CN106826844B - 一种履带式排爆机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种履带式排爆机器人，包括机体、高压水泵站、两个可变形履带组件、第一电缸、防爆筒、第一步进电机、机械手，其特征在于：所述的机体为长方体结构，机体正面有一个圆孔，圆孔上方有一个注水口与之相通，在圆孔底部固定安装着第一电缸，第一电缸的活塞杆前端安装着第一步进电机，第一步进电机的电机轴上安装有防爆筒，所述的防爆筒是一个空心的厚壁圆形钢筒；本发明的可变形履带组件可以适应机器人的倾翻和侧翻两种情况，增加了机器人的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及特种机器人技术领域，特别涉及一种履带式排爆机器人。
背景技术
排爆机器人是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，避免不必要的人员伤亡，它可用于多种复杂地形进行排爆，主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹等，传统的履带排爆机器人，如申请号为2015105770604的一项发明专利公开了《一种履带式排爆机器人》，该机器人采用弧形的履带结构虽能提高运动性以及对复杂环境的适应性，但是不能应对机器人倾翻或侧翻等情况，一旦机器人发生倾翻或侧翻事故时就无法自救，另外该机器人只能采用机械手夹持的方法来转移爆炸物，在夹持转移过程中爆炸物可能会爆炸，爆炸会对周围的人员和建筑物造成损害，因此需要一种可以适应侧翻状况，并且可以将爆炸物及时销毁的机器人。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种履带式排爆机器人，通过设置可变形履带组件可以适应机器人的倾翻和侧翻两种情况，增加了机器人的可靠性，通过设置防爆筒和高压水泵站可以利用高压水的压力将爆炸物破坏，使之丧失爆炸能力。
本发明所使用的技术方案是：一种履带式排爆机器人，包括机体、高压水泵站、两个可变形履带组件、第一电缸、防爆筒、第一步进电机、机械手，其特征在于：所述的机体为长方体结构，机体正面有一个圆孔，圆孔上方有一个注水口与之相通，在圆孔底部固定安装着第一电缸，第一电缸的活塞杆前端安装着第一步进电机，第一步进电机的电机轴上安装有防爆筒，所述的防爆筒是一个空心的厚壁圆形钢筒，钢筒上方有一个矩形开口用来放入爆炸物，矩形开口前后两端设有密封圈，密封圈保证钢筒进入圆孔后，在通入高压水的情况下不会漏水，钢筒前端安装有一个机械手，所述的机械手包括第二步进电机、第一方套筒、第二电缸、第一伸缩杆、第三步进电机、第二方套筒、第二伸缩杆、第三电缸、第四步进电机、气动夹爪，所述的第二步进电机底部安装在防爆筒前端面上，第二步进电机的电机轴与第一方套筒侧面后部位置固定连接，第一方套筒中滑动安装着第一伸缩杆，第一伸缩杆的伸缩运动由第二电缸控制，第二电缸后部固定在第一方套筒上，第二电缸的前端固定在第一伸缩杆上，在第一伸缩杆的前端面上安装有第三步进电机，第三步进电机的电机轴前端与第二方套筒侧面后部位置固定连接，第二方套筒中滑动安装有第二伸缩杆，第二伸缩杆的伸缩由第三电缸控制，第三电缸一端与第二方套筒固定连接，另一端与第二伸缩杆固定连接，第二伸缩杆前端安装有第四步进电机，第四步进电机的电机轴前端安装有气动夹爪，气动夹爪的两个夹爪用来夹持爆炸物；
所述的两个可变形履带组件对称安装在机体左右两侧，每个可变形履带组件包括两个第一液压马达、橡胶履带、两个从动轮、两个第一支撑架、两个第一液压缸、两个第三伸缩杆、两个第三方套筒、两个压簧、两个第二支撑架、两个主动轮、两个第二液压马达、两个滑块、两个第二液压缸、两个滑轨，所述的两个第一液压马达一前一后安装在机体侧面，第一液压马达的转轴朝外并与滑块固定连接，在滑块中滑动安装有滑轨，滑轨的外侧面与第三方套筒的内侧面固定连接，滑块与滑轨之间的滑动通过第二液压缸控制，第二液压缸一端固定在第三方套筒上，另一端与滑块连接；所述的第三方套筒底部设有第二支撑架用于安装主动轮，主动轮由安装在第二支撑架侧面的第二液压马达驱动，在第三方套筒中滑动安装有第三伸缩杆，第三伸缩杆由压簧推动，压簧安装在第三方套筒内，在第三伸缩杆的顶部安装有第一支撑架用于安装从动轮，在第一支撑架的外侧面安装有第一液压缸；所述的橡胶履带安装在两个主动轮和两个从动轮外部，橡胶履带由两个主动轮带动并由两个压簧产生的推力保持张紧状态，橡胶履带呈倒梯形形状，橡胶履带前后两个斜面与地面间的夹角通过两个第一液压马达控制，第一液压马达控制滑块转动，进而带动第三方套筒转动；机体底面与地面之间的距离通过第二液压缸控制。
进一步地，所述的高压水泵站安装在机体后部，高压水泵站产生的高压水通过高压软管输送到注水口中。
本发明有益效果：
1.本发明的可变形履带组件可以适应机器人的倾翻和侧翻两种情况，增加了机器人的可靠性。
2.本发明通过设置防爆筒和高压水泵站可以利用高压水的压力将爆炸物破坏，使之丧失爆炸能力。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的可变形履带组件结构示意图。
图3为本发明的滑块和滑轨安装示意图。
图4为本发明的注水口安装位置示意图。
图5为本发明的气动夹爪向防爆筒内放置爆炸物时的示意图。
图6为本发明的防爆筒收回状态下的示意图。
图7为本发明的防爆筒结构示意图。
附图标号：1-机体；2-高压水泵站；3-可变形履带组件；4-第一电缸；5-防爆筒；6-第一步进电机；7-第二步进电机；8-第一方套筒；9-第二电缸；10-第一伸缩杆；11-第三步进电机；12-第二方套筒；13-第二伸缩杆；14-第三电缸；15-第四步进电机；16-气动夹爪；101-注水口；301-第一液压马达；302-橡胶履带；303-从动轮；304-第一支撑架；305-第一液压缸；306-第三伸缩杆；307-第三方套筒；308-压簧；309-第二支撑架；310-主动轮；311-第二液压马达；312-滑块；313-第二液压缸；314-滑轨；501-矩形开口；502-密封圈。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种履带式排爆机器人，包括机体1、高压水泵站2、两个可变形履带组件3、第一电缸4、防爆筒5、第一步进电机6、机械手，其特征在于：所述的机体1为长方体结构，机体1正面有一个圆孔，圆孔上方有一个注水口101与之相通，在圆孔底部固定安装着第一电缸4，第一电缸4的活塞杆前端安装着第一步进电机6，第一步进电机6的电机轴上安装有防爆筒5，所述的防爆筒5是一个空心的厚壁圆形钢筒，钢筒上方有一个矩形开口501用来放入爆炸物，矩形开口501前后两端设有密封圈502，密封圈502保证钢筒进入圆孔后，在通入高压水的情况下不会漏水，钢筒前端安装有一个机械手，所述的机械手包括第二步进电机7、第一方套筒8、第二电缸9、第一伸缩杆10、第三步进电机11、第二方套筒12、第二伸缩杆13、第三电缸14、第四步进电机15、气动夹爪16，所述的第二步进电机7底部安装在防爆筒5前端面上，第二步进电机7的电机轴与第一方套筒8侧面后部位置固定连接，第一方套筒8中滑动安装着第一伸缩杆10，第一伸缩杆10的伸缩运动由第二电缸9控制，第二电缸9后部固定在第一方套筒8上，第二电缸9的前端固定在第一伸缩杆10上，在第一伸缩杆10的前端面上安装有第三步进电机11，第三步进电机11的电机轴前端与第二方套筒12侧面后部位置固定连接，第二方套筒12中滑动安装有第二伸缩杆13，第二伸缩杆13的伸缩由第三电缸14控制，第三电缸14一端与第二方套筒12固定连接，另一端与第二伸缩杆13固定连接，第二伸缩杆13前端安装有第四步进电机15，第四步进电机15的电机轴前端安装有气动夹爪16，气动夹爪16的两个夹爪用来夹持爆炸物；
所述的两个可变形履带组件3对称安装在机体1左右两侧，每个可变形履带组件3包括两个第一液压马达301、橡胶履带302、两个从动轮303、两个第一支撑架304、两个第一液压缸305、两个第三伸缩杆306、两个第三方套筒307、两个压簧308、两个第二支撑架309、两个主动轮310、两个第二液压马达311、两个滑块312、两个第二液压缸313、两个滑轨314，所述的两个第一液压马达301一前一后安装在机体1侧面，第一液压马达301的转轴朝外并与滑块312固定连接，在滑块312中滑动安装有滑轨314，滑轨314的外侧面与第三方套筒307的内侧面固定连接，滑块312与滑轨314之间的滑动通过第二液压缸313控制，第二液压缸313一端固定在第三方套筒307上，另一端与滑块312连接；所述的第三方套筒307底部设有第二支撑架309用于安装主动轮310，主动轮310由安装在第二支撑架309侧面的第二液压马达311驱动，在第三方套筒307中滑动安装有第三伸缩杆306，第三伸缩杆306由压簧308推动，压簧308安装在第三方套筒307内，在第三伸缩杆306的顶部安装有第一支撑架304用于安装从动轮303，在第一支撑架304的外侧面安装有第一液压缸305；所述的橡胶履带302安装在两个主动轮310和两个从动轮303外部，橡胶履带302由两个主动轮310带动并由两个压簧308产生的推力保持张紧状态，橡胶履带302呈倒梯形形状，橡胶履带302前后两个斜面与地面间的夹角通过两个第一液压马达301控制，第一液压马达301控制滑块312转动，进而带动第三方套筒307转动；机体1底面与地面之间的距离通过第二液压缸313控制。
进一步地，所述的高压水泵站2安装在机体1后部，高压水泵站2产生的高压水通过高压软管输送到注水口101中。
本发明工作原理：
本发明的可变形履带组件3通过第二液压马达311驱动主动轮310转动，主动轮310带动橡胶履带302运转，两个压簧308产生的推力迫使第三伸缩杆306向外伸出，第三伸缩杆306通过从动轮303对橡胶履带302产生推力，使橡胶履带302保持张紧状态，橡胶履带302前后两个梯形斜面与地面间的夹角通过两个第一液压马达301控制，第一液压马达301控制滑块312转动，进而带动第三方套筒307转动，改变倒梯形两个斜边与地面之间的夹角；在进行越障时为了进一步提高越障能力可能需要升高机体1底部与地面之间的距离，通过第二液压缸313控制滑块312在滑轨314上滑动来调节机体1底部与地面之间的距离；如果在使用过程中发生了机器人倾翻事故，即机器人底面朝上的情况，这时橡胶履带302变成了正梯形形状，这种状况不利于机器人越障，解决方法如下：通过第一液压马达301驱动第三方套筒307转动，使橡胶履带302重新变成倒梯形形状，这时主动轮310在上，从动轮303在下；在使用本发明进行排除爆炸物作业时首先通过可变形履带组件3驱动机器人到达指定地点，然后第一电缸4的活塞杆伸出并将防爆筒5从机体1前端的圆孔中推出，第一步进电机6的作用是当机器人发生倾翻情况时使防爆筒5旋转180°，保证防爆筒5的矩形开口501始终朝上，第一液压缸305的作用是当机器人发生侧翻事故时，即橡胶履带302的侧面着地时，通过其伸缩杆前端部的球头对地面产生推力，使之重新恢复水平状态，即两条橡胶履带302着地的状态；在抓取爆炸物时通过机械手的各个部件联动使气动夹爪16的两个夹爪夹住爆炸物，之后气动夹爪16转移到防爆筒5的矩形开口501上方，然后两个夹爪松开使之落入防爆筒5中，下一步第一电缸4带动防爆筒5再次回到圆孔中，然后通过高压水泵站2向注水孔中通入高压水，利用高压水的压力将爆炸物破坏，使之丧失爆炸能力。
Claims (2)
1.一种履带式排爆机器人，包括机体（1）、高压水泵站（2）、两个可变形履带组件（3）、第一电缸（4）、防爆筒（5）、第一步进电机（6）、机械手，其特征在于：所述的机体（1）为长方体结构，机体（1）正面有一个圆孔，圆孔上方有一个注水口（101）与之相通，在圆孔底部固定安装着第一电缸（4），第一电缸（4）的活塞杆前端安装着第一步进电机（6），第一步进电机（6）的电机轴上安装有防爆筒（5），所述的防爆筒（5）是一个空心的厚壁圆形钢筒，钢筒上方有一个矩形开口（501）用来放入爆炸物，矩形开口（501）前后两端设有密封圈（502），密封圈（502）保证钢筒进入圆孔后，在通入高压水的情况下不会漏水，钢筒前端安装有一个机械手，所述的机械手包括第二步进电机（7）、第一方套筒（8）、第二电缸（9）、第一伸缩杆（10）、第三步进电机（11）、第二方套筒（12）、第二伸缩杆（13）、第三电缸（14）、第四步进电机（15）、气动夹爪（16），所述的第二步进电机（7）底部安装在防爆筒（5）前端面上，第二步进电机（7）的电机轴与第一方套筒（8）侧面后部位置固定连接，第一方套筒（8）中滑动安装着第一伸缩杆（10），第一伸缩杆（10）的伸缩运动由第二电缸（9）控制，第二电缸（9）后部固定在第一方套筒（8）上，第二电缸（9）的前端固定在第一伸缩杆（10）上，在第一伸缩杆（10）的前端面上安装有第三步进电机（11），第三步进电机（11）的电机轴前端与第二方套筒（12）侧面后部位置固定连接，第二方套筒（12）中滑动安装有第二伸缩杆（13），第二伸缩杆（13）的伸缩由第三电缸（14）控制，第三电缸（14）一端与第二方套筒（12）固定连接，另一端与第二伸缩杆（13）固定连接，第二伸缩杆（13）前端安装有第四步进电机（15），第四步进电机（15）的电机轴前端安装有气动夹爪（16），气动夹爪（16）的两个夹爪用来夹持爆炸物；
所述的两个可变形履带组件（3）对称安装在机体（1）左右两侧，每个可变形履带组件（3）包括两个第一液压马达（301）、橡胶履带（302）、两个从动轮（303）、两个第一支撑架（304）、两个第一液压缸（305）、两个第三伸缩杆（306）、两个第三方套筒（307）、两个压簧（308）、两个第二支撑架（309）、两个主动轮（310）、两个第二液压马达（311）、两个滑块（312）、两个第二液压缸（313）、两个滑轨（314），所述的两个第一液压马达（301）一前一后安装在机体（1）侧面，第一液压马达（301）的转轴朝外并与滑块（312）固定连接，在滑块（312）中滑动安装有滑轨（314），滑轨（314）的外侧面与第三方套筒（307）的内侧面固定连接，滑块（312）与滑轨（314）之间的滑动通过第二液压缸（313）控制，第二液压缸（313）一端固定在第三方套筒（307）上，另一端与滑块（312）连接；所述的第三方套筒（307）底部设有第二支撑架（309）用于安装主动轮（310），主动轮（310）由安装在第二支撑架（309）侧面的第二液压马达（311）驱动，在第三方套筒（307）中滑动安装有第三伸缩杆（306），第三伸缩杆（306）由压簧（308）推动，压簧（308）安装在第三方套筒（307）内，在第三伸缩杆（306）的顶部安装有第一支撑架（304）用于安装从动轮（303），在第一支撑架（304）的外侧面安装有第一液压缸（305）；所述的橡胶履带（302）安装在两个主动轮（310）和两个从动轮（303）外部，橡胶履带（302）由两个主动轮（310）带动并由两个压簧（308）产生的推力保持张紧状态，橡胶履带（302）呈倒梯形形状，橡胶履带（302）前后两个斜面与地面间的夹角通过两个第一液压马达（301）控制，第一液压马达（301）控制滑块（312）转动，进而带动第三方套筒（307）转动；机体（1）底面与地面之间的距离通过第二液压缸（313）控制。
2.根据权利要求1所述的一种履带式排爆机器人，其特征在于：所述的高压水泵站（2）安装在机体（1）后部，高压水泵站（2）产生的高压水通过高压软管输送到注水口（101）中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20181108 Address after: 223500 No. 3 Qinhuangdao Road, economic development zone, Lianyungang, Jiangsu. Applicant after: JIANGSU HEWEI POLICE EQUIPMENT MANUFACTURING CO.,LTD. Address before: 150000 Room 101, unit 5, Xue Hing Road, Nangang District, Harbin, Heilongjiang, 506 Applicant before: Ning Xiufen |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: A crawler explosive disposal robot Effective date of registration: 20200824 Granted publication date: 20190101 Pledgee: Jiangsu Credit Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HEWEI POLICE EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2020980005307 |
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Date of cancellation: 20210901 Granted publication date: 20190101 Pledgee: Jiangsu Credit Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HEWEI POLICE EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2020980005307 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A crawler explosive removal robot Effective date of registration: 20210914 Granted publication date: 20190101 Pledgee: Lianyungang financial holding Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HEWEI POLICE EQUIPMENT MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009312 |
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Date of cancellation: 20220930 Granted publication date: 20190101 Pledgee: Lianyungang financial holding Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU HEWEI POLICE EQUIPMENT MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2021980009312 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |