CN108161885A - 一种公共安全移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种公共安全移动机器人。该公共安全移动机器人包括移动底盘、机械臂和云台，移动底盘包括箱体、摆臂驱动模块、两个后轮驱动模块、两个行走模块和两个摆臂模块，该底盘通过模块化设计，能够快速安装和拆卸移动底盘的各个模块，并且两个后轮驱动模块均与箱体的左侧板和右侧板平行设置，使底盘内布局更合理，节约安装空间。在两个行走模块的外侧各安装一个摆臂模块，可大大增强底盘的越障能力，而且使用一个摆臂驱动模块驱动两个摆臂模块，使结构更简单。箱体的盖板上设有功能模块接口，所述机械臂和所述云台通过所述功能模块接口安装在所述移动底盘上，能够快速安装和拆卸。

Description

一种公共安全移动机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种公共安全移动机器人。

背景技术

目前全球恐怖主义活动处于活跃上升期，包括中国在内的的许多国家都受到恐怖主义的严重威胁。暴力恐怖袭击呈现出环境复杂多变、形式多样化、科技含量高的新态势，传统手段已不能完全满足反恐斗争的需要。在这样的背景下，针对不同类型的任务和作业环境，采用相应的反恐排爆机器人，协助公安和武警部队执行任务，不仅可以有效地减少人员伤亡，而且能够对暴恐袭击的新特点、新形式作出及时反应，提高任务成功率。

随着科学的发展和技术的进步，地面移动机器人已经能够代替人类执行越来越多的任务了。但执行任务过程中会有突发情况，因此，不但要求移动底盘本身具有可靠的性能和易于拆卸安装的结构，还需要其能够快速的更换各种功能模块。

发明内容

本发明的模块化公共安全移动机器人，能够快速组装和更换各个功能模块。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种公共安全移动机器人，包括移动底盘、机械臂和云台；

所述移动底盘包括箱体、摆臂驱动模块、两个后轮驱动模块、两个行走模块和两个摆臂模块，所述箱体包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、盖板和底板，所述两个行走模块分别安装在所述左侧板和所述右侧板的外侧；

所述两个后轮驱动模块分别安装在所述左侧板和所述右侧板的内侧，分别驱动一个所述行走模块，且两个所述后轮驱动模块与所述左侧板和所述右侧板平行设置；

两个所述摆臂模块分别安装在两个所述行走模块的外侧，所述摆臂驱动模块安装在所述箱体内，所述摆臂驱动模块的摆臂驱动轴穿过所述行走模块后与所述摆臂模块连接，带动所述摆臂模块转动；

所述盖板上设有功能模块接口；

所述机械臂和所述云台通过所述功能模块接口安装在所述移动底盘上。

优选地，所述行走模块包括驱动轮、从动轮和第一履带，所述驱动轮设置在相对应的所述左侧板和所述右侧板的后部，所述从动轮位于相对应的所述左侧板和所述右侧板的外侧前部，所述第一履带套设于所述驱动轮和所述从动轮外，所述后轮驱动模块通过传动部驱动所述驱动轮转动。

优选地，所述摆臂模块包括第一摆臂轮、第二摆臂轮、第二履带、支撑架，所述第一摆臂轮与所述从动轮同轴设置，所述支撑架位于所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮之间，用于固定所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮的相对位置，所述第二履带套设于所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮外；

所述摆臂驱动模块的摆臂驱动轴穿过所述从动轮后与所述第一摆臂轮连接。

优选地，所述后轮驱动模块包括后轮驱动电机、后轮驱动减速机和后轮驱动变速箱，所述后轮驱动电机通过所述后轮驱动减速机与所述后轮驱动变速箱的输入轴连接，所述后轮驱动变速箱的输出轴通过伞齿轮副与驱动轮的驱动轴连接，并且所述后轮驱动电机的输出轴、后轮驱动行星减速机的输出轴和所述后轮驱动变速箱的输出轴均垂直于所述驱动轮的轴向设置。

优选地，所述摆臂驱动模块包括摆臂驱动电机和摆臂驱动减速机，所述摆臂驱动电机与所述摆臂驱动减速机连接，所述摆臂驱动减速机的两个摆臂驱动轴分别穿过两个所述从动轮与两个所述第一摆臂轮连接。

优选地，所述机械臂，包括末端执行模块、小臂模块、大臂模块、腰模块和基座模块；

所述末端执行模块、所述小臂模块、所述大臂模块、所述腰模块和所述基座模块通过机械臂关节依次可转动的连接；

所述末端执行模块、所述小臂模块、所述大臂模块、所述腰模块和所述基座模块的壳体均为剖分结构，均包括安装板和盖体。

优选地，所述机械臂关节包括关节驱动电机、关节驱动蜗轮、关节驱动蜗杆和关节驱动蜗杆固定座，所述关节驱动蜗杆可转动的固定在所述关节驱动蜗杆固定座上，所述关节驱动电机固定在所述关节驱动蜗杆固定座的一侧，且所述关节驱动电机的输出轴与所述关节驱动蜗杆连接，所述关节驱动蜗杆固定座设有与所述关节驱动蜗轮相匹配的弧形凹口，所述蜗轮伸入所述弧形凹口内和所述关节驱动蜗杆啮合设置，所述关节驱动蜗杆固定座可移动的固定在所述安装板上，且能够带动所述关节驱动蜗杆沿所述关节驱动蜗轮的径向移动，调整所述关节驱动蜗轮和关节驱动蜗杆齿侧间隙。

优选地，所述末端执行模块还包括旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、开合电机、丝杠、推力轴和夹持部；

所述夹持部包括旋转座、开合传动套和两个夹爪，每个所述夹爪均与所述旋转座可转动连接，两个所述夹爪的连接端通过一固定轴固定在所述开合传动套上，且两个所述夹爪的连接端能够沿所述固定轴的径向方向移动，两个所述夹爪的夹持端相对设置；

所述主动齿轮套设在所述旋转电机的输出轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合设置，并与所述旋转座的后端连接，能够带动所述旋转座转动；

所述开合电机的输出轴与所述丝杠连接，所述丝杠一端穿入所述推力轴内，所述推力轴穿过所述旋转座与所述开合传动套可转动连接；

当所述旋转电机工作时，所述主动齿轮通过所述从动齿轮带动所述夹持部转动；

当所述开合电机工作时，所述丝杠转动，所述推力轴带动所述开合传动套沿轴向移动，两个所述夹爪相对所述旋转座转动，使得两个夹爪的夹持端之间的距离发生变化。

优选地，所述夹爪的夹持端还连接有夹爪拓展件，所述夹爪拓展件的中部设有凹弧夹持部。

优选地，还包括可拆卸的工具头，所述工具头包括夹持固定块和设置在所述夹持固定块前端的工作部，所述夹持固定块的两侧均为与所述凹弧夹持部相匹配的弧面结构。

优选地，所述夹爪和所述夹爪拓展件通过第一连接片和第二连接片连接，所述第一连接片固定在所述夹爪拓展件的一端，且所述第一连接片上设有多个沿周向分布的角度定位孔；所述第二连接片固定在所述夹爪的夹持端，且所述第二连接片上设有定位柱，安装时，所述定位柱能够插接在任一所述角度定位孔内，固定所述夹爪拓展件的安装角度。

优选地，所述云台包括云台支架、俯仰模块、回转模块和相机安装部，所述相机安装部安装在所述回转模块，所述回转模块安装在所述俯仰模块，且所述回转模块与所述俯仰模块之间设有第一导电滑环，所述俯仰模块安装在所述云台支架；

其中，所述回转模块带动所述相机安装部水平旋转，所述俯仰模块带动所述回转模块和所述相机安装部垂直旋转；

所述云台支架包括基座、基座管和U型管，所述U型管和所述基座管均为中空结构，所述U型管通过所述基座管与所述基座连通，所述俯仰模块与所述U型管连接。

优选地，所述俯仰模块包括第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮和颈部三通，所述第一电机设置在所述U型管内，所述第一蜗杆与所述第一电机的输出轴连接，所述第一蜗轮固定套设在所述颈部三通的第一中空部，所述第一蜗杆和所述第一蜗轮啮合，带动所述颈部三通转动。

优选地，所述回转模块包括第二电机、第二蜗杆、第二蜗轮、中空轴、旋转部，所述中空轴一端伸入相机安装部内，所述第二蜗轮固定套设在所述中空轴上，且位于所述相机安装部内，所述第二电机的输出轴与所述第二蜗杆连接，所述第二蜗杆与所述第二蜗轮啮合；

所述中空轴的另一端与所述颈部三通的第三中空部连接，所述第一导电滑环的定子端与所述中空轴连接，所述相机安装部引出的电缆与所述第一导电滑环的转子端连接；

所述旋转部通过轴承套设于所述中空轴的外侧，且一端与所述相机安装部固定连接，与所述相机安装部一起绕所述中空轴转动。

优选地，所述第二电机的输出轴与所述第二蜗杆平行设置，且在所述第二电机的输出轴和所述第二蜗杆上分别设有一传动齿轮，两个传动齿轮啮合传动。

所述颈部三通的第一中空部的外侧设有第一壳体，所述第一壳体通过一轴承与所述第一中空部连接；

第二中空部的外侧设有第二壳体，所述第二壳体通过一轴承与所述第二壳体连接；

所述第一中空部能够相对所述第一壳体转动，所述第二中空部能够相对所述第二壳体转动。

优选地，所述颈部三通的两侧设有限位块，在第一壳体和第二壳体上分别设有与所述限位块相对应的弧形限位槽，限制所述相机安装部的垂直旋转角度。

优选地，还包括光缆收放装置，所述光缆收放装置包括机架、转动线盘、摇杆、交换机和第二导电滑环，所述转动线盘可转动的固定所述机架上，所述摇杆与所述转动线盘连接，能够带动所述转动线盘转动，所述交换机安装在所述转动线盘，并与所述转动线盘同步转动，光缆缠绕储存在所述转动线盘，且所述光缆的固定端与所述交换机连接，所述第二导电滑环安装在所述安装在滑环盖上，所述滑环盖固定在所述机架上，所述交换机的输出端通过所述第二导电滑环与所述移动底盘的控制接口连接。

优选地，还包括用于穿设引导所述光缆导线环，所述导线环固定在所述机架上。

优选地，所述机架包括一固定板和分别设置在所述固定板两侧的两个支撑板，且两个所述支撑板垂直所述固定板设置，所述转动线盘位于两个所述支撑板之间，且可转动的固定在两个所述支撑板上。

优选地，所述转动线盘包括两个挡板，所述两个挡板间隔套设在所述转轴上，所述转轴通过轴承与所述支撑板连接。

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的公共安全移动机器人，包括移动底盘、机械臂和云台，移动底盘包括箱体、摆臂驱动模块、两个后轮驱动模块、两个行走模块和两个摆臂模块，该底盘通过模块化设计，能够快速安装和拆卸移动底盘的各个模块，并且两个后轮驱动模块均与箱体的左侧板和右侧板平行设置，使底盘内布局更合理，节约安装空间。在两个行走模块的外侧各安装一个摆臂模块，可大大增强底盘的越障能力，而且使用一个摆臂驱动模块驱动两个摆臂模块，使结构更简单。箱体的盖板上设有功能模块接口，所述机械臂和所述云台通过所述功能模块接口安装在所述移动底盘上，能够快速安装和拆卸。

附图说明

图1是本发明实施例公共安全移动机器人结构示意图；

图2是本发明实施例移动底盘的箱体结构示意图；

图3是本发明实施例移动底盘去除第一履带、第二履带、箱体前后侧板及盖板后的结构示意图；

图4是本发明实施例移动底盘去除箱体前后侧板、盖板和底板后的结构示意图；

图5是图3的A-A剖面示意图；

图6是本发明实施例移动底盘的后轮驱动模块结构示意图；

图7是图6的B-B剖面示意图；

图8是本发明实施例移动底盘的摆臂模块去除第二履带后的分解状态示意图；

图9是本发明实施例第一调节板结构示意图；

图10是本发明实施例第二调节板结构示意图；

图11是本发明实施例云台结构示意图；

图12是本发明实施例回转模块位于相机安装部内的部分部件结构示意图；

图13是本发明实施例去除相机安装部的云台结构示意图；

图14是图13的C-C剖面示意图；

图15是图13的右视图；

图16是图15的D-D剖面示意图；

图17是图13去除第一壳体和第二壳体后的另一角度结构示意图；

图18是图11的A部放大示意图；

图19是本发明实施例机械臂去除盖体后的结构示意图；

图20是本发明实施例机械臂关节的结构示意图；

图21是本发明实施例关节驱动蜗杆固定座的结构示意图；

图22是图20的B部放大示意图；

图23是本发明实施例机械臂关节另一角度的结构示意图；

图24是本发明实施例安装板安装机械臂关节处的结构示意图；

图25是本发明实施例与图24中安装板相对转动的另一模块的安装板结构示意图；

图26是本发明实施例末端执行模块的剖面示意图；

图27是本发明实施例末端执行模块去除壳体后的结构示意图；

图28是本发明实施例末端执行模块去除壳体后的俯视示意图；

图29是本发明实施例末端执行模块第一连接片结构示意图；

图30是本发明实施例末端执行模块第二连接片结构示意图；

图31是本发明实施例光缆收放装置立体结构示意图；

图32是本发明实施例光缆收放装置侧视结构示意图；

图33是图32的E-E剖面结构示意图。

图中：1：移动底盘；10：后轮驱动模块；101：后轮驱动电机； 102：后轮驱动减速机；103：后轮驱动变速箱；104：固定座；106：伞齿轮副；1061：伞齿轮；107：第一静密封；108：驱动轴套筒；109：第一动密封；11：摆臂驱动模块；111：摆臂驱动电机；112：摆臂驱动减速机；113：摆臂驱动轴；114：第二动密封；115：第二静密封；12：箱体；121：功能模块接口；13：行走模块；131：驱动轮；132：从动轮；133：第一履带；134：后轮驱动轴；135：驱动轮轴套；136：从动轮轴套；14：摆臂模块；141：第一摆臂轮；142：第二摆臂轮；143：支撑架；1431：第一调节板；1432：第二调节板；1433：拉固板；144：摆臂轮轴套；145：第二履带；15：第三齿轮；16：第四齿轮；17：固定架；18：天线；

2：云台；20：相机安装部；21：云台支架；211：基座；212：基座管；213：U型管；22：俯仰模块；221：第一电机；222：第一蜗杆； 223：第一蜗轮；224：颈部三通；2241：第一中空部；2242：第二中空部；2243：第三中空部；2244：限位块；23：回转模块；231：第二电机；232：第二蜗杆；233：第二蜗轮；234：中空轴；235：云台蜗杆固定座；236：旋转部；237：传动齿轮；241：第一齿轮；242：第二齿轮；243：旋转轴；244：旋转轴支架；25：第一壳体；251：弧形限位槽；26：第二壳体；261：盖体；28：螺母；29：第一导电滑环；

3：光缆收放装置；31：机架；311：固定板；312：支撑板；32：转动线盘；321：挡板；322：转轴；33：摇杆；34：交换机；341：交换机的壳体；35：导线环；37：密封堵头；38：滑环盖；39：第二导电滑环；40：轴承座；41：第三动密封；

5：机械臂；51：基座模块；52：腰模块；53：大臂模块；54：小臂模块；55：末端执行模块；55：末端执行模块；5511：摄像头；

552：旋转电机；5521：主动齿轮；5522：从动齿轮；5523：旋转传动套；5524：旋转座；5525：U型支架板；553：开合电机；5531：丝杠；5532：丝杠螺母；554：夹爪；5541：固定轴；5542：限位帽； 5544：夹爪拓展件；555：角度传感器；5551：第七齿轮；5552：第八齿轮；5561：夹持固定块；557：推力轴；5571：推力轴承；558：开合传动套；5581：夹爪连接部；56：机械臂关节；561：关节驱动蜗轮；5611：关节驱动蜗轮轴；56121：角度限位槽；562：关节驱动蜗杆；5621：关节驱动蜗杆固定座；56211：辅助限位块；56212：螺栓限位槽；563：关节驱动电机；56231：辅助限位槽；564：关节支撑板； 5641：第二长圆孔；5642：第一长圆孔；566：调节螺栓；5660：调节固定块；567：角度电位器；5671：第五齿轮；5672：第六齿轮；568：刻度槽；57：安装板；58：盖板；100：轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明实施例提供的公共安全机器人，包括移动底盘1、机械臂5和云台2，机械臂5和云台2均通过功能模块接口121 安装在移动底盘1上。

如图1-图4所示，包括箱体12、摆臂驱动模块11、两个后轮驱动模块10、两个行走模块13和两个摆臂模块14，其中，箱体12包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、盖板和底板，两个行走模块13分别安装在箱体12的左侧板和右侧板外，两个后轮驱动模块10分别安装在箱体12的左侧板和右侧板的内侧，分别驱动一个行走模块13，并且两个后轮驱动模块10均与箱体12的左侧板和右侧板平行设置，使底盘内布局更合理，节约安装空间。两个摆臂模块14分别安装在两个行走模块13的外侧，摆臂驱动模块11安装在箱体12内，摆臂驱动模块 11的摆臂驱动轴113穿过行走模块13后与摆臂模块14连接，带动摆臂模块14转动，箱体12的盖板上设有功能模块接口121，用于快速安装各种功能模块，例如，机械臂5、云台2等功能模块。该功能模块接口121可以是机械接口或/和电连接插口，具体地，如果一个功能模块只需机械连接，则该功能模块接口121为机械接口，具体可以为卡接槽、插接孔或才螺钉固定孔。如果一个功能模块不需要机械固定，只需要电连接，则相对应的功能模块接口121可以为电连接插口。如果即需要机械连接也需要电连接，则功能模块接口121可以为机械接口和电连接插口组合而成。

该移动底盘的摆臂驱动模块11、两个后轮驱动模块10、两个行走模块13和两个摆臂模块14可以先组装完成后再安装到箱体12，安装简单方便，并且底盘设有摆臂模块14，可大大增强底盘的越障能力，而且使用一个摆臂驱动模块驱动两个摆臂模块14，使结构更简单。使用两个后轮驱动模块10分别驱动两个行走模块13，方便对底盘的控制，尤其是对履带式底盘的转向控制。并且两个后轮驱动模块10平行箱体12的左侧板和右侧板设置，在很大程度上了节约底盘内的安装空间，使底盘内各部分的安装布局更合理。

在优选实施例中，箱体12的前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、盖板和底板之间均为可拆卸连接，例如，通过扣合结构扣合连接或者螺栓固定连接等。可以先将部件组装到相应的侧板、盖板或底板上，然后将各侧板、盖板和底板组装成箱体，例如，将一个先将行走模块13和一个后轮驱动模块10安装在左侧板，将灯具等安装到箱体12的前侧板，将电源模块安装到底板的合适位置，等依次类推，将相应的部件安装到相应的侧板、底板或盖板上，然后将各侧板、底板和盖板组装成箱体12，即基本完成了底盘的安装，模块化安装使安装更方便快捷。

在优选实施例中，如图1、图3和图4所示，行走模块13包括驱动轮131、从动轮132和第一履带133，其中，驱动轮131设置在相对应的箱体12的左侧板和右侧板的后部，从动轮132位于相对应的左侧板和右侧板的外侧前部，第一履带133套设于驱动轮131和从动轮132外，后轮驱动模块13通过传动部使驱动轮131转动。

如图3、图4和图6所示，后轮驱动模块10包括后轮驱动电机101、后轮驱动减速机102和后轮驱动变速箱103，其中，后轮驱动电机101 通过后轮驱动减速机102与后轮驱动变速箱103的输入轴连接，后轮驱动变速箱103的输出轴通过伞齿轮副106与驱动轮131的后轮驱动轴134连接，并且后轮驱动电机101的输出轴、后轮驱动减速机102 的输出轴和后轮驱动变速箱103的输出轴垂直于驱动轮131的轴向设置。即后轮驱动电机101、后轮驱动减速机102和后轮驱动变速箱103 组成驱动主体，安装方面、具有能变速和负载大的特点，并且整体与箱体12的左侧板和右侧板平行设置，节约安装空间，有利于移动底盘内各部的布局和安装。

伞齿轮副106中一个伞齿轮1061套设在后轮驱动变速箱103的输出轴上，另一个伞齿轮1061套设在后轮驱动轴134上，结构简单、传动稳定。

如图4、图6和图7所示，驱动轮131位于箱体12的外侧，在箱体12上用于穿设后轮驱动轴134的位置设置驱动轴套筒108，该驱动轴套筒108与箱体12固定连接，例如键连接或螺栓连接。后轮驱动轴 134通过轴承100支撑与驱动轴套筒108可转动连接，并实现轴向和径向的定位。

优选地，如图7所示，后轮驱动轴134通过两个间隔设置的轴承 100与驱动轴套筒108可转动连接，实现更稳定的传动和支撑。

进一步地，如图7所示，后轮驱动轴134通过驱动轮套筒135与驱动轮131固定连接，避免驱动力直接作用于驱动轮131，减少驱动轮 131的磨损，延长驱动轮131的寿命。

具体地，驱动轮套筒135嵌设在驱动轮131的中孔内，通过螺钉固定，后轮驱动轴134穿设于所述驱动轮套筒135内，并与驱动轮套筒135键连接，在此，驱动轮套筒135可以看作是后轮驱动轴134的衬套，承载驱动力。

为了减少传动偏差，提高传动的稳定性，优选地，后轮驱动减速机102的输出轴与后轮驱动变速箱103的输入轴通过联轴器连接。

更进一步地，为了减少传动偏差，提高传动的稳定性，如图6所示，后轮驱动减速机102通过固定座104固定在箱体12上。

优选地，固定座104包括安装部的固定部，所述安装部通过螺栓安装在箱体12，固定部为具有过孔的固定板，该固定板一端与固定部垂直连接，后轮驱动减速机102一部分穿过固定板的过孔固定，并通过螺栓将后轮驱动减速机的壳体与固定板固定。

进一步优选地，如图1、图3、图4和图8所示，摆臂模块14包括第一摆臂轮141、第二摆臂轮142、第二履带145、支撑架143，其中，第一摆臂轮141与从动轮132同轴设置，支撑架143位于第一摆臂轮141和第二摆臂轮142之间，用于固定第一摆臂轮141和第二摆臂轮142的相对位置，第二履带145套设于第一摆臂轮131和第二摆臂轮142外。摆臂驱动模块11的摆臂驱动轴113穿过从动轮132后与第一摆臂轮141连接。

如图3-图5所示，摆臂驱动模块11包括摆臂驱动电机111和摆臂驱动减速机112，其中，摆臂驱动电机111与摆臂驱动减速机112连接，摆臂驱动减速机112的两个摆臂驱动轴113分别穿过两个从动轮132 与两个第一摆臂轮141连接。优选地，摆臂驱动减速机112为蜗轮蜗杆减速机。更优选地，摆臂驱动电机111通过行星减速机与和蜗轮蜗杆减速机连接，提高传动比。

如图5所示，在箱体12上穿设摆臂驱动轴113处设有从动轮轴套 136，摆臂驱动轴113穿过从动轮轴套136，并通过两个轴承100与从动轮轴套136连接，在摆臂驱动轴113的端部固定套设有摆动轮轴套 144，第一调节板1431通过摆动轮轴套144与摆臂驱动轴113固定连接，摆动轮轴套144通过一轴承100与第一摆臂轮141连接，即第一摆臂轮141和从动轮132均为自由轮。

优选地，从动轮132有部分与第二履带145接触，从动轮132转动时，可以带动第二履带145转动，进而带动第一摆臂轮141转动。

为了检测摆臂驱动轴113的转动角度，优选地，如图3和图4所示，在摆臂驱动轴113上套设第三齿轮15，在第三齿轮15的一侧还设有与第三齿轮15啮合的第四齿轮16，第四齿轮16通过旋转轴固定在固定架17上，该第四齿轮16带动旋转轴相对固定架17转动，该固定架17固定在箱体12，且固定架17上还设有用于检测旋转轴旋转角度的位置传感器。

优选地，如图3、图8、图9和图10所示，支撑架143包括第一调节板1431、第二调节板1432和拉固板1433，其中，第一调节板1431 的一端通过轴承套设于摆臂驱动模块11的摆臂驱动轴113上，第二调节板1432的一端与第二摆臂轮142连接，第一调节板1431和第二调节板1432的另一端通过拉固板1433连接，且第二调节板1432能够带动第二摆臂轮142相对拉固板1433移动，以调节第一摆臂轮141和第二摆臂轮142的间距。

进一步优选地，如图8-图10所示，第一调节板1431的前端设有一缺口，在缺口内设有固定部，第二调节板1432的后端伸入所述缺口内，调节螺栓穿过所述固定部后抵在第二调节板1432的后端，通过调节螺栓可以调节第二调节板1432距离固定部的距离，并且第一调节板 1431的前端和第二调节板1432的后端远均设有螺纹孔，拉固板1433 上设有螺纹孔相应的过孔，螺钉穿过过孔与螺纹孔连接，利用拉固板 1433将第一调节板1431和第二调节板1432的相对位置固定，且拉固板1433与第二调节板1432后端的螺纹孔相对应的过孔为长圆孔，以适应第二调节板1432相对第一调节板1431的移动。

为了实现更好的密封，如图7所示，在后轮驱动轴134与驱动轴套筒108之间设置第一动密封109；在驱动轴套筒108与箱体12之间设置第一静密封107。如图5所示，在从动轮轴套136与摆臂驱动轴 113之间设有第二动密封114，在从动轮轴套136与箱体12之间设有第二静密封115。

优选地，第一动密封109和第二动密封114均采用骨架油封，第一静密封107和第二静密封115均采用O型圈密封。

进一步地，底盘上还设有天线18和语音模块19等功能件，语音模块包括拾音器、麦克风等部件，集合了声音采集和云因播放功能，实现了操作者与现场通话的功能。

如图1和图11所示，本实施例提供的云台，包括云台支架21、俯仰模块22、回转模块23和相机安装部20，其中，相机安装部20安装在回转模块23上，用于安装相机设备，该回转模块23能够带动相机安装部20水平旋转，回转模块23安装在俯仰模块22上，并且回转模块23和俯仰模块22之间设有第一导电滑环29，使俯仰模块22回转模块23和俯仰模块22的线缆旋转分离，避免在旋转过程中，线缆发生缠绕。俯仰模块22安装在云台支架21，使位于相机安装部20内的相机设备具有一定的高度，能够开阔视野。该俯仰模块22至少部分能够相对云台支架21转动，从而带动回转模块23和相机安装部20垂直旋转。实现相机安装部20在水平和垂直两个方向的旋转，使相机设备能够在获得水平全方向和俯仰大角度的拍摄，两个方向的自由度根据需要协作调整可以达到最佳观察效果，且整体模块化结构组成、结构简单。

如图11所示，优选地，云台支架21包括基座211、基座管212和 U型管213，其中，U型管213和基座管212均为中空结构，且U型管213通过基座管212与基座211连通，使线缆引到基座211，俯仰模块22与U型管213连接。线缆通过云台支架内部中空结构走线，无外露走线设计，不但美观，且能够有效保护线缆，提高云台的防护等级。

优选地，基座211上设有D型混装连接器，方便安装到其他设备上，例如，在安装到机器人时，可以与机器人的移动底盘快速互联和断开，方便折装。

如图11、图13和图14所示，在一个优选实施例中，U型管213 由三部分组成，包括U型管座、两个可拆卸的直管，两个直管不但能够延长U型管213的长度，还可以先与俯仰模块22的部分零部件先行组装，在形成模块后再进行整体组装，方便安装。两个直管可以与U 型管座螺纹连接、插接或卡接。

当然，直管也可以只用来延长U型管213的长度，此时优选地，直管与U型管213焊接。

在优选实施例中，如图14、图16和图17所示，俯仰模块22包括第一电机221、第一蜗杆222、第一蜗轮223和颈部三通224，其中，第一电机221设置在U型管213内，第一蜗杆222与第一电机221的输出轴连接，第一蜗轮223固定套设在颈部三通224的第一中空部 2241，第一蜗杆222和第一蜗轮223啮合，带动颈部三通224转动，从而带动相机安装部垂直转动，优选地，转动角度范围为-45°～+90°。

优选地，第一电机221采用空心杯电机，减少云台重量，使云台整体结构设计得更紧凑。

优选地，如图14所示，第一蜗杆222通过轴承100固定在第一壳体25。第一电机221和第一蜗杆222均竖直安装，第一电机221位于 U型管213内，第一蜗杆222部分伸出U型管213外与第一蜗轮223 啮合，使结构更为紧凑。

优选地，如图12和图16所示，回转模块23包括第二电机231、第二蜗杆232、第二蜗轮233、中空轴234、旋转部236，中空轴234 一端伸入相机安装部20内，第二蜗轮233固定套设在中空轴234上，且位于相机安装部20内，第二电机231的输出轴与第二蜗杆232连接，第二蜗杆232与第二蜗轮233啮合，中空轴234的另一端与颈部三通 224的第三中空部2243连接，优选地，连接处通过密封圈密封。第一导电滑环29位于中空轴234内，第一导电滑环的定子端与中空轴234 连接，相机安装部20引出的线缆与第一导电滑环的转子端连接。

如图16旋转部236通过轴承100套设于中空轴234的外侧，且一端与相机安装部20固定连接，上述内容可知，中空轴234的一端与颈部三通224连接，其不能相对颈部三通224转动，相机安装部20在回转时，第二蜗轮233固定套设在中空轴234，丙者均不转动，而是由第二蜗杆232带动相机安装部20绕第二蜗轮233转动，旋转部236随相机安装部20一起转动，使相机安装部20转动更平稳，另外回转模块 23的部分部件位于相机安装部20内，使云台结构更为紧凑。

优选地，第二电机231采用空心杯电机，减少云台重量，使云台整体结构设计得更紧凑。

如图11和图12所示，相机安装部20分为上壳安装部和下壳安装部，方便回转模块22和相机设备的安装。

相机安装部20内可安装高清一体化相机，并配备冷暖灯红外光补偿系统和防反光套，可在低照度环境中获取高质量图像信息，防反光套可有效阻挡钢化玻璃反射光，提高一体化高清相机的图像质量。

优选地，旋转部236与中空轴234之间设有骨架油封，其他静接触面之间设置密封圈，提高云台的密封效果，使其可以应用在复杂恶劣的环境下。

为了使结构布局更紧凑，优选地，如图12所示，第二电机231的输出轴与第二蜗杆232平行设置，并且在第二电机231的输出轴和第二蜗杆232上分别设有一传动齿轮237，两个传动齿轮237啮合传动。

优选地，如图12所示，第二蜗杆232通过云台蜗杆固定座235与相机安装部20连接，第二蜗杆232能够相对云台蜗杆固定座235转动，第二电机231固定在云台蜗杆固定座235的外侧，云台蜗杆固定座235 设有与第二蜗轮233相配合的弧形凹部，能够尽量减少占用的空间，使结构更紧凑。

为了进一步提高密封效果，如图11和图16所示，颈部三通224 的第一中空部2241的外侧设有第一壳体25，该第一壳体25固定在U 型管213上，并通过轴承100与第一中空部2241连接，第二中空部2242 的外侧设有第二壳体26，第二壳体26也固定在U型管213上，并通过轴承100与第二壳体26连接，使第一中空部2241能够相对第一壳体25转动，第二中空部2242能够相对第二壳体2242转动。

如图16所示，优选地，第二壳体26的外端还设有盖体261，且盖体261与第二壳体26的接触面之间设有密封圈，第一壳体25与第一中空部2241之间和第二壳体26与第二中空部2242之间均设有骨架油封。

为了获得云台的回转角度，如图12所示，在中空轴234上固定套设有第一齿轮241，在第一齿轮241的一侧设置与第一齿轮241啮合的第二齿轮242，该第二齿轮224通过旋转轴243固定所述相机安装部 20，且第二齿轮242能够带动旋转轴243相对相机安装部20转动，相机安装部20内还设有用于检测旋转轴243旋转角度的第一位置传感器，在云台回转时，第二蜗杆232带动相机安装部20绕第二蜗轮233 转动，此时第二齿轮242随相机安装部20转，即绕第一齿轮241转动，又因为第二齿轮242与第一齿轮241啮合，所以第二齿轮242还同时自转，第一位置传感器通过检测旋转轴243的旋转角度，得到相机安装部20的回转角度，方便调节和精确控制。

优选地，如图16所示，中空轴234上设有用于对第一齿轮241进行轴向限位的螺母28，该螺母28与中空轴234螺纹配合，在轴向上锁紧第一齿轮241，实现对第一齿轮241的轴向限位。

优选地，旋转轴243外套设有两个间隔设置的轴承100(图中未示出)，其中一个轴承100的外圈与旋转轴支架244连接，该旋转轴支架 244与相机安装部20连接，另一个轴承100的外圈与相机安装部20 连接，使旋转轴243和第二齿轮242可转动的固定在相机安装部20。

为了获得云台的俯仰转动(垂直旋转)角度，在第二壳体26内设置第二位置传感器，该第二位置传感器通过检测第二中空部2242的转动角度得到相机安装部20的俯仰转动(垂直旋转)角度，方便调节和精确控制。

在优选实施例中，如图11和图18所示，在颈部三通224的两侧设有限位块2244，在第一壳体25和第二壳体26上分别设有与所述限位块相对应的弧形限位槽251，限制相机安装部20的垂直旋转角度。通过机械限位结构，避免转动超限，有效保护电机及机械结构不被破坏。

在上述优选实施例中，云台的回转模块23和俯仰模块22均通过蜗轮蜗杆结构驱动，运转平稳画面抖动小，并且能够利用蜗轮蜗杆的自锁特性实现可靠定位，通过模块化的设计，使云台整体结构简单、紧凑，通过回转模块23和俯仰模块22可以使云台具有较大的视区覆盖，在安装到机器人上作用时，实现了所需视区的全覆盖；另外，回转模块23和俯仰模块22之间的线缆连接采用第一导电滑环29进行转换，避免内部线缆在云台执行水平旋转时产生缠绕，使得相机安装部 20可水平旋转任意圈数。

如图1和图19所示，本发明实施例的机械臂包括末端执行模块55、小臂模块54、大臂模块53、腰模块52和基座模块51。末端执行模块 55、小臂模块54、大臂模块53、腰模块52和基座模块51通过机械臂关节依次可转动的连接。末端执行模块55、小臂模块54、大臂模块53、腰模块52和基座模块51的壳体均为剖分结构，均包括安装板57和盖体58，模块内的部件均安装在安装板58上，盖体58主要起封闭保护的作用，模块化程度高，极大的方便了装配、布线和维护。只需将各个模块的盖体58打开，内部结构均可方便拆卸，机械臂关节56均设置在各个模块中的安装板57上，开启盖体58，即可对机械臂关节56 进行调整。

优选地，如图20所示，机械臂关节56包括关节驱动电机563、关节驱动蜗轮561、关节驱动蜗杆562和关节驱动蜗杆固定座5621，关节驱动蜗杆562可转动的固定在关节驱动蜗杆固定座5621上，关节驱动电机563固定在关节驱动蜗杆固定座5621的一侧，且关节驱动电机 563的输出轴与关节驱动蜗杆562的一端连接，关节驱动蜗杆固定座 5621设有与关节驱动蜗轮561形状相匹配的弧形凹口，关节驱动蜗轮 561伸入弧形凹口内和关节驱动蜗杆562啮合设置，有效利用空间，使得机械臂关节的结构更为紧凑。关节驱动蜗杆固定座5621可移动的固定在机械臂关节的安装板57，且能够带动关节驱动蜗杆562沿关节驱动蜗轮561的径向平移，调整关节驱动蜗轮561和关节驱动蜗杆562 齿侧间隙，进而有效的消除蜗轮蜗杆传动结构之间的传动误差，提高机械臂关节的精度。

优选地，关节驱动电机563为空心杯电机，关节驱动电机563的输出端与关节驱动蜗杆562的一端通过联轴器连接，带动关节驱动蜗杆562转动。

如图21所示，关节驱动蜗杆固定座5621的四角的固定孔为第二长圆孔5641，可以调节关节驱动蜗杆固定座5621的固定位置，从而调节关节驱动蜗轮561和关节驱动蜗杆562齿侧间隙。

如图20所示，优选地，机械臂关节56中还包括关节支撑板564，关节支撑板564，使机械臂整体结构刚性足够且稳定。关节支撑板564 的一端可转动的套设在关节驱动蜗轮轴5611上，另一端设有若干第一长圆孔5642，在本实施例中，关节支撑板564下端设有两排共8个平行间隔设置的第一长圆孔5642，此处的下端指的是靠近关节驱动蜗杆 562的一端。

如图21所示，关节驱动蜗杆固定座5621上相应位置设有螺孔，关节支撑板564通过第一长圆孔5642和螺孔与关节驱动蜗杆固定座 5621连接，安装后，第一长圆孔5642的长度方向均垂直于关节驱动蜗杆562的轴向，关节驱动蜗杆固定座5621能够相对于关节支撑板564 沿关节驱动蜗轮561的径向移动。显然，在其他实施例中，第一长圆孔5642的数量和位置可以根据实际需要进行调整。

进一步优选地，关节驱动蜗杆固定座5621和/或关节支撑板564 上还设有用于确定相对位置的刻度，如图22所示，本实施例中，关节支撑板564的边缘和关节驱动蜗杆固定座5621上相应的位置均设有刻度槽568，通过刻度槽568之间的相互对应，可以精确定位关节驱动蜗杆固定座5621与关节支撑板564的相对位置，在对关节驱动蜗杆固定座5621进行微调时尤为重要。

为了进一步限制关节驱动蜗杆固定座5621的相对关节驱动蜗轮561移动的方向，如图23所示，关节驱动蜗杆固定座5621与安装板 57相接的一侧还设有凸起的辅助限位块56211，如图25所示，安装板 57设有与辅助限位块56211的宽度相匹配的辅助限位槽56231，关节驱动蜗杆固定座5621固定在安装板57，辅助限位块56211插入辅助限位槽56231中，关节驱动蜗杆固定座5621相对于安装板57移动时，辅助限位块56211在辅助限位槽56231内移动。辅助限位块56211和辅助限位槽56231相互配合，能够限制关节驱动蜗杆固定座5621移动的范围，并进一步限制关节驱动蜗杆固定座5621的移动方向指向关节驱动蜗轮561中心而不发生偏移，同时可以确保关节驱动蜗轮561和关节驱动蜗杆562发生相对转动时，关节驱动蜗杆固定座5621与安装板57同步移动。

为了方便调节关节驱动蜗杆固定座5621与关节驱动蜗轮561的相对位置，具体到本实施例中，如图24所示，安装板57上设有调节螺栓566，调节螺栓566沿第一长圆孔5642的长度方向设置，设置在关节驱动蜗杆固定座5621底部，调节螺栓566与关节驱动蜗杆562的轴向均垂直，指向关节驱动蜗轮561的圆心，如图23所示，关节驱动蜗杆固定座5621远离关节驱动蜗轮561的一侧设有螺栓限位槽56212，调节螺栓566的一端伸入螺栓限位槽56212中。增加调节螺栓566旋入的深度，能够推动关节驱动蜗杆固定座5621向关节驱动蜗轮561中心平移，进而改变关节驱动蜗杆562与关节驱动蜗轮561之间的相对位置。本实施例中，调节螺栓566通过调节固定块5660固定设置在安装板57上，显然，在其他实施例中，调节螺栓566也可以通过其他方式设置在安装板57上，例如穿设在安装板57的翻边上。

优选地，如图20和图25所示，在安装机械臂关节56外，两个模块的安装板57背向(未安装部件的一侧)相临设置，且两个安装板57 能够相对转动，在其中一个安装57上设有弧形的角度限位槽56121，另一个安装板57上则有与角度限位槽56121相匹配的角度限位块(图中未示出)，对机械臂关节56的转动角度进行机械限位。

进一步地，为了防止由于刚性限位有可能对关节驱动电机563造成损伤，本实施例中的机械臂关节56还包括角度电位器567，用于测量关节驱动蜗杆562与关节驱动蜗轮561发生相对转动的角度。角度电位器567安装在盖体58上，角度电位器567的测量转轴通过齿轮组与轴承的外圈同步转动，用于探测关节驱动蜗轮561转动角度。

如图23所示，具体地，齿轮组包括啮合设置的第五齿轮5671和第六齿轮5672，第五齿轮5671套设在关节驱动蜗轮轴5611上，与轴承的外圈同步转动。第六齿轮5672套设在测量转轴上，带动测量转轴转动。角度电位器567检测到测量转轴转动角度，从而得到关节驱动蜗轮561的转动角度。显然，齿轮的数目和传动方式不限于本实施例所介绍的这一种。

需要的说明的是，末端执行模块55、所述小臂模块54、所述大臂模块53、所述腰模块52和所述基座模块51，其两连接模块之间的机械臂关节56结构基本相同，区别在于根据转动角度和方向的需要，其安装的方向有所区别，在此不再赘述。

如图19、图26、图27和图28所示，本实施例中的末端执行模块 55包括旋转电机552、主动齿轮5521、从动齿轮5522、开合电机553、丝杠5531、推力轴557和夹持部。下面进行具体说明：

如图19和图27所示，，夹持部包括旋转座5524、开合传动套558 和两个夹爪554，每个夹爪554均与旋转座5524可转动连接。两个夹爪554的连接端通过一固定轴5541固定在开合传动套558上，且两个夹爪554的连接端能够沿固定轴5541的径向方向移动，两个夹爪554的夹持端相对设置。

主动齿轮5521套设在旋转电机552的输出轴上，从动齿轮5522 与主动齿轮5521啮合设置，并与旋转座5524的后端连接，能够带动旋转座5524转动。

开合电机553的输出轴与丝杠5531连接，丝杠5531一端穿入推力轴557内，推力轴557穿过旋转座5524与开合传动套558可转动连接。

当旋转电机552工作时，主动齿轮5521通过从动齿轮5522带动夹持部以推力轴557为轴转动。

当开合电机553工作时，丝杠5531转动，推力轴557带动开合传动套558沿轴向移动，两个夹爪554相对旋转座5524转动，使两个相对设置的夹爪554的夹持端之间的距离发生变化。

本实施例所提供的机械臂末端执行模块55改善了零部件的受力情况，将控制旋转的部件与控制开合的部件分离设置，能够分别控制夹爪554的开合和夹持部的旋转，夹持动作和旋转动作彼此之间互不干扰，有利于实现精确控制。

如图27和图28所示，具体到本实施例中，夹爪554呈L型，包括夹持端、折弯部和连接端，旋转座5524包括底座和两个U型支架板，两个U型支架板5525间隔设置，且一端固定在底座，另一端通过两个铰接轴连接，每个夹爪554的折弯部通过一个铰接轴与旋转座5524可转动连接。显然，在其他实施例中，旋转座5524的形状可以根据需要而改变，夹爪554也可以通过其他安装方式设置在旋转座5524的前端。

优选地，如图28所示，两个夹爪554的连接端设有长孔，两个连接叠加使长孔相对设置，并套设在固定轴5541上，5541穿设固定在开合传动套558，固定轴5541可以在长孔内有限制的移动，开合传动套 558带动固定轴5541移动时，固定轴5541带动两个夹爪554相对旋转座5524转动。固定轴5541中部设有垂直于轴向的过孔，用于穿过推力轴557，固定轴5541可绕推力轴557转动。

优选地，如图26-图28所示，本实施例所提供的机械臂末端执行模块55还包括旋转传动套5523，旋转传动套5523套设在开合传动套 558外侧，穿过旋转座5524，并与旋转座5524固定连接，从动齿轮5522 套设在旋转传动套5523后端，当旋转电机552工作时，从动齿轮5522 带动旋转传动套5523转动，进而带动旋转座5524旋转。

本实施例中的丝杠5531采用梯形丝杠5531，丝杠5531上穿设有相匹配的丝杠螺母5532，丝杠螺母5532与推力轴557的后端固定连接，丝杠5531转动时，丝杠螺母5532沿丝杠5531的轴向移动，并带动推力轴557移动。

如图26所示，推力轴557为阶梯轴，中部的轴直径大于前部的轴直径，且最前端设有用于轴向限位的限位帽5542，开合传动套558的后端位于阶梯轴的轴直径发生改变处，限位帽5542与推力轴557自身的结构相配合，能够限制开合传动套558与推力轴557的相对位置，开合传动套558的内径与推力轴557前端轴直径相同，外径与推力轴 557中部的轴直径相同，开合传动套558套设在推力轴557的前部。

如图26所示，开合传动套558的前、后端均设有一个推力轴承 5571，推力轴承5571有三层，包括松环、紧环和设置在松环与紧环之间的滚子6，开合传动套558的后端与推力轴557之间设有推力轴承 5571，开合传动套558前端与限位帽5542之间设有推力轴承5571，且推力轴承5571的紧环均设在推力轴557上，开合传动套558通过推力轴承5571与推力轴557连接。优选地，推力轴承5571与限位帽5542 之间还设有垫片，可用于保护推力轴承5571。

安装时，旋转座5524通过轴承安装在安装板57上，旋转电机552、开合电机553等位于旋转座5524后方的部件也安装在安装板57上，旋转座5524以及位于旋转座5524前方的部件伸出壳体(安装板和盖体后扣合形成壳体)外。

优选地，各个零部件结合面处还安装有O形的橡胶密封圈，如图 25所示，开合传动套558内侧设有环形凹槽，橡胶密封圈设置在环形凹槽内，实现开合传动套558与推力轴557之间的密封。同理，旋转座5524和旋转传动套5523内侧也设有用于设置橡胶密封圈的环形凹槽。进一步优选地，旋转座5524与安装板之间也设有橡胶密封圈。采用橡胶密封圈可使末端执行模块55整体结构达到IP66级别，防止灰尘进入机构内部。

如图27和图28所示，为了方便检测夹持部旋转的角度，本实施例中的末端执行模块55还包括检测装置，检测装置包括角度传感器 555和啮合设置的第七齿轮5551和第八齿轮5552，第七齿轮5551套设在角度传感器555的转轴上，第八齿轮5552套设在旋转传动套5523 外侧，与旋转传动套5523相对固定，旋转传动套5523转动时，即可带动角度传感器555的转轴转动。

如图19、图27和图28所示，为了方便夹持物品，拓展夹爪554 的长度，使得夹爪可以夹取更大范围的物品，夹爪554的夹持端还连接有夹爪拓展件5544。

本实施例中，夹爪拓展件5544能够多角度的安装在夹爪554上。夹爪拓展件5544与夹爪554的夹持端通过第一连接片5545和第二连接片5547固定，第一连接片5545固定在夹爪拓展件5544的一端，且如图29所示，第一连接片5545上设有多个沿周向分布的角度定位孔5546。第二连接片5517固定在夹爪554的夹持端，且如图30所示，第二连接片5547至少设有一个与角度定位孔相匹配的定位柱5548。安装时，第一连接片5545与第二连接片5547相对设置，定位柱5548 插接在一个角度定位孔5546内，固定夹爪拓展件5544的安装角度，通过定位柱5548和不同的角度定位孔5546配合，实现夹爪拓展件 5544的多角度安装。优选地，为了使连接更牢固，夹爪拓展件5544、夹爪554、第一连接片5545和第二连接片5547均设有一个固定孔，在调整好安装角度后，通过螺栓锁紧固定。

优选地，两个夹爪拓展件5544的最前端设有防滑垫，能够用于夹取小型物件，夹爪拓展件5544的中部设有凹弧夹持部，可以夹持体积更大的弧面物件。显然，在其他实施例中，也可以根据需要，在夹爪554安装其他工具，例如剪刀、细长爪等。

进一步优选地，本实施例中的末端执行模块55还包括可拆卸的工具头，工具头556包括夹持固定块5561和设置在夹持固定块5561前端的工作部5562，工作部可以是钩、剪、钳、耙、锥、撬棍或刀等工具，如图28所示，工作部5562固定在夹持固定块5561上，夹持固定块5561的两侧均为与凹弧夹持部相匹配的弧面结构，通过夹爪拓展件5544和夹持固定块5561的相互配合，可以根据需要快速更换不同的工具。

在实际应用中，末端执行模块55还可以搭载其他组件，例如用于排爆时，可以在末端执行模块55的安装板外侧搭载无后坐力爆炸物销毁器和红外瞄准仪。工作时，无后坐力爆炸物销毁器产生前后两股高速、高压水流，一股水流用以销毁爆炸物，另一股水流抵消后坐力，消除其工作过程中后坐力对机器人的损伤。

为保证末端执行模块55在作业过程中，实时传输高清图像，方便操作人员进行观察，本实施例中的末端执行模块55布置有两个摄像头 5511，分别布置在末端执行模块55上。优选地，摄像头5511采用480P 的高清广角摄像头，摄像头视角角度为±60°，两个摄像头5511相互配合，有效的避免了末端执行模块55下方的盲区位置。能够保证末端执行模块55无死角，使操作人员能实时观察末端执行模块55的工作动态。

本实施例提供的末端执行模块55工作时，旋转电机552旋转，主动齿轮5521随之转动，带动从动齿轮5522旋转，从动齿轮5522带动夹持部旋转，实现夹爪554的正、反方向360°的旋转动作。检测装置对旋转动作进行检测，检测夹爪554旋转的位置。

开合电机553带动丝杠5531转动，丝杠螺母5532沿丝杠5531轴向移动，带动推力轴557和开合传动套558移动，当丝杠5531正向转动时，连接在推力轴557和开合传动套558上的固定轴5541向前端移动，而夹爪554的折弯部铰接在旋转座5524上，不发生移动，因此夹爪554发生转动，两个相对设置的夹持端之间的距离增加，完成张开动作，同样的，当丝杠5531反向转动时，夹爪554完成闭合动作。

需要使用不同类型的工具时，可选取不同的工具头，将工具头的夹持固定块5561放在夹爪拓展件5544之间，通过夹爪554的闭合动作和张开动作，夹紧或者松开工具头，实现不同类型的工具的自由更换。而剪、细长爪等不适宜安装夹持固定块5561的工具，则可以之间通过弹簧快拆销固定在夹爪554的夹持端上，安装方便、快捷。

如图31和图32所示，光缆收放装置包括机架31、转动线盘32、摇杆33、交换机34和第二导电滑环39。其中，转动线盘32可转动的固定机架31上，摇杆33与转动线盘32连接，能够带动转动线盘32 转动，交换机34安装在转动线盘32，并与转动线盘32同步转动，光缆缠绕储存在转动线盘32，且光缆的固定端与交换机34连接，将光缆传输的光信号转换成网络信号，第二导电滑环39安装在滑环盖38上，滑环盖38固定在机架31上，交换机34的输出端通过第二导电滑环39 与公共安全移动机器人的本体连接，将信号传输到移动底盘，实现通过光缆与公共安全移动机器人的通讯。另外，使用第二导电滑环39能够有效防止线缆缠绕。

使用时，光缆收放装置通过机架31固定在移动底盘上，光缆缠绕在转动线盘32，光缆的固定端与交换机34连接，光缆的移动端连接到控制设备，公共安全移动机器人移动，使光缆铺放，有利于在有干扰的情况，使用有线控制公共安全移动机器人。

如图31所示，优选地，在机架31上还设有导线环35，该导线环 35通过安装支架安装在机架31上，在光缆的施放和回收过程中起导向作用，保证光缆施放和回收顺畅。

具体地，导线环35可以是两个套设的且能够相对转动的万向球结构，在转动部上设有过孔，光缆的移动端穿过过孔后引出，在施放和回收过程中，光缆可以绕轴向转动。也可是以是一个套筒结构，该套筒能够相对安装支架转动。

如图31所示，机架31包括一个固定板311和分别设置在固定板 311两侧的两个支撑板312，且两个支撑板312垂直固定板312设置，转动线盘32位于两个述支撑板312之间，且可转动的固定在两个支撑板312上，构成一个结构简单的用于支撑转动线盘32并与移动底盘连接固定的架体，其中，固定板311与移动底盘固定。

如图31和图33所示，转动线盘32包括两个挡板321，两个挡板 321间隔套设在转轴322上，转轴322通过轴承100与支撑板312连接，实现转动线盘32相对机架31的转动。具体地，如3图32所示，轴承 100安装在轴承座40上，轴承座40与支撑板312连接。

优选地，如图33所示，交换机的壳体341与挡板321形成用于安装交换机部件的腔体，光缆的固定端穿过挡板321后伸入所述腔体内，与交换机34连接。

如图33所示，为了实现较好密封，交换机的壳体341与挡板321 的配接处设有密封圈，在挡板321穿设光缆处设有密封堵头37。优选地，密封堵头37采用T型密封堵头。进一步地，转轴322与轴承座40 之间设有第三动密封41，优选地，第三动密封41为骨架油封。

为了方便操作转动线盘32转动，同时减少对公共安全移动机器人行进中的影响，如图32和图33所示，摇杆33与转动线盘32可拆卸连接，在非回收线缆时，将摇杆33摘下，在回收线缆时再安装摇杆。优选地，摇杆33和转动线盘32可以是插接固定或者螺纹连接固定。

如图33所示，第二导电滑环39与摇杆33分别位于转轴322的两端，滑环盖38与轴承座40固定连接，即通过滑环盖38通过轴承座40 与机架31固定连接，第二导电滑环39的转子端线缆与交换机34连接，并与交换机34同步转动，第二导电滑环39的定子端固定在滑环盖38 上，第二导电滑环39的定子端线缆与公共安全移动机器人的本体连接。在本实施例中，第二导电滑环39的定子端线缆为航空插头，在滑环盖 38上用于航空插头穿出的位置设有密封堵头37。

综上所述，本发明提供的公共安全移动机器，包括移动底盘和多个方便安装拆卸的功能模块，能够适用于沙地、林地、山地、楼梯、公路等多种环境，可靠性高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种公共安全移动机器人，其特征在于：包括移动底盘、机械臂和云台；

所述移动底盘包括箱体、摆臂驱动模块、两个后轮驱动模块、两个行走模块和两个摆臂模块，所述箱体包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、盖板和底板，所述两个行走模块分别安装在所述左侧板和所述右侧板的外侧；

所述两个后轮驱动模块分别安装在所述左侧板和所述右侧板的内侧，分别驱动一个所述行走模块，且两个所述后轮驱动模块与所述左侧板和所述右侧板平行设置；

两个所述摆臂模块分别安装在两个所述行走模块的外侧，所述摆臂驱动模块安装在所述箱体内，所述摆臂驱动模块的摆臂驱动轴穿过所述行走模块后与所述摆臂模块连接，带动所述摆臂模块转动；

所述盖板上设有功能模块接口；

所述机械臂和所述云台通过所述功能模块接口安装在所述移动底盘上。

2.根据权利要求1所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述行走模块包括驱动轮、从动轮和第一履带，所述驱动轮设置在相对应的所述左侧板和所述右侧板的后部，所述从动轮位于相对应的所述左侧板和所述右侧板的外侧前部，所述第一履带套设于所述驱动轮和所述从动轮外，所述后轮驱动模块通过传动部驱动所述驱动轮转动。

3.根据权利要求2所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述摆臂模块包括第一摆臂轮、第二摆臂轮、第二履带、支撑架，所述第一摆臂轮与所述从动轮同轴设置，所述支撑架位于所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮之间，用于固定所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮的相对位置，所述第二履带套设于所述第一摆臂轮和所述第二摆臂轮外；

所述摆臂驱动模块的摆臂驱动轴穿过所述从动轮后与所述第一摆臂轮连接。

4.根据权利要求3所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述后轮驱动模块包括后轮驱动电机、后轮驱动减速机和后轮驱动变速箱，所述后轮驱动电机通过所述后轮驱动减速机与所述后轮驱动变速箱的输入轴连接，所述后轮驱动变速箱的输出轴通过伞齿轮副与驱动轮的驱动轴连接，并且所述后轮驱动电机的输出轴、后轮驱动行星减速机的输出轴和所述后轮驱动变速箱的输出轴均垂直于所述驱动轮的轴向设置。

5.根据权利要求4所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述摆臂驱动模块包括摆臂驱动电机和摆臂驱动减速机，所述摆臂驱动电机与所述摆臂驱动减速机连接，所述摆臂驱动减速机的两个摆臂驱动轴分别穿过两个所述从动轮与两个所述第一摆臂轮连接。

6.根据权利要求1所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述机械臂，包括末端执行模块、小臂模块、大臂模块、腰模块和基座模块；

所述末端执行模块、所述小臂模块、所述大臂模块、所述腰模块和所述基座模块通过机械臂关节依次可转动的连接；

所述末端执行模块、所述小臂模块、所述大臂模块、所述腰模块和所述基座模块的壳体均为剖分结构，均包括安装板和盖体。

7.根据权利要求6所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述机械臂关节包括关节驱动电机、关节驱动蜗轮、关节驱动蜗杆和关节驱动蜗杆固定座，所述关节驱动蜗杆可转动的固定在所述关节驱动蜗杆固定座上，所述关节驱动电机固定在所述关节驱动蜗杆固定座的一侧，且所述关节驱动电机的输出轴与所述关节驱动蜗杆连接，所述关节驱动蜗杆固定座设有与所述关节驱动蜗轮相匹配的弧形凹口，所述蜗轮伸入所述弧形凹口内和所述关节驱动蜗杆啮合设置，所述关节驱动蜗杆固定座可移动的固定在所述安装板上，且能够带动所述关节驱动蜗杆沿所述关节驱动蜗轮的径向移动，调整所述关节驱动蜗轮和关节驱动蜗杆齿侧间隙。

8.根据权利要求6所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述末端执行模块还包括旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、开合电机、丝杠、推力轴和夹持部；

所述夹持部包括旋转座、开合传动套和两个夹爪，每个所述夹爪均与所述旋转座可转动连接，两个所述夹爪的连接端通过一固定轴固定在所述开合传动套上，且两个所述夹爪的连接端能够沿所述固定轴的径向方向移动，两个所述夹爪的夹持端相对设置；

所述主动齿轮套设在所述旋转电机的输出轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合设置，并与所述旋转座的后端连接，能够带动所述旋转座转动；

所述开合电机的输出轴与所述丝杠连接，所述丝杠一端穿入所述推力轴内，所述推力轴穿过所述旋转座与所述开合传动套可转动连接；

当所述旋转电机工作时，所述主动齿轮通过所述从动齿轮带动所述夹持部转动；

当所述开合电机工作时，所述丝杠转动，所述推力轴带动所述开合传动套沿轴向移动，两个所述夹爪相对所述旋转座转动，使得两个夹爪的夹持端之间的距离发生变化。

9.根据权利要求8所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述夹爪的夹持端还连接有夹爪拓展件，所述夹爪拓展件的中部设有凹弧夹持部。

10.根据权利要求9所述的公共安全移动机器人，其特征在于：还包括可拆卸的工具头，所述工具头包括夹持固定块和设置在所述夹持固定块前端的工作部，所述夹持固定块的两侧均为与所述凹弧夹持部相匹配的弧面结构。

11.根据权利要求9所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述夹爪和所述夹爪拓展件通过第一连接片和第二连接片连接，所述第一连接片固定在所述夹爪拓展件的一端，且所述第一连接片上设有多个沿周向分布的角度定位孔；所述第二连接片固定在所述夹爪的夹持端，且所述第二连接片上设有定位柱，安装时，所述定位柱能够插接在任一所述角度定位孔内，固定所述夹爪拓展件的安装角度。

12.根据权利要求1所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述云台包括云台支架、俯仰模块、回转模块和相机安装部，所述相机安装部安装在所述回转模块，所述回转模块安装在所述俯仰模块，且所述回转模块与所述俯仰模块之间设有第一导电滑环，所述俯仰模块安装在所述云台支架；

其中，所述回转模块带动所述相机安装部水平旋转，所述俯仰模块带动所述回转模块和所述相机安装部垂直旋转；

所述云台支架包括基座、基座管和U型管，所述U型管和所述基座管均为中空结构，所述U型管通过所述基座管与所述基座连通，所述俯仰模块与所述U型管连接。

13.根据权利要求12所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述俯仰模块包括第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮和颈部三通，所述第一电机设置在所述U型管内，所述第一蜗杆与所述第一电机的输出轴连接，所述第一蜗轮固定套设在所述颈部三通的第一中空部，所述第一蜗杆和所述第一蜗轮啮合，带动所述颈部三通转动。

14.根据权利要求13所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述回转模块包括第二电机、第二蜗杆、第二蜗轮、中空轴、旋转部，所述中空轴一端伸入相机安装部内，所述第二蜗轮固定套设在所述中空轴上，且位于所述相机安装部内，所述第二电机的输出轴与所述第二蜗杆连接，所述第二蜗杆与所述第二蜗轮啮合；

所述中空轴的另一端与所述颈部三通的第三中空部连接，所述第一导电滑环的定子端与所述中空轴连接，所述相机安装部引出的电缆与所述第一导电滑环的转子端连接；

所述旋转部通过轴承套设于所述中空轴的外侧，且一端与所述相机安装部固定连接，与所述相机安装部一起绕所述中空轴转动。

15.根据权利要求14所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述第二电机的输出轴与所述第二蜗杆平行设置，且在所述第二电机的输出轴和所述第二蜗杆上分别设有一传动齿轮，两个传动齿轮啮合传动。

16.根据权利要求13所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述颈部三通的第一中空部的外侧设有第一壳体，所述第一壳体通过一轴承与所述第一中空部连接；

第二中空部的外侧设有第二壳体，所述第二壳体通过一轴承与所述第二壳体连接；

所述第一中空部能够相对所述第一壳体转动，所述第二中空部能够相对所述第二壳体转动。

17.根据权利要求16所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述颈部三通的两侧设有限位块，在第一壳体和第二壳体上分别设有与所述限位块相对应的弧形限位槽，限制所述相机安装部的垂直旋转角度。

18.根据权利要求1所述的公共安全移动机器人，其特征在于：还包括光缆收放装置，所述光缆收放装置包括机架、转动线盘、摇杆、交换机和第二导电滑环，所述转动线盘可转动的固定所述机架上，所述摇杆与所述转动线盘连接，能够带动所述转动线盘转动，所述交换机安装在所述转动线盘，并与所述转动线盘同步转动，光缆缠绕储存在所述转动线盘，且所述光缆的固定端与所述交换机连接，所述第二导电滑环安装在所述安装在滑环盖上，所述滑环盖固定在所述机架上，所述交换机的输出端通过所述第二导电滑环与所述移动底盘的控制接口连接。

19.根据权利要求18所述的公共安全移动机器人，其特征在于：还包括用于穿设引导所述光缆导线环，所述导线环固定在所述机架上。

20.根据权利要求18所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述机架包括一固定板和分别设置在所述固定板两侧的两个支撑板，且两个所述支撑板垂直所述固定板设置，所述转动线盘位于两个所述支撑板之间，且可转动的固定在两个所述支撑板上。

21.根据权利要求20所述的公共安全移动机器人，其特征在于：所述转动线盘包括两个挡板，所述两个挡板间隔套设在所述转轴上，所述转轴通过轴承与所述支撑板连接。