CN107176218A

CN107176218A - 全地形巡检机器人

Info

Publication number: CN107176218A
Application number: CN201710474891.8A
Authority: CN
Inventors: 张莹莹; 高新; 袁滨成; 关利东
Original assignee: Northern Intelligent Equipment Co Ltd
Current assignee: Northern Intelligent Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2017-09-19

Abstract

全地形巡检机器人，涉及一种机器人，所述机器人包括机器人检测装置（1）、云台（2）、三角形驱动轮系（3）、无线天线（4）、机器人本体（5）；机器人检测装置（1）包括保护密封罩（6）、温度传感器（7）、激光测距（8）、指示灯（9）、高清可见光摄像头（10）、声音探头（11）、红外探头（12）、电筒（13）；云台包括蜗轮蜗杆减速机（14）、检测装置对接法兰（15）、加速齿轮组（16）、旋转电机（17）、仰角电机（18）；三角形驱动轮系上配有履带，三角形驱动轮系连接电机；无线天线设有接受和发射信号装置；本发明机器人可以广泛的应用于复杂地形的电力巡检、空间探测、排爆救援等场合。

Description

全地形巡检机器人

技术领域

本发明涉及全地形巡检机器人，特别是涉及全地形巡检机器人。

背景技术

传统的巡检任务要求值班人员每天定期对指定设备进行巡检，采集大量的运行数据，工作十分繁琐，劳动强度大，难免会出现疏忽或纰漏。因此有必要研发出一种巡检机器人代替人工及时进行地面数据采集的操作，以减少工作人员的劳动强度，减少变电站事故的发生。

目前国内研究的巡检机器人主要有两种类型，一类是为轮式结构，对路面质量要求较高，也因此导致其巡检作业区域范围受到极大限制。另一类履带结构的底盘方式，该类机器人对道路质量要求低，由于其通过性高，因而实用性强，但是履带结构对于阶梯地面无法实现越障，并在转弯时，摩擦阻力太大，经常出现脱带现象，故障频发。

发明内容

本发明的目的在于提供全地形巡检机器人，提供一种能适应复杂地形的巡检机器人，该巡检机器人采用三角形驱动轮系履带式结构，可实现翻越障碍或楼梯的动作，并在转弯时采用尖点位置与地面接触，有效防止脱带现象，并可实现原地转动，能够在地面、雪地、雨水、楼梯、草地等恶劣地形实现全地形智能巡检工作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

全地形巡检机器人，所述机器人包括机器人检测装置、云台、三角形驱动轮系、无线天线、机器人本体；机器人检测装置包括保护密封罩、温度传感器、激光测距、指示灯、高清可见光摄像头、声音探头、红外探头、电筒；云台包括蜗轮蜗杆减速机、检测装置对接法兰、加速齿轮组、旋转电机、仰角电机；三角形驱动轮系上配有履带，三角形驱动轮系连接电机；无线天线设有接受和发射信号装置；机器人本体包括控制装置和驱动装置两部分；三角形驱动轮系包括三角形驱动轮、履带、花键轴、同步带、同步带轮、主电机驱动减速机、联轴器、驱动前三角轮系电机、前进主电机、被动驱动减速机、驱动后三角轮系电机、前进辅电机；巡检机器人直线行走时，前进主电机和前进辅电机与同步带相连,连接到同步带轮，花键轴连接履带，驱动前三角轮系电机和驱动后三角轮电机与主电机驱动减速机及联轴器相连，并与被动驱动减速机、三角形驱动轮相连；前三角轮系电机和驱动后三角轮电机相连，并连接主电机驱动减速机及联轴器与被动驱动减速机相连；驱动减速机和被动驱动减速机与输出轴连接驱动三角轮系，并与支撑板相连。

所述的全地形巡检机器人，所述三角形驱动轮包括驱动同步带轮、履带、同步带、驱动三角轮系、支撑板、惰轮、花键同步带轮。

所述的全地形巡检机器人，所述花键同步带轮连接花键轴、同步带及履带与惰轮相连.

所述的全地形巡检机器人，所述花键轴连接履带，并与前进主电机连接同步带、同步带轮。

所述的全地形巡检机器人，所述花键轴连接履带，并与前进辅电机与同步带、同步带轮相连。

本发明的优点与效果是：

本发明所三角形驱动轮系的基本结构是由四个旋转三角形驱动轮组成，每个三角形驱动轮上配有履带。四条三角形驱动轮，前面两个为一个电机驱动，后面两个为一个电机驱动。每个轮上的履带为行走动力，行走动力为左面两条履带为一个电机驱动，右面两条履带为一个电机驱动。工作时，履带与水平面平行接触。采用三角形驱动轮系，可以使机器人在遇到一定高度的障碍时直接越过障碍。在通过楼梯时三角形驱动轮转动与楼梯做切线运动，履带完成上楼梯动作。在转弯过程中，三角形驱动轮转动使得三角形尖点位置与地面接触，减少与地面的大面积摩擦避免传统履带机构脱离履带情况，并可实现原地转动。本发明简化了对机器人的控制，结构简单易于实现，车体的轮系采用前后双驱动，履带选择左右驱动，满足正常行驶。具有较强的爬坡、越障、上下楼梯、避免传统履带不能原地旋转运动、易脱带等现象、同时该结构运动稳定成本低。巡检机器人采用三角形驱动轮系履带结构，结构简单，对道路质量要求低，其通过性高，实用性强，转弯时采用尖点位置与地面接触，有效防止脱带现象，并可实现原地转动，提高了机器人的越障能力，降低了故障率，实现全地形智能巡检工作。可以广泛的应用于复杂地形的电力巡检、空间探测、排爆救援等场合。

附图说明

图1为本发明的立面结构主视图；

图2为本发明机器人检测装置视图；

图3为本发明云台视图；

图4为本发明转弯时侧视图；

图5为本发明三角形驱动轮系工作视图；

图6为本发明三角形驱动轮视图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明的全地形巡检机器人，如图1所示，包括机器人检测装置1、云台2、三角形驱动轮系3、无线天线4、机器人本体 5组成；如图2所示，机器人检测装置包括保护密封罩6、远距离温度传感器7、激光测距仪8、指示灯9、高清可见光摄像头10、高灵敏度拾音探头11、红外探头12、电筒13等组成；如图3所示，云台由蜗轮蜗杆减速14、与检测装置对接法兰15、加速齿轮组16、旋转电机17、仰角电机18等组成。本发明的全地形巡检机器人，控制装置由电器元件、驱动器、控制器、电源、无线发射接收器、保护电路组成。根据检测点的位置要求控制云台调整角度，使检测装置对准检测点；如图4所示，转弯过程中，三角形驱动轮转动使得三角形驱动轮尖点位置与地面接触，减少与地面的大面积摩擦，可实现原地旋转运动，避免履带机构脱离履带现象；如图5所示，三角形驱动轮系包括三角形驱动轮19、26、35、45、履带20、27、36、44、花键轴21、25、37、43、同步带22、30、32、41、同步带轮23、24、33、42、主电机驱动减速机28、46、联轴器29、39、驱动前三角轮系电机47、前进主电机31、被动驱动减速机34、48、驱动后三角轮系电机40、前进辅电机38等组成。巡检机器人直线行走时，前进主电机31和前进辅电机38同时正转，同步带22、30、32、41转动,传递到同步带轮23、24、33、42，带动花键轴21、25、37、43传动到履带20、27、36、44使巡检机器人直线行驶；翻越障碍和楼梯时，驱动前三角轮系电机47和驱动后三角轮电机40同时或者差速转动，带动主电机驱动减速机28、46，传动到联轴器29、39，传动到被动驱动减速机34、48，使三角形驱动轮19、26、35、45转动，与障碍物或楼梯做切线运动，同时巡检机器人直线行走从而完成机器人翻越障碍或楼梯动作；巡检机器人转弯时驱动前三角轮系电机47和驱动后三角轮电机40同时转动，带动主电机驱动减速机28、46，传动到联轴器29、39，传动到被动驱动减速机34、48，使三角形驱动轮19、26、35、45转动，三角形驱动轮转动使得三角形驱动轮尖点位置与地面接触，减少与地面的大面积摩擦，可实现原地旋转运动，避免履带机构脱离履带现象；原地旋转时，前进主电机31正转，带动同步带30、32转动,传递到同步带轮24、33，带动花键轴25、37，传动到履带27、36使巡检机器人慢速转弯。于此同时前进辅电机38反转，带动同步带22、41转动,传递到同步带轮23、42，带动花键轴21、43，传动到履带20、44使巡检机器人原地快速旋转。如图6所示，三角形驱动轮由驱动同步带轮49、履带50、同步带51、驱动三角轮系52、支撑板53、惰轮54、56、花键同步带轮55组成。在直线行走运动时由图5中花键轴21、25、37、43传递到花键同步带轮55上，经由同步带51传递到同步带轮49上，带动履带50转动经由惰轮54、56，完成履带整周运动实现机器人前进动作。翻越障碍和楼梯时，由图5中驱动减速机28、46和被动驱动减速机34、48输出轴带动驱动三角轮系52转动，同时支撑板53也随之转动，使三角形驱动轮连续转动，与障碍物或楼梯做切线运动，完成翻越障碍和楼梯动作。

Claims

1.全地形巡检机器人，其特征在于，所述机器人包括机器人检测装置（1）、云台（2）、三角形驱动轮系（3）、无线天线（4）、机器人本体（5）；机器人检测装置（1）包括保护密封罩（6）、温度传感器（7）、激光测距（8）、指示灯（9）、高清可见光摄像头（10）、声音探头（11）、红外探头（12）、电筒（13）；云台包括蜗轮蜗杆减速机（14）、检测装置对接法兰（15）、加速齿轮组（16）、旋转电机（17）、仰角电机（18）；三角形驱动轮系上配有履带，三角形驱动轮系连接电机；无线天线设有接受和发射信号装置；机器人本体包括控制装置和驱动装置两部分；三角形驱动轮系包括三角形驱动轮、履带、花键轴、同步带、同步带轮、主电机驱动减速机、联轴器、驱动前三角轮系电机、前进主电机、被动驱动减速机、驱动后三角轮系电机、前进辅电机；巡检机器人直线行走时，前进主电机和前进辅电机与同步带相连,连接到同步带轮，花键轴连接履带，驱动前三角轮系电机和驱动后三角轮电机与主电机驱动减速机及联轴器相连，并与被动驱动减速机、三角形驱动轮相连；前三角轮系电机和驱动后三角轮电机相连，并连接主电机驱动减速机及联轴器与被动驱动减速机相连；驱动减速机和被动驱动减速机与输出轴连接驱动三角轮系，并与支撑板相连。

2.根据权利要求1所述的全地形巡检机器人，其特征在于，所述三角形驱动轮包括驱动同步带轮、履带、同步带、驱动三角轮系、支撑板、惰轮、花键同步带轮。

3.根据权利要求2所述的全地形巡检机器人，其特征在于，所述花键同步带轮连接花键轴、同步带及履带与惰轮相连。

4.根据权利要求3所述的全地形巡检机器人，其特征在于，所述花键轴连接履带，并与前进主电机连接同步带、同步带轮。

5.根据权利要求4所述的全地形巡检机器人，其特征在于，所述花键轴连接履带，并与前进辅电机与同步带、同步带轮相连。