CN208360345U - 轮式可变形侦察机器人 - Google Patents

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刘嘉伟
姚燕安
李晔卓
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Abstract

本实用新型提供了轮式可变形侦察机器人,包括:车身主杆,车身主杆的第一端为车头端,第二端为车轮端;车身副杆,车身副杆的第一端铰接在车身主杆上并由连杆电机驱动,第二端与车底架铰接;车轮,车轮与车身主杆的第二端铰接并由车轮电机实现形势驱动;摄像头部件,用于侦察录像,摄像头部件安装在车顶外圈上。本实用新型的轮式可变形侦察机器人有效地解决了现有技术中侦察机器人地形适应力差,倾覆后复位难的问题。

Description

轮式可变形侦察机器人
技术领域
本实用新型涉及侦察机器人领域,具体而言,涉及一种可通过变形实现倾覆后复位的移动侦察机器人。
背景技术
现有技术中,无论是仿生侦察机器人、履带式侦察机器人或者轮式侦察机器人,都对于倾覆后的复位问题缺乏讨论与研究,导致侦察工作中应对突发倾覆情况的能力差,从而使机器人在倾覆翻倒后无法继续工作。
实用新型内容
本实用新型提供轮式可变形侦察机器人,以解决现有技术中侦察机器人地形适应性差、倾覆后难以复位的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供了轮式可变形侦察机器人,包括:车身主杆,车身主杆的第一端为车顶端,车身主杆的第二端为车轮端;车身副杆,车身副杆的第一端连接在车身主杆中端上,第二端为车底端;车顶外圈,摄像头部件,摄像头部件连接在车顶外圈上;万向轮部件,用于行驶驱动,万向轮部件安装在车身主杆上。
进一步,车身主杆的中端与车身副杆的第一端之间的连接方式为转动副。
进一步,还包括:车顶外圈的外端铰接在三根车身主杆的第一端处,车顶外圈的内端与摄像头部件连接;车底架,车底架两端分别与两根车身副杆铰接;车身副杆转动的过程中,带动车底架穿过车顶外圈,带动车身主杆运动,进而使车轮部件改变自身位置。
进一步,车身主杆的数量为多个,车身主杆沿车顶外圈的周向分布;车身副杆的数量为多个,每个车身副杆均是成对存在,车身主杆与车身副杆为一对二的对应设置。
进一步,车身副杆成对地设置在车身主杆的两侧。
进一步,车身主杆的数量和车身副杆的数量和车底架的数量分别为三个和六个和三个,车身主杆相互之间的夹角为120度,每组车身副杆相互之间的夹角为120度,每个车底架所占圆心角为120度。
进一步,每个车底架两侧分别与相邻两组车身副杆中的一根铰接。
车顶外圈铰接孔圆心到车顶外圈回转轴距离与车底架铰接孔圆心到车底架回转轴距离相等;车底架的内径要大于车顶外圈的外径。
摄像头部分的总高度要小于车顶外圈的内径。
车身副杆为一种阶梯杆,装配后一组杆的最大间距要大于车身主杆与车顶外圈铰接后连接件的最大厚度。
轮式可变形侦察机器人可以在倾覆后进行复位,车身副杆可以相对车身主杆上进行转动,在车身副杆进行转动时,由于其与车底架铰接,车底架也进行移动和产生位置变化,所以车顶外圈与车底架之间的相对位置也随之改变,当两者位置互换后便达到复位效果,这样就赋予了轮式可变形侦察机器人倾覆后复位的能力。同时,轮式可变形侦察机器人根据车顶外圈与车底架之间的相对位置的改变,增强了机器人对复杂地形的适应力,尤其对于狭窄或低矮的地形更可以进行可靠的移动,这样增加了轮式可变形侦察机器人的适应性。因此,本轮式可变形侦察机器人具有复位能力和较高的适应性,而且轮式可变形侦察机器人能够作为基座机器人,在其上搭载钻头、摄像头或机械臂进行相关工作。
附图说明
图1是本实用新型实施例的轮式可变形侦察机器人的结构示意图;
图2是图1的轮式可变形侦察机器人的折叠状态示意图;
图3是图1的轮式可变形侦察机器人倾覆后复位的动作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述,但不作为对本实用新型的限定。
参见图1至图3,根据本实用新型的实施例,提供了轮式可变形侦察机器人,包括车身主杆10、车身副杆20、车轮30、车顶外圈41、车底架42和摄像头部分50,车身主杆10的第一端为车头端,车身主杆10的第二端为车轮端,车身副杆20的第一端铰接在车身主杆10上,第二端为车尾端。车轮30铰接在导向杆10的第二端处,用于行驶驱动,车顶外圈41与三根车身主杆铰接,车底架42安装在车身副杆20上,摄像头部分50安装在车顶外圈41上。
轮式可变形侦察机器人可以在倾覆后进行复位,车身副杆可以相对车身主杆上进行转动,在车身副杆进行转动时,由于其与车底架铰接,车底架也进行移动和产生位置变化,所以车顶外圈与车底架之间的相对位置也随之改变,当两者位置互换后便达到复位效果,这样就赋予了轮式可变形侦察机器人倾覆后复位的能力。同时,轮式可变形侦察机器人根据车顶外圈与车底架之间的相对位置的改变,增强了机器人对复杂地形的适应力,尤其对于狭窄或低矮的地形更可以进行可靠的移动,这样增加了轮式可变形侦察机器人的适应性。因此,本轮式可变形侦察机器人具有复位能力和较高的适应性,而且轮式可变形侦察机器人能够作为基座机器人,在其上搭载钻头、急救包或机械臂进行相关工作。
进一步地,图2示出了轮式可变形侦察机器人另一种工作状态下的结构示意图,车身主杆10的中间端与车身副杆20的第一端之间的连接方式为转动副。车身主杆10的中间端与车身副杆20的第一端之间通过转动铰链孔以转动副的形式连接。这样设置可以满足车身副杆带动车身主杆的结构关系。
轮式可变形侦察机器人还包括有车顶外圈41和车底架42,车顶外圈41铰接在车身主杆10的第一端,摄像头部分50安装在车顶外圈41上。车身副杆20 的第二端铰接在车底架42上,车身副杆可以相对车身主杆上进行转动以带动车底架也进行移动和产生位置变化,所以车顶外圈与车底架之间的相对位置也随之改变。车顶外圈41和车底架42可以是图中所示的形状,当然也可以根据具体需要,使用其他形状的部件结构,只需要保证车底架能顺利穿过车顶外圈不产生干涉即可。
车顶外圈41铰接孔圆心到车顶外圈41回转轴距离与车底架42铰接孔圆心到车底架42回转轴距离相等;车底架42的内径要大于车顶外圈41的外径。摄像头部分50的总高度要小于车顶外圈41的内径。车身副杆20为一种阶梯杆,装配后一组杆的最大间距要大于车身主杆10与车顶外圈41铰接后里连接件的最大厚度。
另外,在本实施例中,车身主杆10与车顶外圈41通过转动铰链孔以转动副形式连接,车身主杆10与车身副杆20通过复合铰链孔以转动副形式进行连接,通过上述的各部件连接关系,车底架42的运动轨迹以及位置变化均是确定的,如图3所示为轮式可变形侦察机器人在倾覆后的复位过程。
为了加强轮式可变形侦察机器人的负载力和稳定性,本实施例中,车身副杆20的数量为多个并按对分布,车身副杆20沿车底架42的周向分布。车身主杆10的数量为多个,每个车身主杆10上均安装有两个车身副杆20,车身主杆 10与车身副杆20一对二对应设置。这样减小车身主杆10与车身副杆20的受力,加强了轮式可变形侦察机器人的负载力,进而使其稳定性更高。
鉴于轮式可变形侦察机器人自身质量与驱进动力之间的平衡关系,所以轮式可变形侦察机器人自身的质量需要进行优化,因此,在本实施例中,车身主杆10与车身副杆20的数量为三个和六个,车身主杆10相互之间的夹角为120 度,每组车身副杆20相互之间的夹角为120度。这种结构的优点在于,在保证可以满足轮式可变形侦察机器人稳定性的前提下,三个车身主杆和六个车身副杆可以使履带部件的着力分布达到180度的着力范围,还能最大化地将自身质量降到最低,保证了轮式可变形侦察机器人的行进速度。
三组车身主杆10与车身副杆20铰接,车身副杆20相对于车身主杆10的转动,也就是说车身副杆20作为本机器人变形的驱动动力。轮式可变形侦察机器人还包括连杆电机(图中车身主杆10与车身副杆20铰接圆柱示意),连杆电机与车身副杆20连接,连杆电机用于带动车身副杆20转动。
优选地,车轮30选用麦克纳姆轮为驱动轮,车轮30与车身主杆10铰接。每个车轮30均设置一个车轮电机(图中车轮30与车身主杆10铰接处圆柱示意) 分别驱动,这样设计有利于轮式可变形侦察机器人移动的快速性和灵活性,这种结构的轮式可变形侦察机器人结构更加简单,可变形的效果更加明显。
当然,以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型基本原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.轮式可变形侦察机器人,其特征在于,包括:车身主杆(10),所述车身主杆(10)的第一端为车头端,所述车身主杆(10)的第二端为车轮端;所述车身主杆(10)的中间端为车身副杆端;
车身副杆(20),所述车身副杆(20)的第一端铰接在所述车身主杆(10)上,并由连杆电机驱动,第二端为车底端;
万向轮(30),用于行驶,所述万向轮(30)铰接在所述车身主杆(10)的第二端处,所述万向轮(30)由车轮电机驱动;
车顶外圈(41),所述车顶外圈(41)安装在所述车身主杆(10)上,所述车顶外圈内部为侦察装置;
车底架(42),所述车底架(42)与所述车身副杆(20)相铰接;
摄像头部分(50),与所述车顶外圈(41)以转动副形式连接。
2.根据权利要求1所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,所述车身主杆(10)的中端与所述车身副杆(20)的第一端之间的连接方式为转动副。
3.根据权利要求1所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,还包括:
车顶外圈(41),所述车顶外圈(41)与所述车身主杆(10)铰接,所述车顶外圈(41)与所述摄像头部分(50)之间由摄像头云台电机驱动;
车底架(42),所述车底架(42)由三个相同部分组成,与所述车身副杆(20)的第二端相铰接;
所述车身副杆(20)在连杆电机驱动下,相对于所述车身主杆转动时过程中,带动所述车底架(42)及所述车身主杆(10)移动,直至将所述车底架(42)移动至所述车顶外圈(41)的另一侧,此时,所述车身主杆(10)完全倒置,以达到复位效果。
4.根据权利要求3所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于:
所述车身主杆(10)的数量为多个,所述车身主杆(10)沿所述车顶外圈(41)的周向分布;
所述车身副杆(20)的数量为多个,每对所述车身副杆(20)上均安装有连杆电机驱动,所述车身副杆(20)与所述车身主杆(10)二对一分别对应设置;
所述车身主杆(10),其第一端铰接孔圆心与中端铰接孔圆心的距离应等于所述车身副杆(20)两铰接孔的距离,并且小于所述车身主杆(10)的第二端铰接孔圆心与中端铰接孔圆心的距离。
5.根据权利要求4所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,所述车身主杆(10)的数量为三,所述车身副杆(20)的数量为六,所述车身主杆(10)相互之间的夹角为120度,所述车身副杆(20)每对相互之间的夹角为120度。
6.根据权利要求3所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,所述车顶外圈(41)铰接孔圆心到所述车顶外圈(41)回转轴距离与所述车底架(42)铰接孔圆心到所述车底架(42)回转轴距离相等;所述车底架(42)的内径要大于所述车顶外圈(41)的外径。
7.根据权利要求6所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,所述摄像头部分(50)的总高度要小于所述车顶外圈(41)的内径。
8.根据权利要求6所述的轮式可变形侦察机器人,其特征在于,所述车身副杆(20)为一种阶梯杆,装配后一组杆的最大间距要大于所述车身主杆(10)与所述车顶外圈(41)铰接后连接件的最大厚度。
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