CN110181497A - 一种协同控制的空间机械人及其控制方法 - Google Patents

一种协同控制的空间机械人及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空间机械人技术领域,且公开了一种协同控制的空间机械人,包括机器人本体,所述机器人本体的外壁对称连接有两个机械手,所述机器人本体的下端连接有驱动履带轮,所述机器人本体的上端通过滚珠轴承转动连接有转杆,所述转杆的上端固定连接有支撑板,所述转杆的杆壁固定套接有从动齿轮,所述机器人本体的上端还固定连接有第一电机,所述第一电机的输出轴固定连接有与从动齿轮啮合的主动齿轮,所述支撑板的上端固定连接有U形固定板,所述U形固定板相对两个竖直侧壁通过转轴转动连接有摄像头本体。该协同控制的空间机械人及其控制方法,具备散热效果好且摄像头角度便于调节的优点。

Description

一种协同控制的空间机械人及其控制方法
技术领域
本发明涉及空间机械人技术领域,具体为一种协同控制的空间机械人及其控制方法。
背景技术
开发非结构地形环境下的移动机器人是当今机器人研究中的重点课题。随着星球探测、军事侦察和救灾探险等方面的需求增加,对非结构化环境移动检修机器人的研究得到充分的重视,也取得了一些优秀的研究成果;为了适应非结构化环境的作业需要,近年来世界各国开发和研制了各式各样的机器人,按其运动方式主要可以分为轮式检修机器人,履带式检修机器人和腿式检修机器人等几大类。
目前的空间机器人通过摄像头传递各处的实时镜头情况,但摄像头的放置位置和形式固定,不能快速精确的传递有效的镜头信息供人们使用,且机器人长时间的运转起内部会产生较大的热量,如果不能进行及时的消散会影响机器人的正常使用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种协同控制的空间机械人及其控制方法,具备散热效果好且摄像头角度便于调节的优点,解决了现在市面上的空间机器人通过摄像头传递各处的实时镜头情况,但摄像头的放置位置和形式固定,不能快速精确的传递有效的镜头信息供人们使用,且机器人长时间的运转起内部会产生较大的热量,如果不能进行及时的消散会影响机器人的正常使用的问题。
(二)技术方案
为实现散热效果好且摄像头角度便于调节的目的,本发明提供如下技术方案:一种协同控制的空间机械人,包括机器人本体,所述机器人本体的外壁对称连接有两个机械手,所述机器人本体的下端连接有驱动履带轮,所述机器人本体的上端通过滚珠轴承转动连接有转杆,所述转杆的上端固定连接有支撑板,所述转杆的杆壁固定套接有从动齿轮,所述机器人本体的上端还固定连接有第一电机,所述第一电机的输出轴固定连接有与从动齿轮啮合的主动齿轮,所述支撑板的上端固定连接有U形固定板,所述U形固定板相对两个竖直侧壁通过转轴转动连接有摄像头本体,所述转轴的右端贯穿U形固定板且固定连接有从动斜齿轮,所述U形固定板的右侧外壁固定连接有第二电机,所述第二电机的输出轴固定连接有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮,所述机器人本体内固定连接有温度传感器和控制器,所述机器人本体的顶部内壁对称固定连接有两个卡板,两个所述卡板之间通过滚珠轴承转动连接有同一根往复丝杆,所述卡板的外壁固定连接有第三电机,所述第三电机的输出轴贯穿卡板且与往复丝杆的一端固定连接,所述往复丝杆的杆壁螺纹连接有移动杆,所述移动杆的侧壁开设有与往复丝杆匹配连接的螺孔,所述移动杆的下端固定连接有散热风机。
优选的,所述支撑板的下端均匀固定连接有多个呈圆形分布的稳固杆,所述稳固杆的下端固定连接有T形滑块,所述机器人本体的上端开设有与多个T形滑块匹配连接的圆形滑槽。
优选的,所述U形固定板的右侧外壁固定连接有罩设于第二电机、主动斜齿轮和从动斜齿轮的防护壳。
优选的,两个所述卡板之间还固定连接有同一根导向杆,所述移动杆的侧壁开设有活动套设于导向杆外的导向孔。
优选的,所述机器人本体的顶部均匀开设有多个通风孔且通风孔内固定连接有防尘网。
优选的,所述温度传感器的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与第三电机和散热风机的输入端电性连接。
一种协同控制的空间机械人的控制方法,包括如下步骤:
S1.若温度传感器检测到机器人本体内的温度达到预定值时,温度传感器传递信号给控制器,控制器启动第三电机和散热风机,第三电机带动往复丝杆转动,利用往复丝杆与移动杆的螺纹连接作用使移动杆带动散热风机左右来回移动,对机器人本体内部进行快速散热;
S2.若需要贯穿不同的周围环境,通过控制器远程操作机器人本体,启动第一电机,第一电机带动主动齿轮转动,利用主动齿轮与从动齿轮的啮合作用带动转杆转动,进而通过支撑板带动摄像头本体转动,实现对摄像头本体方位的调节;
S3.再通过控制器启动第二电机,第二电机带动主动斜齿轮转动,利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动转轴转动,进而带动摄像头本体上下翻转,实现对摄像头本体角度的调节。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种协同控制的空间机械人及其控制方法,具备以下有益效果:
该协同控制的空间机械人及其控制方法,当温度传感器检测到机器人本体内的温度达到预定值时,温度传感器传递信号给控制器,控制器启动第三电机和散热风机,第三电机带动往复丝杆转动,利用往复丝杆与移动杆的螺纹连接作用使移动杆带动散热风机左右来回移动,能够对机器人本体内部进行快速散热;若需要贯穿不同的周围环境,通过控制器远程操作机器人本体,启动第一电机,第一电机带动主动齿轮转动,利用主动齿轮与从动齿轮的啮合作用带动转杆转动,进而通过支撑板带动摄像头本体转动,能够实现对摄像头本体方位的调节;再通过控制器启动第二电机,第二电机带动主动斜齿轮转动,利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动转轴转动,进而带动摄像头本体上下翻转,实现对摄像头本体角度的调节。
附图说明
图1为本发明提出的一种协同控制的空间机械人的结构示意图;
图2为本发明提出的一种协同控制的空间机械人的机器人本体的剖视;
图3为本发明提出的一种协同控制的空间机械人图1中A部的局部结构放大图。
图中:1机器人本体、2机械手、3驱动履带轮、4转杆、5支撑板、6从动齿轮、7第一电机、8主动齿轮、9U形固定板、10转轴、11摄像头本体、12从动斜齿轮、13第二电机、14主动斜齿轮、15温度传感器、16控制器、17卡板、18往复丝杆、19第三电机、20移动杆、21散热风机、22防护壳、23导向杆、24通风孔、25防尘网。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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。
请参阅图1-3,一种协同控制的空间机械人,包括机器人本体1,机器人本体1的外壁对称连接有两个机械手2,机器人本体1的下端连接有驱动履带轮3,机器人本体1的上端通过滚珠轴承转动连接有转杆4,转杆4的上端固定连接有支撑板5,转杆4的杆壁固定套接有从动齿轮6,机器人本体1的上端还固定连接有第一电机7,第一电机7的输出轴固定连接有与从动齿轮6啮合的主动齿轮8,支撑板5的上端固定连接有U形固定板9,U形固定板9相对两个竖直侧壁通过转轴10转动连接有摄像头本体11,转轴10的右端贯穿U形固定板9且固定连接有从动斜齿轮12,U形固定板9的右侧外壁固定连接有第二电机13,第二电机13的输出轴固定连接有与从动斜齿轮12啮合的主动斜齿轮14,机器人本体1内固定连接有温度传感器15和控制器16,机器人本体1的顶部内壁对称固定连接有两个卡板17,两个卡板17之间通过滚珠轴承转动连接有同一根往复丝杆18,卡板17的外壁固定连接有第三电机19,第三电机19的输出轴贯穿卡板17且与往复丝杆18的一端固定连接,往复丝杆18的杆壁螺纹连接有移动杆20,移动杆20的侧壁开设有与往复丝杆18匹配连接的螺孔,移动杆20的下端固定连接有散热风机21。
支撑板5的下端均匀固定连接有多个呈圆形分布的稳固杆,稳固杆的下端固定连接有T形滑块,机器人本体1的上端开设有与多个T形滑块匹配连接的圆形滑槽。
U形固定板9的右侧外壁固定连接有罩设于第二电机13、主动斜齿轮14和从动斜齿轮12的防护壳22。
两个卡板17之间还固定连接有同一根导向杆23,移动杆20的侧壁开设有活动套设于导向杆23外的导向孔。
机器人本体1的顶部均匀开设有多个通风孔24且通风孔24内固定连接有防尘网25。
温度传感器15的输出端与控制器16的输入端电性连接,控制器16的输出端与第三电机19和散热风机21的输入端电性连接。
一种协同控制的空间机械人的控制方法,包括如下步骤:
S1.若温度传感器15检测到机器人本体1内的温度达到预定值时,温度传感器15传递信号给控制器16,控制器16启动第三电机19和散热风机21,第三电机19带动往复丝杆18转动,利用往复丝杆18与移动杆20的螺纹连接作用使移动杆20带动散热风机21左右来回移动,对机器人本体1内部进行快速散热;
S2.若需要贯穿不同的周围环境,通过控制器16远程操作机器人本体1,启动第一电机7,第一电机7带动主动齿轮8转动,利用主动齿轮8与从动齿轮6的啮合作用带动转杆4转动,进而通过支撑板5带动摄像头本体11转动,实现对摄像头本体11方位的调节;
S3.再通过控制器16启动第二电机13,第二电机13带动主动斜齿轮14转动,利用主动斜齿轮14与从动斜齿轮12的啮合作用带动转轴10转动,进而带动摄像头本体11上下翻转,实现对摄像头本体11角度的调节。
综上所述,该协同控制的空间机械人,使用时,当温度传感器15检测到机器人本体1内的温度达到预定值时,温度传感器15传递信号给控制器16,控制器16启动第三电机19和散热风机21,第三电机19带动往复丝杆18转动,利用往复丝杆18与移动杆20的螺纹连接作用使移动杆20带动散热风机21左右来回移动,能够对机器人本体1内部进行快速散热;若需要贯穿不同的周围环境,通过控制器16远程操作机器人本体1,启动第一电机7,第一电机7带动主动齿轮8转动,利用主动齿轮8与从动齿轮6的啮合作用带动转杆4转动,进而通过支撑板5带动摄像头本体11转动,能够实现对摄像头本体11方位的调节;再通过控制器16启动第二电机13,第二电机13带动主动斜齿轮14转动,利用主动斜齿轮14与从动斜齿轮12的啮合作用带动转轴10转动,进而带动摄像头本体11上下翻转,实现对摄像头本体11角度的调节。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种协同控制的空间机械人,包括机器人本体(1),其特征在于:所述机器人本体(1)的外壁对称连接有两个机械手(2),所述机器人本体(1)的下端连接有驱动履带轮(3),所述机器人本体(1)的上端通过滚珠轴承转动连接有转杆(4),所述转杆(4)的上端固定连接有支撑板(5),所述转杆(4)的杆壁固定套接有从动齿轮(6),所述机器人本体(1)的上端还固定连接有第一电机(7),所述第一电机(7)的输出轴固定连接有与从动齿轮(6)啮合的主动齿轮(8),所述支撑板(5)的上端固定连接有U形固定板(9),所述U形固定板(9)相对两个竖直侧壁通过转轴(10)转动连接有摄像头本体(11),所述转轴(10)的右端贯穿U形固定板(9)且固定连接有从动斜齿轮(12),所述U形固定板(9)的右侧外壁固定连接有第二电机(13),所述第二电机(13)的输出轴固定连接有与从动斜齿轮(12)啮合的主动斜齿轮(14),所述机器人本体(1)内固定连接有温度传感器(15)和控制器(16),所述机器人本体(1)的顶部内壁对称固定连接有两个卡板(17),两个所述卡板(17)之间通过滚珠轴承转动连接有同一根往复丝杆(18),所述卡板(17)的外壁固定连接有第三电机(19),所述第三电机(19)的输出轴贯穿卡板(17)且与往复丝杆(18)的一端固定连接,所述往复丝杆(18)的杆壁螺纹连接有移动杆(20),所述移动杆(20)的侧壁开设有与往复丝杆(18)匹配连接的螺孔,所述移动杆(20)的下端固定连接有散热风机(21)。
2.根据权利要求1所述的一种协同控制的空间机械人,其特征在于:所述支撑板(5)的下端均匀固定连接有多个呈圆形分布的稳固杆,所述稳固杆的下端固定连接有T形滑块,所述机器人本体(1)的上端开设有与多个T形滑块匹配连接的圆形滑槽。
3.根据权利要求1所述的一种协同控制的空间机械人,其特征在于:所述U形固定板(9)的右侧外壁固定连接有罩设于第二电机(13)、主动斜齿轮(14)和从动斜齿轮(12)的防护壳(22)。
4.根据权利要求1所述的一种协同控制的空间机械人,其特征在于:两个所述卡板(17)之间还固定连接有同一根导向杆(23),所述移动杆(20)的侧壁开设有活动套设于导向杆(23)外的导向孔。
5.根据权利要求1所述的一种协同控制的空间机械人,其特征在于:所述机器人本体(1)的顶部均匀开设有多个通风孔(24)且通风孔(24)内固定连接有防尘网(25)。
6.根据权利要求1所述的一种协同控制的空间机械人,其特征在于:所述温度传感器(15)的输出端与控制器(16)的输入端电性连接,所述控制器(16)的输出端与第三电机(19)和散热风机(21)的输入端电性连接。
7.一种协同控制的空间机械人的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.若温度传感器(15)检测到机器人本体(1)内的温度达到预定值时,温度传感器(15)传递信号给控制器(16),控制器(16)启动第三电机(19)和散热风机(21),第三电机(19)带动往复丝杆(18)转动,利用往复丝杆(18)与移动杆(20)的螺纹连接作用使移动杆(20)带动散热风机(21)左右来回移动,对机器人本体(1)内部进行快速散热;
S2.若需要贯穿不同的周围环境,通过控制器(16)远程操作机器人本体(1),启动第一电机(7),第一电机(7)带动主动齿轮(8)转动,利用主动齿轮(8)与从动齿轮(6)的啮合作用带动转杆(4)转动,进而通过支撑板(5)带动摄像头本体(11)转动,实现对摄像头本体(11)方位的调节;
S3.再通过控制器(16)启动第二电机(13),第二电机(13)带动主动斜齿轮(14)转动,利用主动斜齿轮(14)与从动斜齿轮(12)的啮合作用带动转轴(10)转动,进而带动摄像头本体(11)上下翻转,实现对摄像头本体(11)角度的调节。
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