CN116123924A - 一种轮腿式射弹机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机器人技术领域的一种轮腿式射弹机器人，包括射弹结构、控制平台、云台结构、框架结构以及轮组结构，且控制平台设置在射弹结构上方，机器人pitch轴电机安装在射弹结构侧面，云台结构位于射弹结构下方，云台结构与发射结构连接，云台安装于底盘的框架结构上，在机器人的腿部两侧安装有保险杠，腿部电机安装于框架结构侧面用来控制机器人的平衡，在尽量轻量化的同时保证机器人的结构坚固，机器人在pitch轴的自由度同时也将头部的重心尽量保持在中心位置，腿部由大腿部和小腿部组成用于机器人的抬升，腿部安装有限位结构保证机器人的安全。

Description

一种轮腿式射弹机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种轮腿式射弹机器人。

背景技术

轮腿式射弹机器人近年来主要应用于Robomaster赛项中，轮腿式射弹机器人属于步兵机器人的一个类别，又名平衡步兵机器人。

步兵机器人在Robomaster赛项中发射17mm弹丸攻击对方机器人，发射弹丸攻击对方装甲板和基地，在赛项中将学生们的知识转化成实际的作品，培养学生们的动手能力和机电控制能力，加深对机电和机械的了解。

目前用于Robomaster赛项中的轮腿式机器人还有以下几个问题需要解决：

1.目前的大部分队伍的平衡步兵机器人主要采用的是侧面供弹和中心供弹，弹丸要走的行程就很长，这样就容易造成弹丸卡在供弹链路上形成卡弹，同时供弹链路也非常难设计，维护起来不方便。

2.在云台结构部分大多数队伍选择使用连杆来控制头部的pitch轴的运动，将电机和妙算集中放置在中心位置，这样就容易导致中间部分集成度过大，线路多且复杂，同时也加大了安装的难度。

3.在框架结构和轮组设计上，多数队伍使用铝管加上板材进行搭建框架，同时在大腿板和小腿板周围没有防护，这就使得连接处被撞击后容易损坏。

基于此，本发明设计了一种轮腿式射弹机器人，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮腿式射弹机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轮腿式射弹机器人，包括射弹结构、控制平台、云台结构、框架结构以及轮组结构，且控制平台设置在射弹结构上方，机器人pitch轴电机安装在射弹结构侧面，云台结构位于射弹结构下方，云台结构与发射结构连接，云台安装于底盘的框架结构上，在机器人的腿部两侧安装有保险杠，腿部电机安装于框架结构侧面用来控制机器人的平衡；

射弹结构，主要由枪管组件，弹丸发射集成器、摩擦轮、电机、拨弹盘、储弹仓以及支撑块组成，储弹仓将弹丸进行存储和弹丸发射集成器将弹丸进行加速和发射的执行机构；

控制平台，实现机器人的自主识别目标、瞄准、发射弹丸的控制，同时进行机器人自身的平衡调节，在射弹结构、云台结构均连接控制平台，控制平台包括图传模块、控制板、测速模块、主控模块、妙算模块以及部分防护板；

云台结构，完成机器人在yaw轴和pitch轴的动作，用于寻找和瞄准目标，主要由pitch轴电机、yaw轴电机、侧面支撑板、云台安装座、轴承安装座、妙算安装板、pitch轴电机装板以及固定部件组成；

框架结构，用于搭载机器人的其他结构和安装其他电子器件，主要由长铝管、侧面保险杆、关节电机、关节电机安装板、限位部件、电池、底部防护板和连接部件组成；

轮组结构，用于机器人的移动，与关节电机搭配维持机器人的平衡状态，主要由大腿板、小腿板、驱动电机、胶轮和连接部件组成。

优选的，所述的机器人的pitch轴电机与侧面支撑板固连并且位于头部侧面，电机与云台pitch轴支撑块固连。

优选的，所述的妙算模块安装与侧面支撑板上，在妙算模块的四周安装有便于拆卸的保护外壳，侧面支撑板与云台转盘固连。

优选的，所述的云台下方安装有轴承，轴承基座与轴承外圈固连，通过轴承基座与底盘固连，轴承内圈与云台转盘固连。

优选的，所述的储弹仓上方安装有漏斗装置，漏斗装置与弹仓固连。

优选的，所述的框架结构采用横置铝管的结构，铝管与云台结构固连，铝管伸出的一段上安装有装甲板，铝管侧面与电机安装板固连，在底盘底部有存放电池的位置，底盘侧面安装有保险杆和导向轮。

优选的，所述的电机安装板与关节电机固连，同一侧的关节电机分为前固定式和后固定式，在关节电机上有限位部件固连。

优选的，所述的保险杆使用长铝管与底盘侧面铝管通过板材固连，将机器人的腿部运动范围包围起来，在侧面铝管下方安装有导向轮。

优选的，所述的轮组结构中，大腿板与小腿板固连，大腿板与关节电机固连，小腿与电机相连。

优选的，所述的小腿在同一侧分别有两个，两个小腿之间安装有轴承，轴承内圈与电机相连，外圈与小腿部分相连，电机与联轴器相连后再与轮子固连。

优选的，所述的弹丸发射集成器与摩擦轮安装座固连，摩擦轮横置安装在两侧，弹丸发射集成器与储弹仓相通。

优选的，所述的pitch轴电机安装板侧面与防护壳固连，防护壳侧面设置有散热孔和电机调试接口，防护外壳不与电机直接接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的射弹机器人其供弹方式由传统的侧供弹和中心供弹调整为上供弹，解决了供弹链路长而造成的卡弹问题；

本发明的射弹机器人pitch轴电机安装在侧面支撑板，在云台节省出大量空间，给妙算模块和其他电器元件留出了安装位置，还维持了云台的重心在中线上；

本发明的射弹机器人底盘的框架采用铝管搭建，将长铝管多出来的的一段与侧面保险杆相固连，形成腿部的包围保护，让底盘更加的稳固和结实。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明正视轴测图；

图2为本发明后视轴测图；

图3为本发明发射结构轴测图；

图4为本发明发射结构俯视图；

图5为本发明发射结构内部结构图；

图6为本发明云台结构轴测图；

图7为本发明框架结构的结构轴测图；

图8为本发明框架结构的结构俯视图；

图9为本发明轮组结构轴测图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-发射结构，11-漏斗装置，12-储弹仓，13-电机，14-支撑块，15-摩擦轮，16-发射集成器，17-枪管，18-主控板，110-拨弹盘，111-图传模块；

2-控制平台；

3-框架结构，31-长铝管，32-外部防护壳，33-关节电机安装板，34-侧面铝管，35-限位部件，36-导向轮，37-装甲板，38-控制模块，39-关节电机，310-电池；

4-云台结构，41-防护外壳，42-侧面支撑板，43-轴承基座，44-yaw轴电机，45-电机底板，46-固定柱，47-云台转盘，48-长转接件，49-妙算外壳，410-妙算模块，411-轴承，412-pitch轴电机；

5-轮组结构，51-大腿板，52-小腿板，53-轴承，54-驱动电机，55-轴承套，56-胶轮，57-连轴器，58-电机安装座。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种轮腿式射弹机器人，包括射弹结构1、控制平台2、云台结构4、框架结构3以及轮组结构5，且控制平台2设置在射弹结构1上方，云台结构4位于射弹结构1下方，云台结构2与发射结构1连接，云台结构4安装于框架结构3上，框架结构3采用横置铝管的结构，机器人pitch轴电机412安装在射弹结构1侧面，腿部由大腿部和小腿部组成，用于机器人的抬升，腿部安装有限位结构保证机器人的安全，在机器人的腿部两侧安装有保险杠保证人的安全，腿部电机安装于框架侧面用来控制机器人的平衡。

射弹结构1，主要由枪管组件17，弹丸发射集成器16、摩擦轮15、电机13、拨弹盘110、储弹仓12以及支撑块14组成，电机13与储弹仓12底部固定，电机13再与拨弹盘110固定，这样就使得电机13通电后能将拨弹盘110带动旋转把弹丸推入弹丸发射集成器16，弹丸再与摩擦轮15接触，通过摩擦轮15的带动发射出去。

控制平台2，实现机器人的自主识别目标，瞄准，发射弹丸的控制，同时也要进行机器人自身的平衡调节，在射弹结构1、云台结构2和框架结构3上都有着控制平台2，包括图传模块111、控制板18、测速模块17、主控模块38、妙算模块410以及部分防护板37组成；

云台结构4，完成机器人在yaw轴和pitch轴的动作，用于寻找和瞄准目标，主要由yaw轴电机44、pitch轴电机412、侧面支撑板42、轴承基座43、轴承411、妙算外壳49、防护外壳41以及固定部件组成。

妙算安装板与侧面支撑板42相固连，妙算410再与妙算安装板固连，防护外壳41将妙算410包裹，防护外壳41使用3D打印材料制成。侧面支撑板42底部与云台转盘47使用直角长转接件48连接，实现云台结构2在yaw轴旋转，侧面支撑板42上部侧面与电机防护外壳41固连，电机防护外壳41与pitch轴电机412固连，pitch轴电机412与pitch轴支撑件14固连。电机防护外壳41侧面设置有散热孔和电机调试接口，电机防护外壳41不与pitch轴电机412直接接触。轴承基座43内部安装有交叉滚子轴承，轴承基座43与轴承外圈固连，再与底盘固连，轴承内圈与云台转盘47固连，将轴承的外圈和内圈分别与框架结构3和云台转盘47固连，实现底盘和云台的独立运动。

框架结构3，用于搭载机器人的其他结构和安装其他电子器件，主要由长铝管3、侧面保险杆34、关节电机39、关节电机安装板33、电池310、底部防护板和连接部件组成。

框架结构3采用横置长铝管31的结构，长铝管31与云台结构4固连，长铝管31伸长出来的一段上安装有装甲板37，长铝管31侧面与关节电机安装板33固连，在底盘底部有存放电池310的位置，底盘侧面安装有保险杆和导向轮36。保险杆使用长铝管31与底盘侧面铝管34通过板材固连，将机器人的腿部运动范围包围起来，在侧面铝管34下方安装有导向轮36。关节电机安装板33与关节电机39固连，同一侧的关节电机39分为前固定式和后固定式，在关节电机39上有限位部件35固连。

轮组结构5，用于机器人的移动，与关节电机39搭配维持机器人的平衡状态，主要由大腿板51、小腿板52、驱动电机54、胶轮56和连接部件组成。

在轮组结构5中，大腿板51与小腿板52固连，大腿板51与关节电机39固连，小腿板52与驱动电机54相连。机器人小腿板52在同一侧分别有两个，两个小腿板52之间安装有轴承53，轴承内圈与驱动电机安装座58相连，外圈与小腿板52部分相连，驱动电机54与联轴器57相连后再与胶轮56固连。为了防止各个部位的连接处摩擦过大，在连接处加上微型轴承和垫片解决问题，同时在大腿板51和小腿板52连接处使用塞打螺栓增加结构的稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：包括射弹结构、控制平台、云台结构、框架结构以及轮组结构，且控制平台设置在射弹结构上方，机器人pitch轴电机安装在射弹结构侧面，云台结构位于射弹结构下方，云台结构与发射结构连接，云台安装于底盘的框架结构上，在机器人的腿部两侧安装有保险杠，腿部电机安装于框架结构侧面用来控制机器人的平衡；

射弹结构，主要由枪管组件，弹丸发射集成器、摩擦轮、电机、拨弹盘、储弹仓以及支撑块组成，储弹仓将弹丸进行存储和弹丸发射集成器将弹丸进行加速和发射的执行机构；

控制平台，实现机器人的自主识别目标、瞄准、发射弹丸的控制，同时进行机器人自身的平衡调节，在射弹结构、云台结构均连接控制平台，控制平台包括图传模块、控制板、测速模块、主控模块、妙算模块以及部分防护板；

云台结构，完成机器人在yaw轴和pitch轴的动作，用于寻找和瞄准目标，主要由pitch轴电机、yaw轴电机、侧面支撑板、云台安装座、轴承安装座、妙算安装板、pitch轴电机装板以及固定部件组成；

框架结构，用于搭载机器人的其他结构和安装其他电子器件，主要由长铝管、侧面保险杆、关节电机、关节电机安装板、限位部件、电池、底部防护板和连接部件组成；

轮组结构，用于机器人的移动，与关节电机搭配维持机器人的平衡状态，主要由大腿板、小腿板、驱动电机、胶轮和连接部件组成。

2.根据权利要求1所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的机器人的pitch轴电机与侧面支撑板固连并且位于头部侧面，电机与云台pitch轴支撑块固连。

3.根据权利要求1所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的妙算模块安装与侧面支撑板上，在妙算模块的四周安装有便于拆卸的保护外壳，侧面支撑板与云台转盘固连。

4.根据权利要求3所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的云台下方安装有轴承，轴承基座与轴承外圈固连，通过轴承基座与底盘固连，轴承内圈与云台转盘固连。

5.根据权利要求1所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的储弹仓上方安装有漏斗装置，漏斗装置与弹仓固连。

6.根据权利要求1所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的框架结构采用横置铝管的结构，铝管与云台结构固连，铝管伸出的一段上安装有装甲板，铝管侧面与电机安装板固连，在底盘底部有存放电池的位置，底盘侧面安装有保险杆和导向轮。

7.根据权利要求6所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的电机安装板与关节电机固连，同一侧的关节电机分为前固定式和后固定式，在关节电机上有限位部件固连。

8.根据权利要求6所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的保险杆使用长铝管与底盘侧面铝管通过板材固连，将机器人的腿部运动范围包围起来，在侧面铝管下方安装有导向轮。

9.根据权利要求1所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的轮组结构中，大腿板与小腿板固连，大腿板与关节电机固连，小腿与电机相连。

10.根据权利要求9所述的一种轮腿式射弹机器人，其特征在于：所述的小腿在同一侧分别有两个，两个小腿之间安装有轴承，轴承内圈与电机相连，外圈与小腿部分相连，电机与联轴器相连后再与轮子固连；所述的弹丸发射集成器与摩擦轮安装座固连，摩擦轮横置安装在两侧，弹丸发射集成器与储弹仓相通。

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