第一舵机14连接，上端通过合页与第二抬升板16的下端连接，第二抬升板16的上端通过合页连接在第一龙门横梁12上。所述抓取件为叉子17，如图4-a所示，其包括两个叉头18，所述叉头18的前端设计为楔形；叉子17连接在第一龙门横梁12上，用于对危险物的拾取；进一步地，所述叉子17与第一龙门横梁12之间可以通过舵机连接，控制叉子17的拾取角度，方便拾取危险物。

所述寻找机构包括摄像头，第三舵机固定在第一龙门横梁12上，第四舵机与第三舵机连接，并通过连杆与第五舵机连接，所述摄像头连接在第五舵机上；第三舵机和第四舵机分别控制连杆的垂直方向和水平方向的转向，第五舵机控制摄像头的转动，从而实现摄像头的全方位监测。

所述电机4、摄像头、各舵机分别连接至控制系统和电路系统；所述控制系统通过蓝牙信号传输与控制器连接；所述电路系统包括固定在底板1上的可移动电源。

该机器人还包括保护框架(图中为画出)；所述保护框架固定在底板1上，以不影响机器人工作为准，将底板1上的舵机、控制系统和电路系统罩在保护框架内部；所述保护框架的后侧板与顶板之间通过合页连接，以便检修或更换内部结构。

机器人的底板1以及保护框架的各个面上分别布置满通孔，用于散热。

所述保护框架的左侧、右侧、前侧和后侧还可以分别设置一个摄像头，对周围环境进行全方位监测。

Claims (10)

1.一种智能排爆机器人，包括底板(1)、行走机构、寻找机构、抓取机构、电路系统和控制系统，其特征在于，

所述行走机构包括左右前轮(2)和左右后轮(3)，左右电机(4)对称连接在底板(1)后下方的左右两侧，左右后轮(3)直接连接在相应侧的电机(4)上；左右前轮支架(6)对称设置在底板(1)前下方的左右两侧，且与底板(1)之间为转动连接；左右前轮轴(5)的里端分别与相应侧的前轮支架(6)连接，左右前轮(2)分别通过轴承连接在相应侧前轮轴(5)的外端；左右前轮支架(6)分别与第一转向杆(7)的左右两端连接，第二转向杆(8)的前端与第一转向杆(7)连接，后端连接在第二舵机(9)上，从而由第一转向杆(7)和第二转向杆(8)形成直角转向机构；所述第二舵机(9)固定在底板(1)上；

底板(1)的前侧设有导柱支撑架(10)，所述导柱支撑架(10)呈倒U型结构；左右导柱(11)穿过导柱支撑架(10)的顶板固定在底板(1)上；第一龙门横梁(12)和第二龙门横梁(13)分别架设在左右导柱(11)上，其中第一龙门横梁(12)位于第二龙门横梁(13)下方，第一龙门横梁(12)在左右导柱(11)上能够上下滑动，第二龙门横梁(13)固接在左右导柱(11)上以加强支撑，保证左右导柱(11)平行；

所述抓取机构包括抬升机构和抓取件，所述抬升机构包括第一舵机(14)、第一抬升板(15)和第二抬升板(16)，第一舵机(14)固定在底板(1)上，第一抬升板(15)的下端与第一舵机(14)连接，上端通过合页与第二抬升板(16)的下端连接，第二抬升板(16)的上端通过合页连接在第一龙门横梁(12)上；所述抓取件连接在第一龙门横梁(12)上，用于对危险物的拾取；

所述寻找机构包括摄像头，架设在第一龙门横梁(12)上；

所述电机(4)、第一舵机(14)、第二舵机(9)和摄像头分别连接至控制系统和电路系统；所述控制系统通过无线信号传输与控制器连接；所述电路系统包括固定在底板(1)上的可移动电源。

2.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，所述第二转向杆(8)的前端设有长条孔，销钉穿过长条孔将第二转向杆(8)与第一转向杆(7)连接。

3.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，第一龙门横梁(12)和左右导柱(11)之间通过限位直线轴承连接。

4.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，所述抓取件选自1)、2)、3)中的任意一种：

1)所述抓取件为叉子(17)，所述叉子(17)包括两个叉头(18)，叉头(18)的前端设计为楔形；

2)所述抓取件为L型的叉子(17)，所述叉子(17)包括两个叉头(18)，叉头(18)的前端向上翘起形成一定坡度，翘起部分与本体之间圆滑连接；

3)所述抓取件为抓手，所述抓手与与第六舵机连接，由第六舵机控制抓手的打开与闭合；第六舵机通过两个连杆与第一龙门横梁(12)连接，两个连杆以及第一龙门横梁(12)与连杆之间分别通过第七舵机与第八舵机连接。

5.根据权利要求4所述一种智能排爆机器人，其特征在于，所述抓取件选自1)、2)中的任意一种时，所述叉子(17)与第一龙门横梁(12)之间通过第九舵机连接，控制叉子(17)的拾取角度，方便拾取危险物。

6.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，所述无线信号传输包括GPRS传输或蓝牙信号传输。

7.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，第三舵机固定在第一龙门横梁(12)上，第四舵机与第三舵机连接，并通过连杆与第五舵机连接，所述摄像头连接在第五舵机上；第三舵机和第四舵机分别控制连杆的垂直方向和水平方向的转向，第五舵机控制摄像头的转动，从而实现摄像头的全方位监测。

8.根据权利要求1所述一种智能排爆机器人，其特征在于，还包括保护框架；所述保护框架固定在底板(1)上，以不影响机器人工作为准，将底板(1)上的舵机、控制系统和电路系统罩在保护框架内部；所述保护框架的后侧板与顶板之间通过合页连接，以便检修或更换内部结构。

9.根据权利要求8所述一种智能排爆机器人，其特征在于，所述底板(1)上，以及所述保护框架的各个面上分别设有多排通孔，用于散热。

10.根据权利要求8所述一种智能排爆机器人，其特征在于，保护框架的左侧、右侧、前侧和后侧分别设置一个摄像头，对周围环境进行全方位监测。