CN201380887Y - 机器人车体底盘 - Google Patents

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王艳春
李建华
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本实用新型公开了一种机器人车体底盘,包括由车身和车轮构成的车体,所述车体底盘还包括至少一对设置于车体两侧、用于攀爬的摆臂和设置于车体上用于控制摆臂摆动的摆臂驱动电机,所述摆臂上固定连接有控制轴,所说的控制轴通过轴承连接在车体侧部,与摆臂驱动电机相连。本实用新型能适应各种复杂地势的需要,越障能力极强,非常适合作为各种作战、排爆和需在恶劣地势作业的机器人的底盘使用。

Description

机器人车体底盘 技术领域
本实用新型涉及机器人工程技术领域,具体是指一种机器 人车体底盘。
背景技术
近年来恐怖主义活动日渐猖獗,各国为了维护社会稳定和 政治需求,相继使用遥控和局部自主移动技术,开发出了用于 反恐侦察及排爆的地面移动机器人。这种机器人主要由底盘、 云台以及附加设备构成。可以根据不同的需要,装配排爆机械 臂、武器系统、侦查摄像仪器等各种附加设备,实现各种功能。 其主要作用是用于代替人工,排除和处理爆炸物及其他危险品, 对持枪的恐怖分子及犯罪分子实施有效攻击,或对案发现场进 行侦察,是反恐专业队伍中必不可少的重要装备。现有的机器 人一般采用轮式或履带式底盘,其主体结构和装甲车或者坦克 的底盘基本相同,由电机驱动,并装配遥控信号接收装置。然 而,由于采用电机驱动,驱动力有限,因此机器人的体积一般 设计地较小,且一般采用轻质的铝合金制造,重量很轻,因此 抓地性很差,爬坡和越障能力十分有限,无法适应恶劣地势。
发明内容
本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足,提供一种 抓地性强,爬坡、越障能力优异,能适应多种地势条件的机器 人车体底盘。
针对上述目的,本实用新型所设计的机器人车体底盘,包 括由车身和车轮构成的车体,所述车体底盘还包括至少一对设 置于车体两侧、用于攀爬的摆臂和设置于车体上用于控制摆臂 摆动的摆臂驱动电机,所述摆臂上固定连接有控制轴,所说的 控制轴通过轴承连接在车体侧部,与摆臂驱动电机相连。
进一步地,所述摆臂共设置有两对,分别对称设置在位于 车体前端与尾端的两侧。在前后均设置摆臂,无论车体处于前进状态,还是后退状态,均能攀爬、越障。
进一步地,所述摆臂驱动电机的设置数量与摆臂的数量相 对应,每个摆臂的控制轴均和与之对应的摆臂驱动电机相连。
进一步地,所述摆臂为履带式结构,其两端分别安装设置 有驱动带轮和从动带轮,在驱动带轮和从动带轮上套设有摆臂 履带,所说驱动带轮通过轴承套装在摆臂的控制轴上。
更进一步地,所述车轮的轮轴为空心管状结构,摆臂的控 制轴通过轴承装配在轮轴内;所述摆臂驱动电机固定安装在车 身内,控制轴穿过轮轴伸入车身内与摆臂驱动电机相连。
本实用新型的优点在于:在车体两侧加设了摆臂,加设的 摆臂可在车体底盘遇到障碍物时抬起并伸至障碍物之上,在遇 到沟壑时延伸过沟壑,有效提高了车体底盘的越障能力,有效 保证车体底盘在有碎石、沙滩、土壤、沟壑、坑坎、野草和石 块等各种障碍的戈壁滩上正常行驶;同时,增设的摆臂有效增 加了车体底盘与地面的接触,有效提高了抓地性能,使车体底 盘的爬坡能力得到了极大地增强。
附图说明
图1为一种机器人车体底盘的俯视结构示意图; 图2为图1所示机器人车体底盘的左视结构示意图; 图3为实施例1前轮传动部分的结构示意图; 图4为实施例2前轮传动部分的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细 描述:
如附图所示,本实用新型所设计的机器人车体底盘,具有 一个由车身2和车轮3构成的车体1。车体1顶部设置旋转云台 12,用以装配各种武器或排爆机械臂等设备。所述车体底盘还 包括至少一对设置于车体1两侧、用于攀爬的摆臂4和设置于 车体1上用于控制摆臂4摆动的摆臂驱动电机5。所述摆臂4上 固定连接有控制轴6,所说的控制轴6通过轴承连接在车体1侧 部,与摆臂驱动电机5相连。该摆臂4可在摆臂驱动电机5下 摆动,针对不同地形,增强车体底盘的越野性能。如遇到障碍物时,摆臂4可抬起并伸至障碍物之上,带动车体1翻越障碍 物;遇到沟壑时,摆臂4能延伸过沟壑,拉动车体l跨过沟壑。
为保证车体底盘在前进和后退时均具备较强的越野性能,所述
摆臂4共设置有两对,分别对称设置在位于车体1前端与尾端
的两侧。采用这样的结构后,在车体1前进时,可依靠前端的
摆臂4越障,而当车体l后退时,设置与尾端的摆臂4可帮助 车体1越障。同时,还可将车轮3设为履带轮,其外套装履带; 摆臂4也可设为履带式结构,以增强抓地性和攀爬能力。所述
摆臂4可采用如下结构:其两端分别安装设置驱动带轮7和从
动带轮8,在驱动带轮7和从动带轮8上套设摆臂履带9,所说 驱动带轮7通过轴承套装在摆臂的控制轴6上。
在障碍物较多的地势,各个摆臂4往往需要独立运动、互 不干涉。此时,可针对摆臂4的数目,设置与其数量相同的摆 臂驱动电机5,每个摆臂4的控制轴6均和与之对应的摆臂驱动 电机5相连。还可采用力反馈的方式对摆臂驱动电机5进行控 制,具体地,在摆臂4上装配力传感器,传感器可根据受力情 况自动调整摆臂驱动电机5的运行状态,调节摆臂4的角度, 适应地势。
为了方便整体布置,也为了更好保护车体底盘的动力部分, 所述摆臂驱动电机5和车轮3的驱动电机IO需要设置在车体内。 而为了使二者的传动部分互不干扰,可釆用如下布置方式:所 述车轮3的轮轴11设置为空心管状结构,摆臂4的控制轴6通 过轴承装配在轮轴11内;所述摆臂驱动电机5固定安装在车身 2内,控制轴6穿过轮轴11伸入车身2内与摆臂驱动电机5相 连。具体地,摆臂驱动电机5和车轮3的驱动电机10可在车身 2内并排平行布置;车轮3的驱动电机10和车轮3的轮轴可通 过齿轮传动的方式相接,而摆臂驱动电机5和摆臂4的控制轴6 之间可直接固定连接。这样,两个电机便能相互独立地传动, 不受干扰。
实施例1:前、后摆臂联动式机器人车体底盘 这种底盘适合于多沟壑和山坡的地势。该车体底盘采用六履带式结构,装配四个摆臂4,前、后各装配一对。装配两部摆
臂驱动电机5,前、后各设一部,分别驱动前、后摆臂4,而两
前摆臂4和两后摆臂4采用联动式设计。具体结构如下:车体1
包括车身2和车轮3,采用前轮驱动。车身2采用铝合金外壳,
其顶部设置旋转云台12,用以装配各种武器或排爆机械臂等设
备;车身2前端两侧和后端两侧分别通过轴承装配有空心、管
状轮轴11,车轮3采用履带轮,固定装配在轮轴11上,其外套
设履带。车体1前、后两端各设置有一根控制轴6,前、后两端
的控制轴6通过轴承穿设在位于前、后两端的轮轴11内,并由
两侧轮轴11延伸至车体1外侧。在前端的控制轴6和后端的控
制轴6的两侧分别对称固连一对摆臂4,摆臂4上装配驱动带轮
7和从动带轮8, 二者上套设摆臂履带9,其中驱动带轮7轮毂
中部的装配孔为阶梯状,其外侧装配面通过轴承装配在控制轴6
上,内侧装配面与轮轴11固接。车身2内布置有两部摆臂驱动
电机5和两部车轮3的驱动电机10。两部车轮3的驱动电机10
对称布置在两根控制轴6的中间,通过齿轮传动机构分别与前
端两侧的轮轴11相连;而两部摆臂驱动电机5则分别装设在前、
后两端的控制轴6的前侧,同样通过齿轮传动机构分别与前、
后端的控制轴6相连。
整车接地长度设计为 1500mm , 可以保证通过
600mm〜800mm的沟壑。前摆臂4离地高大于400mm,可以爬
上400 mm的高台,并可跨越30度以上的斜坡。越野性能极佳。 实施例2:前、后摆臂独立式机器人车体底盘
这种底盘适合于多障碍物,且障碍物分布不均的地势。该
车体底盘采用六履带式结构,装配四个摆臂4,前、后各装配一对。装配四部摆臂驱动电机5,前、后各设两部,分别驱动位于 前、后两端的四个摆臂4。具体结构如下:车体1包括车身2和 车轮3,采用前轮驱动。车身2采用铝合金外壳,其顶部设置旋 转云台12,用以装配各种武器或排爆机械臂等设备;车身2前 端两侧和后端两侧分别通过轴承装配有空心、管状轮轴11,车
轮3采用履带轮,固定装配在轮轴ll上,其外套设履带。车体 l前、后两端各设置有两根控制轴6,分别通过轴承穿设在位于 前、后两端的四个轮轴11内,并由两侧轮轴11延伸至车体1 外侧。在四个控制轴6外侧分别固定装配有一根摆臂4,摆臂4 上装配驱动带轮7和从动带轮8, 二者上套设摆臂履带9,其中 驱动带轮7轮毂中部的装配孔为阶梯状,其外侧装配面通过轴 承装配在控制轴6上,内侧装配面与轮轴11固接。车身2内布 置有四部摆臂驱动电机5和两部车轮3的驱动电机10。两部车 轮3的驱动电机IO对称布置在车身中部,通过齿轮传动机构分 别与前端两侧的轮轴11相连;而四部摆臂驱动电机5则分别装 设在四根控制轴6的前侧,同样通过齿轮传动机构分别和与之 相应的控制轴6相连。
整车接地长度设计为 1500mm , 可以保证通过 600mm〜800mm的沟壑。四根摆臂4独立运行,每根摆臂4离地 高大于400mm,可以爬上400 mm的高台,并可跨越30度以上 的斜坡;与此同时,这种车型的越野性能更为优异,可在分布 石块,且石块高度小于400mm的戈壁上平稳行驶。

Claims (9)

1.一种机器人车体底盘,包括由车身(2)和车轮(3)构成的车体(1),其特征在于:所述车体底盘还包括至少一对设置于车体(1)两侧、用于攀爬的摆臂(4)和设置于车体(1)上用于控制摆臂(4)摆动的摆臂驱动电机(5),所述摆臂(4)上固定连接有控制轴(6),所说的控制轴(6)通过轴承连接在车体(1)侧部,与摆臂驱动电机(5)相连。
2. 根据权利要求1所述机器人车体底盘,其特征在于:所 述摆臂(4)共设置有两对,分别对称设置在位于车体(1)前 端与尾端的两侧。
3. 根据权利要求1或2所述机器人车体底盘,其特征在于:所述摆臂驱动电机(5)的设置数量与摆臂(4)的数量相对应, 每个摆臂(4)的控制轴(6)均和与之对应的摆臂驱动电机(5) 相连。
4. 根据权利要求1或2所述机器人车体底盘,其特征在于: 所述摆臂(4)为履带式结构,其两端分别安装设置有驱动带轮(7)和从动带轮(8),在驱动带轮(7)和从动带轮(8)上套 设有摆臂履带(9),所说驱动带轮(7)通过轴承套装在摆臂的 控制轴(6)上。
5. 根据权利要求3所述机器人车体底盘,其特征在于:所 述摆臂(4)为履带式结构,其两端分别安装设置有驱动带轮(7) 和从动带轮(8),在驱动带轮(7)和从动带轮(8)上套设有 摆臂履带(9),所说驱动带轮(7)通过轴承套装在摆臂的控制 轴(6)上。
6. 根据权利要求1或2所述机器人车体底盘,其特征在于-所述车轮(3)的轮轴(11)为空心管状结构,摆臂(4)的控 制轴(6)通过轴承装配在轮轴(11)内;所述摆臂驱动电机(5) 固定安装在车身(2)内,控制轴(6)穿过轮轴(11)伸入车 身(2)内与摆臂驱动电机(5)相连。
7. 根据权利要求3所述机器人车体底盘,其特征在于:所 述车轮(3)的轮轴(11)为空心管状结构,摆臂(4)的控制 轴(6)通过轴承装配在轮轴(11)内;所述摆臂驱动电机(5)固定安装在车身(2)内,控制轴(6)穿过轮轴(11)伸入车身(2)内与摆臂驱动电机(5)相连。
8. 根据权利要求4所述机器人车体底盘,其特征在于:所 述车轮(3)的轮轴(11)为空心管状结构,摆臂(4)的控制 轴(6)通过轴承装配在轮轴(11)内;所述摆臂驱动电机(5) 固定安装在车身(2)内,控制轴(6)穿过轮轴(11)伸入车 身(2)内与摆臂驱动电机(5)相连。
9. 根据权利要求6所述机器人车体底盘,其特征在于:所 述驱动带轮(7)轮毂中部的装配孔为阶梯状结构,其外侧装配 面通过轴承装配于摆臂(4)的控制轴(6)上,内侧装配面与 车轮(3)的轮轴(11)固接。
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