CN109986566A - 排爆机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排爆机器人，该排爆机器人的旋转腰盘单元由转盘、腰盘驱动装置、定位弹簧、定位轴承、减速块构成，车体后部的上端面开设有圆形开口，开口的直径小于转盘的直径，旋转腰盘单元除转盘以外的其他部件通过开口容置于车体内部，转盘位于开口外侧，定位轴承与车体固定结合，腰盘驱动装置的驱动轴端穿过定位轴承与转盘下端面的中心固定结合，定位弹簧压缩套设于腰盘驱动装置与定位轴承之间的驱动轴上并抵顶腰盘驱动装置与定位轴承，开口外侧边缘固定设置减速块，减速块与转盘摩擦滑动接触；本发明的排爆机器人运行精准、可实施细致操作，且适合全时候、多路况的操作环境。

Description

排爆机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是涉及一种排除爆炸物等危险源的排爆机器人。

背景技术

随着国际反恐局势的日益严峻，对于危险物、爆炸物的安全处置已成为各国反恐工作中重要的组成部分。由于对危险物、爆炸物的处置是一项危险性极大的工作，为了降低排除危险源作业环境的危险程度，避免反恐人员在对危险物、爆炸物处置过程中造成伤亡，利用排爆机器人进行危险物、爆炸物的拆除与处置已逐渐成为世界各国执行此项反恐任务的主要技术手段。

目前，许多国家已研制出多种类型的排爆机器人，其中以具备中远程有线或无线操控、以及行走单元、监控单元、臂爪操作单元的排爆机器人应用最为广泛。但由于排除危险源的操作是一项操作精度要求甚高的工作，稍有过失便可能造成任务失败，甚至引发爆炸、危险物泄露等灾难性的后果。因此，如何消除排爆机器人部件运行时存在的惯性，提高运行精准度，已成为排爆机器人开发与研制中亟需解决的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题为提供一种排爆机器人，该排爆机器人的机械臂在水平运转时可以消除机械臂横向及纵向的间隙量，即消除机械臂水平旋转中的运动惯性以及机械臂与竖直方向的偏移角度，并防止传动齿轮组驱动机械臂水平旋转时各传动齿轮之间产生侧隙，使机械臂水平旋转时无滞后现象，并可在机械臂停止旋转时立即停止，无惯性现象，从而使排爆机器人的操作运行更加精准。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种排爆机器人，包括：车体、行走单元、供电单元、控制单元、通信单元、旋转腰盘单元、机械臂、机械手、云台、摄像头；行走单元包括行走装置和行走驱动装置，行走装置安装于车体两侧，行走驱动装置驱动行走装置运行，行走驱动装置、供电单元、控制单元、通信单元均安装于车体内部，旋转腰盘单元安装于车体后部，机械臂的一端铰接于旋转腰盘单元的上端面上，机械臂的另一端连接机械手，云台通过支撑装置设置于车体后部，摄像头数量为至少4个且分别固定设置于车体的前端与后端、云台以及靠近机械手一端的机械臂上，供电单元为排爆机器人提供电力，通信单元通过有线或无线方式接收使用者发出的信号指令或将摄像头拍摄的影像信息反馈至使用者，通信单元将信号指令传递至控制单元，控制单元根据信号指令连接控制行走单元、机械臂、云台、摄像头的运行，其中，旋转腰盘单元由转盘、腰盘驱动装置、定位弹簧、定位轴承、减速块构成，车体后部的上端面开设有圆形开口，开口的直径小于转盘的直径，旋转腰盘单元除转盘以外的其他部件通过开口容置于车体内部，转盘位于开口外侧，定位轴承与车体固定结合，腰盘驱动装置的驱动轴端穿过定位轴承与转盘下端面的中心固定结合，定位弹簧压缩套设于腰盘驱动装置与定位轴承之间的驱动轴上并抵顶腰盘驱动装置与定位轴承，开口外侧边缘固定设置减速块，减速块与转盘摩擦滑动接触,控制单元根据信号指令连接控制腰盘驱动装置的运行。

为了使机械臂具备升降功能，且机械手具备垂直方向上接近于圆周的旋转轨迹，使机械手可灵活地执行各种细致入微的动作，作为本发明的进一步改进，机械臂包括：机械大臂、关节单元、大臂驱动装置、机械小臂，其中，机械大臂的一端铰接于转盘的上端面上，机械大臂的另一端固定连接关节单元、大臂驱动装置铰接于转盘的上端面上，大臂驱动装置的伸缩杆端铰接于机械大臂上，关节单元内部具有小臂驱动装置，小臂驱动装置的驱动轴横向穿出关节单元的其中一侧面并与机械小臂的一端的其中一侧面固定连接，摄像机固定设置于机械小臂上，机械小臂内具有机械手驱动装置，机械手驱动装置连接控制机械手，控制单元根据信号指令连接控制大臂驱动装置、小臂驱动装置、机械手驱动装置的运行。

为了使机械臂具有伸缩功能，从而使机械臂具有更大范围的操作空间，作为本发明的又进一步改进，机械大臂主要由外套管、内套管、大臂伸缩驱动装置构成，外套管的一端闭合且铰接于旋转腰盘单元的上端面上，外套管的另一端具有开口，内套管的一端具有开口，内套管的另一端闭合且固定连接关节单元，内套管具有开口的一端通过外套管的开口套设于外套管内，大臂伸缩驱动装置固定安装于外套管内，大臂伸缩驱动装置的伸缩杆端固定连接内套管的闭合一端的内侧，大臂驱动装置的伸缩杆端铰接于外套管上，控制单元根据信号指令连接控制大臂伸缩驱动装置的运行。

为了使机械手具有更大的开合抓取空间，并且可以逐步加大或逐步减小机械手的抓取力，使机械手可以执行多种尺寸及类型危险源的排除处置工作，作为本发明的又进一步改进，机械手主要由底座、2个弧形支撑板、弧形驱动槽体、2个内爪杆、2个外爪杆、2个手爪部构成，其中2个弧形支撑板的中间部位对应固定于底座的两侧，底座与弧形支撑板形成槽体空间以供弧形驱动槽体容置，弧形驱动槽体的槽体两侧分别对应设有2个相同的弧形槽孔，内爪杆的一端形成分支端部，分支端部包括1个长端和1个短端，其中长端设置于弧形驱动槽体中并通过穿设于相对应的弧形槽孔及长端中的定位杆，使长端在弧形驱动槽体内限位滑动，短端铰接于槽体空间端部的内侧，内爪杆的另一端铰接于手爪部端部的内侧，外爪杆的一端铰接于槽体空间端部的外侧，外爪杆的另一端铰接于手爪部端部的外侧，底座中间形成通孔，机械手驱动装置连接底座以控制机械手执行径向旋转操作，机械手驱动装置还通过通孔连接弧形驱动槽体以控制机械手执行开合操作。

为了使机械手轴向方向上实现360度旋转，并可在抓取较重危险源进行轴向旋转时，实现对机械臂部件的过载保护，以防止危险源的重量超出机械手抓持后的轴向旋转力而损毁驱动部件的情况发生，作为本发明的又进一步改进，机械手驱动装置包括：腕关节驱动装置、手爪驱动装置，机械小臂内还具有防过载转轴、腕关节驱动套管，防过载转轴主要由壳体、输入轴端、输出轴端、防过载弹簧、定位珠构成，其中输入轴端、输出轴端均为直径相同的圆柱体且分别具有彼此相对合的连接端平面，输入轴端、输出轴端的连接端平面均向径向外延伸有凸缘，输入轴端的连接端平面上具有多个与连接端平面中心等距的并向连接端平面内凹设的容置部，各容置部内装设防过载弹簧，防过载弹簧上端设置定位珠，在防过载弹簧未压缩状态下，定位珠完全露出于输入轴端的连接端平面，输出轴端的连接端平面上具有多个与输入轴端的连接端平面上的容置部相对应的且向连接端平面内侧凹设的推抵部，推抵部为半圆球状且能够容置50%以下的定位珠的珠体，壳体包覆输入轴端、输出轴端的连接端平面一端的凸缘，使输入轴端、输出轴端的连接端平面彼此对合且能够相对旋转，通过对合输入轴端、输出轴端的连接端平面，使推抵部部分容置定位珠并抵推定位珠压缩防过载弹簧，腕关节驱动装置的驱动轴固定连接防过载转轴的输入轴端，防过载转轴的输出轴端通过齿轮齿合腕关节驱动套管的一端，腕关节驱动套管的另一端固定连接底座，手爪驱动装置的伸缩杆端依次穿过腕关节驱动套管以及通孔而固定连接弧形驱动槽体，控制单元根据信号指令连接控制腕关节驱动装置、手爪驱动装置的运行。

为了确保以上各种驱动装置具有较大的扭矩以及适中的运转速度，作为本发明的又进一步改进，行走驱动装置、腰盘驱动装置、小臂驱动装置、腕关节驱动装置主要由电机、减速器连接构成，手爪驱动装置、大臂驱动装置、大臂伸缩驱动装置主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成。

为了实现对云台的收折，以便于排爆机器人的运输及存放，以及实现对云台上的摄像头进行全方位摄像控制，支撑装置包括支撑杆、收放杆单元，云台包括摄像头驱动单元，支撑杆的一端铰接于车体的后部上端面，支撑杆的另一端连接云台的摄像头驱动单元，收放杆单元主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成，收放杆单元铰接于车体的后部上端面，收放杆单元的伸缩杆端铰接于支撑杆，云台上的摄像头的侧面通过旋动杆而安装于摄像头驱动单元上，摄像头驱动单元内具有电机，电机的输出轴与旋动杆、支撑杆传动连接，控制单元根据信号指令连接控制收放杆单元、摄像头驱动单元的运行。

为了使排爆机器人适合多种路面的行驶控制，并使排爆机器人在行驶中可以节省行驶驱动电力，以增大排爆机器人执行任务时的待机时间，作为本发明的又进一步改进，行走装置包括：同等规格的2个驱动轮、2个承重轮、2个从动轮，以及2条履带，其中驱动轮、承重轮、从动轮均为充气式轮胎并且胎面向内凹设有等间距的多个嵌合部，2个承重轮对应装设于车体两侧的中部，2个驱动轮以及2个从动轮分别对应装设于车体两侧的两端，驱动轮、从动轮的轮胎中心位置处于同一水平线，承重轮的轮胎中心位置低于水平线，并在水平线以下的3mm至8mm处，2条履带分别套设于车体两侧的驱动轮、承重轮、从动轮上，且履带的内侧面凸设有与嵌合部相对应的多个突起部，突起部嵌合于嵌合部内，履带的外侧面凸设有等间距的多个突出部，履带的外缘部朝向行走装置设有等间距的多个限位片，行走驱动装置驱动2个驱动轮，控制单元根据信号指令连接控制行走驱动装置。

为了使排爆机器人在上坡及上楼梯时更加平稳，防止滑落现象发生，作为本发明的又进一步改进，还包括：尾翼，尾翼包括连接板、连接件、调节架、支撑板、2个支撑轮、支撑轴、调节杆，其中调节架固定于连接板中部，支撑板的一端铰接于调节架的底部，支撑板的另一端穿设支撑轴，支撑轴两端分别安装2个支撑轮，调节杆的一端铰接于调节架的上部，调节杆的另一端铰接于支撑板穿设有支撑轴的一端，调节杆由具有外螺纹的丝杆配合套设于具有外螺纹的套筒内构成，连接板通过连接件可拆卸的连接固定于车体的后端。本发明中的尾翼可由调节杆调节支撑板与坡面或楼梯斜面之间的夹角（0度至45度间），以便使排爆机器人适合不同坡度的路面。

为了便于排爆机器人全时候的执行排除危险源的任务，作为本发明的更进一步改进，还包括：至少3个照明组件，3个照明组件分别装设于车体的前端、后端，以及机械臂上，控制单元根据信号指令连接控制照明组件的运行。

本发明的排爆机器人相较于目前使用较为广泛的此类机器人具有以下有益效果：本发明的排爆机器人可以消除机械臂水平旋转中的运动惯性以及机械臂与竖直方向的偏移角度，使机械臂水平旋转时无滞后现象，并可在机械臂停止旋转时立即停止，无惯性现象，从而确保本发明的排爆机器人的操作运行更加精准；本发明中的机械臂可以升降、伸缩，机械手可以在垂直方向以及轴向方向上旋转，且机械手具有更大的开合抓取空间，并可根据危险源的尺寸及类型逐步或减小抓取力，从而使本发明的排爆机器人具有更大范围的操作空间，并可执行各种细致入微的动作；在抓取较重危险源时，机械手的驱动部件具有力的过载保护功能；本发明的排爆机器人还可实现全时候、多种路面类型、多种坡地地形的运行操作，并可节省驱动电力。因此，本发明的排爆机器人是一种运行精准、可实施细致操作，且适合全时候、多路况的排爆机器人。

附图说明

图1为本发明的排爆机器人的示意图；

图2为本发明中的旋转腰盘单元的示意图；

图3为本发明中的机械手的示意图；

图4为本发明中的防过载转轴的示意图；

图5为本发明中的云台及支撑装置的示意图。

附图中的符号说明：

1 车体；101 连接板；102 连接件；103 支撑轮；104 调节杆；105 调节架；106 支撑板；11 开口；2 旋转腰盘单元；21 转盘；22 定位弹簧；23 定位轴承；24 减速块；31 机械大臂；32 关节单元；33 机械小臂；34 大臂驱动装置；4 机械手；41 底座；42 支撑板；43弧形驱动槽体；44内爪杆；441 长端；442 短端；443 定位杆；45 外爪杆；46 手爪部；47 弧形槽孔；5云台；51 摄像头驱动单元；6 摄像头；71 驱动轮；72 承重轮；73 从动轮；74 履带；741 突出部；742 限位片；8 支撑装置；81 支撑杆；82 收放杆单元；9 防过载转轴；91 壳体；92 输入轴端；93 输出轴端；94 防过载弹簧；95 定位珠；96 容置部；97 推抵部；D 距离。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容将以具体实施例的形式并配合图式说明如下，然而该具实施例及所附图式仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本发明提供了一种排爆机器人，该排爆机器人的机械臂在水平运转时可以消除机械臂横向及纵向的间隙量，即消除机械臂水平旋转中的运动惯性以及机械臂与竖直方向的偏移角度，并防止传动齿轮组驱动机械臂水平旋转时各传动齿轮之间产生侧隙，使机械臂水平旋转时无滞后现象，并可在机械臂停止旋转时立即停止，无惯性现象，从而使排爆机器人的操作运行更加精准。

如图1所示，本发明的一实施例提供了一种排爆机器人，包括车体1、行走单元、供电单元、控制单元、通信单元、旋转腰盘单元2、机械臂、机械手4、云台5、摄像头6；其中，行走单元包括行走装置和行走驱动装置，行走装置安装于车体1两侧，行走驱动装置驱动行走装置运行；行走驱动装置、供电单元、控制单元、通信单元均安装于车体1内部，旋转腰盘单元2安装于车体1后部，机械臂的一端铰接于旋转腰盘单元2的上端面上，机械臂的另一端连接机械手4，云台5通过支撑装置8设置于车体1后部，摄像头6数量为至少4个且分别固定设置于车体1的前端与后端、云台5以及靠近机械手4一端的机械臂上，为了达到更好的监控效果，在本发明中摄像头数量也可为多于4个，并按照实际应用的需求安装于排爆机器人的其它部件上，摄像头的数量及应用均属于现有技术，不以此为限；供电单元为排爆机器人提供电力，通信单元通过有线或无线方式接收使用者发出的信号指令或将摄像头拍摄的影像信息反馈至使用者，通信单元将信号指令传递至控制单元，控制单元根据信号指令连接控制行走单元、机械臂、云台5、摄像头6的运行。为了便于排爆机器人全时候的执行排除危险源的任务，本发明的实施例还包括至少3个照明组件，该照明组件可以为LED灯、卤素灯等，该3个照明组件分别装设于车体1的前端、后端，以及机械臂上，以实现良好的取光条件，控制单元根据信号指令连接控制照明组件的运行。如图2所示，为了消除机械臂水平旋转中的运动惯性以及机械臂与竖直方向的偏移角度，该旋转腰盘单元2可由转盘21、腰盘驱动装置、定位弹簧22、定位轴承23、减速块24构成，车体后部的上端面开设有圆形开口11，也可为正方形或其它形状开口11，开口11的直径小于转盘21的直径，旋转腰盘单元2除转盘21以外的其他部件通过开口11容置于车体内部，转盘21位于开口11外侧，定位轴承23与车体固定结合，腰盘驱动装置的驱动轴端穿过定位轴承23与转盘21下端面的中心固定结合，定位弹簧22压缩套设于腰盘驱动装置与定位轴承23之间的驱动轴上并抵顶腰盘驱动装置与定位轴承23，开口11外侧边缘固定设置减速块24，减速块24与转盘21摩擦滑动接触, 控制单元根据信号指令连接控制腰盘驱动装置的运行。在本发明中，该减速块24可为橡胶、聚乙烯材料或是由橡胶和聚乙烯材料的混合物制作而成，该减速块24的摩擦系数大于转盘21的摩擦系数，在腰盘驱动装置大扭矩以及定位弹簧22的抵顶作用下，可以有效消除机械臂水平启动旋转时的失速（启动瞬间速度过快），并有效消除机械臂在操作危险源时由于重心偏移而引发的与竖直方向的偏移角度，在腰盘驱动装置停止驱动时，由于减速块24具有较高的摩擦系数而可使机械臂立即停止转动，消除运动惯性，从而确保机械臂的运转精准度。

为了使排爆机器人适合多种路面的行驶控制，并使排爆机器人在行驶中可以节省行驶驱动电力，以增大排爆机器人执行任务时的待机时间，本发明实施例中的行走装置包括同等规格的2个驱动轮71、2个承重轮72、2个从动轮73，以及2条履带74，其中驱动轮71、承重轮72、从动轮73均为充气式轮胎并且胎面向内凹设有等间距的多个嵌合部，2个承重轮72对应装设于车体1两侧的中部，2个驱动轮71以及2个从动轮73分别对应装设于车体1两侧的两端，驱动轮71、从动轮73的轮胎中心位置处于同一水平线，承重轮72的轮胎中心位置低于水平线一距离D，且该距离D为3mm至8mm间，2条履带74分别套设于车体1两侧的驱动轮71、承重轮72、从动轮73上，且履带74的内侧面凸设有与嵌合部相对应的多个突起部，突起部嵌合于嵌合部内，履带74的外侧面凸设有等间距的多个突出部741，履带74的外缘部朝向行走装置设有等间距的多个限位片742，行走驱动装置驱动2个驱动轮71，控制单元根据信号指令连接控制行走驱动装置。通过承重轮72的轮胎中心位置低于水平线的设计结构，可以有效加强车体1重心的稳定性，并可减小整体履带74与地面的接触面积，但同时增加了承重轮72区域的履带74部分与地面的有效压强，从而确保了履带74与地面的有效摩擦力，并减小了履带74与地面的无用摩擦力，进而使排爆机器人适合多种路面的行驶控制，尤其适合路面硬度及结合力较低的土路、沙土路，以及具有坡度或坑洼不平的路面的行进，并可降低排爆机器人行进时的能源损耗，增大排爆机器人执行任务时的待机时间。为了使排爆机器人在上坡及上楼梯时更加平稳，防止滑落现象发生，本发明的实施例还包括尾翼，尾翼包括连接板101、连接件102、调节架105、支撑板106、2个支撑轮103、支撑轴、调节杆104，其中调节架105固定于连接板101中部，支撑板106的一端铰接于调节架105的底部，支撑板106的另一端穿设支撑轴，支撑轴两端分别安装2个支撑轮103，调节杆104的一端铰接于调节架105的上部，调节杆104的另一端铰接于支撑板106穿设有支撑轴的一端，调节杆104由具有外螺纹的丝杆配合套设于具有外螺纹的套筒内构成，连接板101通过连接件102可拆卸的连接固定于车体1的后端,连接件102可以是螺杆结构，也可以是卡扣结构等。本发明中的尾翼可由调节杆104调节支撑板106与坡面或楼梯斜面之间的夹角（0度至45度间），以便使排爆机器人适合不同坡度的路面。

为了使机械臂具备升降功能，且机械手具备垂直方向上接近于圆周的旋转轨迹，使机械手可灵活地执行各种细致入微的动作，如图1所示，本发明的实施例中的机械臂包括机械大臂31、关节单元32、大臂驱动装置34、机械小臂33；其中，机械大臂31的一端铰接于转盘21的上端面上，机械大臂31的另一端固定连接关节单元32、大臂驱动装置34铰接于转盘21的上端面上，大臂驱动装置34的伸缩杆端铰接于机械大臂31上，关节单元32内部具有小臂驱动装置，小臂驱动装置的驱动轴横向穿出关节单元32的其中一侧面并与机械小臂33的一端的其中一侧面固定连接，摄像机6固定设置于机械小臂33上，机械小臂33内具有机械手驱动装置，机械手驱动装置连接控制机械手4，控制单元根据信号指令连接控制大臂驱动装置34、小臂驱动装置、机械手驱动装置的运行。

为了使机械臂具有伸缩功能，从而使机械臂具有更大范围的操作空间，本发明实施例中的机械大臂主要由外套管、内套管、大臂伸缩驱动装置构成，外套管的一端闭合且铰接于旋转腰盘单元的上端面上，外套管的另一端具有开口，内套管的一端具有开口，内套管的另一端闭合且固定连接关节单元，内套管具有开口的一端通过外套管的开口套设于外套管内，大臂伸缩驱动装置固定安装于外套管内，大臂伸缩驱动装置的伸缩杆端固定连接内套管的闭合一端的内侧，大臂驱动装置的伸缩杆端铰接于外套管上，控制单元根据信号指令连接控制大臂伸缩驱动装置的运行。

为了使机械手具有更大的开合抓取空间，并且可以逐步加大或逐步减小机械手的抓取力，使机械手可以执行多种尺寸及类型危险源的排除处置工作，如图3所示，本发明实施例中的机械手4主要由底座41、2个弧形支撑板42、弧形驱动槽体43、2个内爪杆44、2个外爪杆45、2个手爪部46构成，其中2个弧形支撑板42的中间部位对应固定于底座41的两侧，底座41与弧形支撑板42形成槽体空间以供弧形驱动槽体43容置，弧形驱动槽体43的槽体两侧分别对应设有2个相同的弧形槽孔47，内爪杆44的一端形成分支端部，分支端部包括1个长端441和1个短端442，其中长端441设置于弧形驱动槽体43中并通过穿设于相对应的弧形槽孔47及长端441中的定位杆443，使长端441在弧形驱动槽体43内限位滑动，短端442铰接于槽体空间端部的内侧，内爪杆44的另一端铰接于手爪部46端部的内侧，外爪杆45的一端铰接于槽体空间端部的外侧，外爪杆45的另一端铰接于手爪部46端部的外侧，底座41中间形成通孔，机械手驱动装置连接底座41以控制机械手4执行径向旋转操作，机械手驱动装置还通过通孔连接弧形驱动槽体43以控制机械手4执行开合操作。

为了使机械手轴向方向上实现360度旋转，并可在抓取较重危险源进行轴向旋转时，实现对机械臂部件的过载保护，以防止危险源的重量超出机械手抓持后的轴向旋转力而损毁驱动部件的情况发生，如图4所示，本发明实施例中的机械手驱动装置包括腕关节驱动装置、手爪驱动装置，机械小臂内还具有防过载转轴9、腕关节驱动套管，防过载转轴9主要由壳体91、输入轴端92、输出轴端93、防过载弹簧94、定位珠95构成，其中输入轴端92、输出轴端93均为直径相同的圆柱体且分别具有彼此相对合的连接端平面，输入轴端92、输出轴端93的连接端平面均向径向外延伸有凸缘，输入轴端92的连接端平面上具有多个与连接端平面中心等距的并向连接端平面内凹设的容置部96，较佳地，容置部96的布局可以连接端平面中心成圆周形设置，各容置部96内装设防过载弹簧93，防过载弹簧93上端设置定位珠95，在防过载弹簧94未压缩状态下，定位珠95完全露出于输入轴端92的连接端平面，输出轴端93的连接端平面上具有多个与输入轴端92的连接端平面上的容置部96相对应的且向连接端平面内侧凹设的推抵部97，推抵部97为半圆球状且能够容置50%以下的定位珠95的珠体，壳体91包覆输入轴端92、输出轴端93的连接端平面一端的凸缘，使输入轴端92、输出轴端93的连接端平面彼此对合且能够相对旋转，通过对合输入轴端92、输出轴端93的连接端平面，使推抵部97部分容置定位珠95并抵推定位珠95压缩防过载弹簧94，腕关节驱动装置的驱动轴固定连接防过载转轴的输入轴端，防过载转轴的输出轴端通过齿轮齿合腕关节驱动套管的一端，腕关节驱动套管的另一端固定连接底座，手爪驱动装置的伸缩杆端依次穿过腕关节驱动套管以及通孔而固定连接弧形驱动槽体，控制单元根据信号指令连接控制腕关节驱动装置、手爪驱动装置的运行。

为了确保以上各种驱动装置具有较大的扭矩以及适中的运转速度，本发明中的行走驱动装置、腰盘驱动装置、小臂驱动装置、腕关节驱动装置主要由电机、减速器连接构成。手爪驱动装置、大臂驱动装置、大臂伸缩驱动装置主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成；此外上述具有伸缩操控的驱动装置也可根据实际需要替换为气压或液压驱动杆。

为了实现对云台的收折，以便于排爆机器人的运输及存放，以及实现对云台上的摄像头进行全方位摄像控制，如图5所示，本发明中的支撑装置包括支撑杆81、收放杆单元82，云台包括摄像头驱动单元51，支撑杆81的一端铰接于车体的后部上端面，支撑杆81的另一端连接云台的摄像头驱动单元51，收放杆单元82主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成，收放杆单元82铰接于车体的后部上端面，收放杆单元82的伸缩杆端铰接于支撑杆81，云台上的摄像头的侧面通过旋动杆而安装于摄像头驱动单元51上，摄像头驱动单元51内具有电机，电机的输出轴与旋动杆、支撑杆传动连接，控制单元根据信号指令连接控制收放杆单元、摄像头驱动单元的运行。

以上标记符号仅作为协助理解本发明实施例之用，并不能限定本发明的结构，未标记符号的部件均为现有技术，不能妨碍对于本发明实施例的理解。

本发明实施例中的排爆机器人在存储及运输时，可通过腰盘驱动装置、大臂驱动装置、小臂驱动装置、腕关节驱动装置、大臂伸缩驱动装置、收放杆单元分别将机械大臂、机械小臂、机械手、云台折叠复位回收，减少排爆机器人空间的占用，并防止敏感部件如云台、机械手等在运输过程中触碰受损。

本发明的排爆机器人具有运行更加精准，操作空间范围更大，可执行各种细致入微的动作，且可适用于全时候、多种路面类型、多种坡地地形的运行操作环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种排爆机器人，包括：车体、行走单元、供电单元、控制单元、通信单元、旋转腰盘单元、机械臂、机械手、云台、摄像头；所述行走单元包括行走装置和行走驱动装置，所述行走装置安装于所述车体两侧，所述行走驱动装置驱动所述行走装置运行，所述行走驱动装置、供电单元、控制单元、通信单元均安装于所述车体内部，所述旋转腰盘单元安装于所述车体后部，所述机械臂的一端铰接于所述旋转腰盘单元的上端面上，所述机械臂的另一端连接所述机械手，所述云台通过支撑装置设置于所述车体后部，所述摄像头数量为至少4个且分别固定设置于所述车体的前端与后端、云台以及靠近机械手一端的机械臂上，所述供电单元为所述排爆机器人提供电力，所述通信单元通过有线或无线方式接收使用者发出的信号指令或将所述摄像头拍摄的影像信息反馈至使用者，所述通信单元将所述信号指令传递至所述控制单元，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述行走单元、机械臂、云台、摄像头的运行，其特征在于，所述旋转腰盘单元由转盘、腰盘驱动装置、定位弹簧、定位轴承、减速块构成，所述车体后部的上端面开设有圆形开口，所述开口的直径小于所述转盘的直径，所述旋转腰盘单元除所述转盘以外的其他部件通过所述开口容置于所述车体内部，所述转盘位于所述开口外侧，所述定位轴承与所述车体固定结合，所述腰盘驱动装置的驱动轴端穿过所述定位轴承与所述转盘下端面的中心固定结合，所述定位弹簧压缩套设于所述腰盘驱动装置与所述定位轴承之间的驱动轴上并抵顶所述腰盘驱动装置与所述定位轴承，所述开口外侧边缘固定设置减速块，所述减速块与所述转盘摩擦滑动接触,所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述腰盘驱动装置的运行。

2.根据权利要求1所述的排爆机器人，其特征在于，所述机械臂包括：机械大臂、关节单元、大臂驱动装置、机械小臂，所述机械大臂的一端铰接于所述转盘的上端面上，所述机械大臂的另一端固定连接所述关节单元、所述大臂驱动装置铰接于所述转盘的上端面上，所述大臂驱动装置的伸缩杆端铰接于所述机械大臂上，所述关节单元内部具有小臂驱动装置，所述小臂驱动装置的驱动轴横向穿出所述关节单元的其中一侧面并与所述机械小臂的一端的其中一侧面固定连接，所述摄像机固定设置于所述机械小臂上，所述机械小臂内具有机械手驱动装置，所述机械手驱动装置连接控制所述机械手，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述大臂驱动装置、小臂驱动装置、机械手驱动装置的运行。

3.根据权利要求2所述的排爆机器人，其特征在于，所述机械大臂主要由外套管、内套管、大臂伸缩驱动装置构成，所述外套管的一端闭合且铰接于所述旋转腰盘单元的上端面上，所述外套管的另一端具有开口，所述内套管的一端具有开口，所述内套管的另一端闭合且固定连接所述关节单元，所述内套管具有开口的一端通过所述外套管的开口套设于所述外套管内，所述大臂伸缩驱动装置固定安装于所述外套管内，所述大臂伸缩驱动装置的伸缩杆端固定连接所述内套管的闭合一端的内侧，所述大臂驱动装置的伸缩杆端铰接于所述外套管上，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述大臂伸缩驱动装置的运行。

4.根据权利要求3所述的排爆机器人，其特征在于，所述机械手主要由底座、2个弧形支撑板、弧形驱动槽体、2个内爪杆、2个外爪杆、2个手爪部构成，其中2个所述弧形支撑板的中间部位对应固定于所述底座的两侧，所述底座与所述弧形支撑板形成槽体空间以供所述弧形驱动槽体容置，所述弧形驱动槽体的槽体两侧分别对应设有2个相同的弧形槽孔，所述内爪杆的一端形成分支端部，所述分支端部包括1个长端和1个短端，其中所述长端设置于所述弧形驱动槽体中并通过穿设于相对应的所述弧形槽孔及所述长端中的定位杆，使所述长端在所述弧形驱动槽体内限位滑动，所述短端铰接于所述槽体空间端部的内侧，所述内爪杆的另一端铰接于所述手爪部端部的内侧，所述外爪杆的一端铰接于所述槽体空间端部的外侧，所述外爪杆的另一端铰接于所述手爪部端部的外侧，所述底座中间形成通孔，所述机械手驱动装置连接所述底座以控制所述机械手执行径向旋转操作，所述机械手驱动装置还通过所述通孔连接所述弧形驱动槽体以控制所述机械手执行开合操作。

5.根据权利要求4所述的排爆机器人，其特征在于，所述机械手驱动装置包括：腕关节驱动装置、手爪驱动装置，所述机械小臂内还具有防过载转轴、腕关节驱动套管，所述防过载转轴主要由壳体、输入轴端、输出轴端、防过载弹簧、定位珠构成，其中所述输入轴端、输出轴端均为直径相同的圆柱体且分别具有彼此相对合的连接端平面，所述输入轴端、输出轴端的连接端平面均向径向外延伸有凸缘，所述输入轴端的连接端平面上具有多个与连接端平面中心等距的并向连接端平面内凹设的容置部，各所述容置部内装设所述防过载弹簧，所述防过载弹簧上端设置所述定位珠，在所述防过载弹簧未压缩状态下，所述定位珠完全露出于所述输入轴端的连接端平面，所述输出轴端的连接端平面上具有多个与所述输入轴端的连接端平面上的容置部相对应的且向连接端平面内侧凹设的推抵部，所述推抵部为半圆球状且能够容置50%以下的所述定位珠的珠体，所述壳体包覆所述输入轴端、输出轴端的连接端平面一端的凸缘，使所述输入轴端、输出轴端的连接端平面彼此对合且能够相对旋转，通过对合所述输入轴端、输出轴端的连接端平面，使所述推抵部部分容置所述定位珠并抵推所述定位珠压缩所述防过载弹簧，所述腕关节驱动装置的驱动轴固定连接所述防过载转轴的输入轴端，所述防过载转轴的输出轴端通过齿轮齿合所述腕关节驱动套管的一端，所述腕关节驱动套管的另一端固定连接所述底座，所述手爪驱动装置的伸缩杆端依次穿过所述腕关节驱动套管以及所述通孔而固定连接所述弧形驱动槽体，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述腕关节驱动装置、手爪驱动装置的运行。

6.根据权利要求5所述的排爆机器人，其特征在于，所述行走驱动装置、腰盘驱动装置、小臂驱动装置、腕关节驱动装置主要由电机、减速器连接构成，所述手爪驱动装置、大臂驱动装置、大臂伸缩驱动装置主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成。

7.根据权利要求1所述的排爆机器人，其特征在于，所述支撑装置包括支撑杆、收放杆单元，所述云台包括摄像头驱动单元，所述支撑杆的一端铰接于所述车体的后部上端面，所述支撑杆的另一端连接所述云台的摄像头驱动单元，所述收放杆单元主要由电机、减速器、具有外螺纹的螺杆以及具有内螺纹的伸缩杆端依次连接构成，所述收放杆单元铰接于所述车体的后部上端面，所述收放杆单元的伸缩杆端铰接于所述支撑杆，所述云台上的摄像头的侧面通过旋动杆而安装于所述摄像头驱动单元上，所述摄像头驱动单元内具有电机，所述电机的输出轴与所述旋动杆、支撑杆传动连接，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述收放杆单元、摄像头驱动单元的运行。

8.根据权利要求1所述的排爆机器人，其特征在于，所述行走装置包括：同等规格的2个驱动轮、2个承重轮、2个从动轮，以及2条履带，其中所述驱动轮、承重轮、从动轮均为充气式轮胎并且胎面向内凹设有等间距的多个嵌合部，2个所述承重轮对应装设于所述车体两侧的中部，2个所述驱动轮以及2个所述从动轮分别对应装设于所述车体两侧的两端，所述驱动轮、从动轮的轮胎中心位置处于同一水平线，所述承重轮的轮胎中心位置低于所述水平线，2条所述履带分别套设于所述车体两侧的所述驱动轮、承重轮、从动轮上，且所述履带的内侧面凸设有与所述嵌合部相对应的多个突起部，所述突起部嵌合于所述嵌合部内，所述履带的外侧面凸设有等间距的多个突出部，所述履带的外缘部朝向所述行走装置设有等间距的多个限位片，所述行走驱动装置驱动2个所述驱动轮，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述行走驱动装置。

9.根据权利要求1所述的排爆机器人，其特征在于，还包括：尾翼，所述尾翼包括连接板、连接件、调节架、支撑板、2个支撑轮、支撑轴、调节杆，其中所述调节架固定于所述连接板中部，所述支撑板的一端铰接于所述调节架的底部，所述支撑板的另一端穿设所述支撑轴，所述支撑轴两端分别安装2个所述支撑轮，所述调节杆的一端铰接于所述调节架的上部，所述调节杆的另一端铰接于所述支撑板穿设有所述支撑轴的一端，所述调节杆由具有外螺纹的丝杆配合套设于具有外螺纹的套筒内构成，所述连接板通过所述连接件可拆卸的连接固定于所述车体的后端。

10.根据权利要求1所述的排爆机器人，其特征在于，还包括：至少3个照明组件，3个所述照明组件分别装设于所述车体的前端、后端，以及所述机械臂上，所述控制单元根据所述信号指令连接控制所述照明组件的运行。