CN203993892U - 一种智能机器人结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能机器人结构。解决了一般机器人行动不方便、结构不合理的问题。机器人结构包括底盘，在底盘两侧设置有履带驱动总成，在底盘上设置有两自由度舵机云台，在两自由度舵机云台上设置有传感器头部。本实用新型的优点是采用履带驱动总成，满足室外不平坦地面环境，通过云台可以自由调节传感器头部角度，在传感器头部内设置有多种传感器，配合云台转动可以多方位采集环境的参数。

Description

一种智能机器人结构

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种结构合理的智能机器人结构。

背景技术

随着科技的发展，机器人技术发展也越来越快速，机器人可以接受指挥，又可以运行预先编排的程序，可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。目前机器人已经广泛运用到各领域，协助或取代人类工作，例如生产业、建筑业，特别是危险工作。如在一些特殊情况下，人们不得不在一些环境恶劣或不安全的区域进行探测，需要得到该区域的地貌、环境等视觉信息，但是由人直接去探测危险性太大，显然不可取，而由机器人代替人去执行该任务可以避免人员的不必要损伤。而目前一般的机器人行动都不太方便，并且由于结构不太合理，采集环境数据不方便。

发明内容

本实用新型主要解决了一般机器人行动不方便、结构不合理的问题，提供了一种结构合理的智能机器人结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能机器人结构，包括底盘，在底盘两侧设置有履带驱动总成，在底盘上设置有两自由度舵机云台，在两自由度舵机云台上设置有传感器头部。本实用新型给出了一种智能机器人的新型结构。采用履带驱动总成，满足室外不平坦地面环境，通过云台可以自由调节传感器头部角度，在传感器头部内设置有多种传感器，配合云台可以多方位采集环境参数。所述传感器头部前部设置有三个检测面，每个检测面之间形成的夹角为110°~130°，在所述每个检测面上分别设置有一个火焰传感器和超声波传感器，在传感器头部的一侧面上设置有甲烷传感器，在另一侧面上设置有一氧化碳传感器，在传感器头部的后部上设置有粉尘传感器，在传感器头部内设置有从控制板，所述火焰传感器、超声波传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器和粉尘传感器都连接在从控制板上，从控制板与底盘内的主控制板相连接。本方案中设置了三个检测面，检测面之间成120°的夹角，每个检测面上都安装有超声波传感器和火焰传感器，使得传感器头部可以检测前方120°内的环境情况。从控制板用于收集各传感器的数据然后发送给主控制板。超声波传感器用于检测前方是否有障碍物，通过超声波传感器反馈数据主控制板计算出障碍物的相对距离。火焰传感器用于检测环境是否有火焰。一氧化碳传感器检测环境一氧化碳的浓度。粉尘传感器用于检测环境的粉尘浓度。甲烷传感器用于检测环境中的甲烷浓度。

作为一种优选方案，所述底盘为由底板、上盖板、前盖板和后盖板共同构成的两侧开口的壳体，在底盘内设子有主控制板、电池，在后盖板上设置有无线数传天线、急停开关、电源总开关和充电器接口，所述无线数传天线、急停开关、电源总开关、充电器接口分别连接到主控制板上，电池连接在主控制板上。底盘为两侧开口的壳体结构，用于安装电池、主控制板等主要元器件。无线数传天线用于与遥控器相通讯。主控制板采用ARM7嵌入式芯片STM32-103VC。

作为一种优选方案，所述履带驱动总成包括有内侧板、外侧板、履带、前从动轮、后从动轮、主动轮和驱动电机，所述履带驱动总成为三角形结构，主动轮与后从动轮前后排列设置，所述前从动轮设置在主动轮斜上方位置，三个轮排列共同构成三角形状，驱动电机连接在主动轮上，所述内侧板和外侧板的形状与三个轮排列形成的三角形状相对应，内侧板分别安装在底盘的两侧，外侧板固定安装在内侧板外侧，前从动轮、后从动轮、主动轮安装在外侧板和内侧板之间，所述履带绕置在三个轮上。履带驱动总成设计成三角形结构，使得更方便越过障碍。主动轮由驱动电机驱动，带动履带转动。该驱动电机采用dynamixel AX-18大扭矩数字舵机。

作为一种优选方案，所述外侧板与内侧板之间通过挡泥板相固定，所述挡泥板为条形板状，挡泥板弯折形成U形结构，挡泥板的一侧固定连接在外侧板内侧，挡泥板的另一侧固定连接在内侧板内侧，挡泥板在内外侧板之间分隔出一腔室，在所述外侧板位于腔室处设置有开口，开口形状大小与腔室内大小相对应。挡泥板既起到对内外侧板的固定作用，还起到阻挡泥土进入到内外侧板形成的空间内。

作为一种优选方案，在内侧板和外侧板上位于后从动轮处分别设置有两道长槽，长槽上设置有固定件将后从动轮转轴固定在内外侧板上。该长槽使得可以灵活调节后从动轮的位置，以使得履带能紧绕在前从动轮、主动轮和后从动轮上。

作为一种优选方案，所述舵机云台包括旋转关节机架、俯仰关节机架和俯仰关节连杆，所述旋转关节机架固定在底盘上部，所述俯仰关节机架设置在旋转关节机架上部，在旋转关节机架内安装有旋转关节舵机，旋转关节舵机转轴与俯仰关节机架下部连接，所述俯仰关节连杆包括两侧的连接侧板，俯仰关节连杆套在俯仰关节机架上，两侧的连接侧板分别位于在俯仰关节机架两侧板外，在俯仰关节机架内设置有俯仰关节舵机，俯仰关节舵机的转轴穿过俯仰关节机架侧板后与俯仰关节连杆的连接侧板相连接，传感器头部安装在俯仰关节连杆上。该舵机云台可以对安装在其上的传感器头部进行旋转，以及俯仰角度的变化，使得传感器头部能全方位的收集周围环境的信息。

作为一种优选方案，在俯仰关节机架前端还安装有人体释热传感器，人体释热传感器连接到主控制板上。用于检测前方是否有人体存在。

本实用新型的优点是：采用履带驱动总成，满足室外不平坦地面环境，通过云台可以自由调节传感器头部角度，在传感器头部内设置有多种传感器，配合云台转动可以多方位采集环境的参数。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型中底盘的一种结构示意图；

图3是本实用新型中履带驱动总成；

图4是本实用新型中传感器头部的一种结构剖视图；

图5是本实用新型中控制系统的一种连接框示图。

1-底盘 2-履带驱动总成 3-舵机云台 4-传感器头部 5-上盖板 6-底板 7-前盖板 8-后盖板 9-电池 10-主控制板 11-无线数传天线 12-急停开关 13-电源总开关 14-充电器接口 15-内侧板 16-外侧板 17-履带 18-主动轮 19-前从动轮 20-后从动轮 21-挡泥板 22-开口 23-驱动电机 24-检测面 25-超声波传感器 26-火焰传感器 27-甲烷传感器 28-一氧化碳传感器 29-从控制板 30-粉尘传感器 31-长槽 32-旋转关节机架 33-俯仰关节机架 34-俯仰关节连杆 35-连接侧板 36-人体释热传感器 。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种智能机器人结构，如图1所示，包括有底盘1，在底盘两侧设置有履带驱动总成2，在底盘上设置有舵机云台3，在两自由度舵机云台上设置有传感器头部4。

如图2所示，底盘1为由底板6、上盖板5、前盖板7和后盖板8共同构成的两侧开口的壳体，在底盘内设子有主控制板10、电池9，在后盖板上设置有无线数传天线11、急停开关12、电源总开关13和充电器接口14，如图5所示，无线数传天线、急停开关、电源总开关、充电器接口分别连接到主控制板上，电池连接在主控制板上。

如图3所示，履带驱动总成2包括有内侧板15、外侧板16、履带17、前从动轮19、后从动轮20、主动轮18和驱动电机23，履带驱动总成为三角形结构，主动轮与后从动轮前后排列设置，前从动轮设置在主动轮斜上方位置，三个轮排列共同构成三角形状，驱动电机连接在主动轮上，内侧板和外侧板的形状与三个轮排列形成的三角形状相对应，内侧板分别安装在底盘1的两侧，外侧板固定安装在内侧板外侧，前从动轮、后从动轮、主动轮安装在外侧板和内侧板之间，所述履带绕置在三个轮上。如图1和图3所示，外侧板与内侧板之间通过挡泥板21相固定，挡泥板为条形板状，挡泥板弯折形成U形结构，挡泥板的一侧固定连接在外侧板内侧，挡泥板的另一侧固定连接在内侧板内侧，挡泥板在内外侧板之间分隔出一腔室，在所述外侧板位于腔室处设置有开口22，开口形状大小与腔室内大小相对应。在内侧板15和外侧板16上位于后从动轮处分别设置有两道长槽31，长槽上设置有固定件将后从动轮转轴固定在内外侧板上。

如图1所示，舵机云台3包括旋转关节机架32、俯仰关节机架33和俯仰关节连杆34，旋转关节机架固定在底盘1上部，所述俯仰关节机架设置在旋转关节机架上部，在旋转关节机架内安装有旋转关节舵机，旋转关节舵机转轴与俯仰关节机架下部连接，所述俯仰关节连杆包括两侧的连接侧板35，俯仰关节连杆套在俯仰关节机架上，两侧的连接侧板分别位于在俯仰关节机架两侧板外，在俯仰关节机架内设置有俯仰关节舵机，俯仰关节舵机的转轴穿过俯仰关节机架侧板后与俯仰关节连杆的连接侧板相连接，传感器头部4安装在俯仰关节连杆上。在俯仰关节机架前端还安装有人体释热传感器36，人体释热传感器连接到主控制板10上。

如图1和图4所示，传感器头部4前部设置有三个检测面24，每个检测面之间形成的夹角为120°，在每个检测面上分别设置有一个火焰传感器26和超声波传感器25，在传感器头部的一侧面上设置有甲烷传感器27，在另一侧面上设置有一氧化碳传感器28，在传感器头部的后部上设置有粉尘传感器30，在传感器头部内设置有从控制板29，如图5所示，火焰传感器、超声波传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器和粉尘传感器都连接在从控制板上，从控制板与底盘1内的主控制板10相连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了底盘、履带驱动总成、两自由度舵机云台、传感器头部等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种智能机器人结构，其特征在于：包括底盘（1），在底盘两侧设置有履带驱动总成（2），在底盘上设置有舵机云台（3），在舵机云台上设置有传感器头部（4），所述传感器头部（4）前部设置有三个检测面（24），每个检测面之间形成的夹角为110°~130°，在所述每个检测面上分别设置有一个火焰传感器（26）和超声波传感器（25），在传感器头部的一侧面上设置有甲烷传感器（27），在另一侧面上设置有一氧化碳传感器（28），在传感器头部的后部上设置有粉尘传感器（30），在传感器头部内设置有从控制板（29），所述火焰传感器、超声波传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器和粉尘传感器都连接在从控制板上，从控制板与底盘（1）内的主控制板相连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构，其特征是所述底盘（1）为由底板（6）、上盖板（5）、前盖板（7）和后盖板（8）共同构成的两侧开口的壳体，在底盘内设置有主控制板（10）、电池（9），在后盖板上设置有无线数传天线（11）、急停开关（12）、电源总开关（13）和充电器接口（14），所述无线数传天线、急停开关、电源总开关、充电器接口分别连接到主控制板上，电池连接在主控制板上。

3.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构，其特征是所述履带驱动总成（2）包括有内侧板（15）、外侧板（16）、履带（17）、前从动轮（19）、后从动轮（20）、主动轮（18）和驱动电机（23），所述履带驱动总成为三角形结构，主动轮与后从动轮前后排列设置，所述前从动轮设置在主动轮斜上方位置，三个轮排列共同构成三角形状，驱动电机连接在主动轮上，所述内侧板和外侧板的形状与三个轮排列形成的三角形状相对应，内侧板分别安装在底盘（1）的两侧，外侧板固定安装在内侧板外侧，前从动轮、后从动轮、主动轮安装在外侧板和内侧板之间，所述履带绕置在三个轮上。

4.根据权利要求3所述的一种智能机器人结构，其特征是所述外侧板（16）与内侧板（15）之间通过挡泥板（21）相固定，所述挡泥板为条形板状，挡泥板弯折形成U形结构，挡泥板的一侧固定连接在外侧板内侧，挡泥板的另一侧固定连接在内侧板内侧，挡泥板在内外侧板之间分隔出一腔室，在所述外侧板位于腔室处设置有开口（22），开口形状大小与腔室内大小相对应。

5.根据权利要求3或4所述的一种智能机器人结构，其特征是在内侧板（15）和外侧板（16）上位于后从动轮处分别设置有两道长槽（31），长槽上设置有固定件将后从动轮转轴固定在内外侧板上。

6.根据权利要求1所述的一种智能机器人结构，其特征是所述舵机云台（3）包括旋转关节机架（32）、俯仰关节机架（33）和俯仰关节连杆（34），所述旋转关节机架固定在底盘（1）上部，所述俯仰关节机架设置在旋转关节机架上部，在旋转关节机架内安装有旋转关节舵机，旋转关节舵机转轴与俯仰关节机架下部连接，所述俯仰关节连杆包括两侧的连接侧板（35），俯仰关节连杆套在俯仰关节机架上，两侧的连接侧板分别位于在俯仰关节机架两侧板外，在俯仰关节机架内设置有俯仰关节舵机，俯仰关节舵机的转轴穿过俯仰关节机架侧板后与俯仰关节连杆的连接侧板相连接，传感器头部（4）安装在俯仰关节连杆上。

7.根据权利要求6所述的一种智能机器人结构，其特征是在俯仰关节机架（33）前端还安装有人体释热传感器（36），人体释热传感器连接到主控制板（10）上。