CN208827983U - 轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布一种轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，属于机器人和拖车双重技术领域，可应用于消防、排爆、有毒气液探测、起重和军事等领域，利用拖车被拖拽时电磁发电功能，同时解决排爆机器人或其他特种机器人户外连续转场时的充电电源难题和充电时间难题；利用拖拽发电功能，在刹车和下坡时起到辅助刹车作用；再利用左右车轮动力电机独立工作的设计，辅以带轮拖车千斤顶的支撑作用，把拖车变成了一台移动的机器人底盘，实现遥控行走；利用拖车上的多孔型通用甲板平台设计，辅以甲板平台上的信号插座，安装带有毒气探测和毒液泵吸功能的排爆机械手，满足排爆机器人自动发电、快速部署的功能需求。

Description

轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体是一种轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，可应用于消防、排爆、起重、和军事等领域。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，城市化和工业化进程不断加快，机器人和拖车作为一种新型工具将被普遍使用。拖车具有携带和部署方便，装备重量大的优点。

但在拖车和机器人领域面临五个显著弊端：

1、拖车容易导致前车刹车失灵：经常开拖车的司机都非常害怕下坡路和急刹车，因为极其容易出现刹车失灵等事故，除了刹车系统疏于保养外，非常重要的一个因素就是满载的拖车会推着前面的车辆往前走，从而产生折叠效应，导致车辆失控；

2、拖车不能自主行走：传统的拖车本身不能被自主行走，必须依赖其他车辆的牵引才能停车，自主停车入库困难；

3、户外状态移动机器人充电困难：传统的电力式移动机器人必须通过固定充电装置来实现充电，一般很难利用运输过程中的宝贵时间边走边充电，在紧急情况下，如果没有充满电能，那么投入使用的将是能量不足的机器人。这些无法在户外无法充电的机器人，严重影响装备的使用效果；

4、机器人运输和装卸不便：由于传统的移动机器人，底盘行走速度较慢，长距离运输时，必须借助其他车辆托运。但是都存在装卸麻烦、耽误宝贵时间、贻误救灾的的显著缺点；

5、拖车功能单一，运输时重心偏高，导致安全系数低：经常只能作为运输工具用途，未发挥拖车底盘的机械性能。假如运输中大型机器人时，整机装备就是拖车底盘+机器人底盘的双重重量，不仅占用空间大，而且载重大，重心过高，所载机器人还容易倾覆。

6、目前的全世界的排爆机器人均不具有毒气探测功能和毒液泵吸功能。在遇到此类情况时，需要同时使用三台以上的机器人完成任务。且传统毒气探测器与主机间固有的通讯编码式数据传输，往往使得毒气探测系统很不兼容，配件互相不通用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有遥控自行走功能的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，在户外被牵引状态下能够自动充电的功能。并且通过多孔的模块化甲板平台，和各个拓展用的航空插座，到达目的地后，免除机器人在拖车的装卸程序，直接通过支撑拖车千斤顶，然后再打开机器人开关，迅速实现拖车变身机器人的功能。加上拖车机器人上方甲板平台属于通用化、模块化设计，可以很方便的搭载安装不同任务模块，实现各种功能，满足各种需要。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，包括拖车支架；所述拖车支架前端设有拖车连接器和带轮拖车千斤顶；在拖车支架的两侧分别设有左车轮、右车轮；所述左车轮、右车轮分别通过悬挂与拖车支架连接；

所述左车轮、右车轮分别连接有轮毂型电机；所述轮毂型电机通过切换继电器连接有一个电机驱动器和一个发电控制器，电机驱动器连接有机器人控制器；

所述拖车支架下固定有控制箱，所述电机驱动器、机器人控制器、发电控制器安装在控制箱内；

在所述拖车支架下还固定有用于向控制箱内电机驱动器供电的电池箱；发电控制器连接电池箱；

所述拖车支架的甲板平台开设有多个均匀分布的固定孔；固定孔是对称式或矩阵式排列；甲板平台上通过固定孔安装有排爆机械手。

其进一步是：从所述轮毂型电机到发电控制器到电池箱的回路中，设置有发电开关；所述电机驱动器和机器人控制器连接电池箱；所述电池箱连接有充电口；所述发电控制器为MTTP发电控制器。

所述机器人控制器连接有固定在拖车支架上的天线；所述天线通过无线连接有机器人遥控器；所述天线包括一个负责与机器人遥控器收发信号的无线通讯天线，和一个负责传输图像到机器人遥控器的影音传输天线。

所述拖车支架的前后侧分别安装有摄像头。

所述拖车支架的甲板平台上设有凹型信号坑或凸型信号塔；所述凹型信号坑或凸型信号塔中安装有航空插座；所述航空插座连接到机器人控制器，航空插座还连接有一个对外电机驱动器，对外电机驱动器与机器人控制器相连。

所述左车轮、右车轮共设有一对、两对、或者两对以上。

所述悬挂为独立悬挂或非独立悬挂。

所述悬挂为弹簧钢板或者扭力轴。

所述轮毂电机为永磁无刷轮毂电机。

所述排爆机械手是2轴以上的具有抓取功能的机械手。

所述排爆机械手上安装有毒气探测器和摄像机；摄像机；摄像机安装在摄像机支架上，与毒气探测器相对设置，摄像机能看清毒气探测器的仪表盘。

所述排爆机械手上安装有微型水泵、储液瓶和两条管路；所述一条管路安装在微型水泵进水口与排爆机械手前部，做吸取液体用途；另外一根管路安装在微型水泵和储液瓶之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、提高拖车和牵引车的刹车性能：采用该轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，在刹车时，可以闭合发电开关，利用动力电机发电时产生的阻力，来辅助降低车速，提高安全性；

2、本实用新型还具有下坡安全缓降功能：经常开大卡的司机都非常害怕下坡路段，因为极容易出现刹车失灵等事故。出现刹车失灵或失控的事故，除了制动系统疏于保养之外，非常重要的一个原因就是，下坡时满载的拖车可能会推着前面的卡车走，从而产生折叠效应，导致货车失控。而本实用新型的拖车发电系统，则能有效防范这种情况，当司机在下坡的时候，可以提前启动这套系统。打开拖车发电开关之后，拖车的发电制动功能就会启动，从而使拖车和货车之间慢慢拉开距离，以起到减速和拉伸的目的，只要有拖车拖着后退，车头就能更好的转向，而且也不会影响车轮的锁死和防滑能力，这对于正在下坡的司机来说，无疑是救了一命。

3、实现拖车的短距离自主行走，满足拖车停车后短距离挪动位置的需求；

4、解决移动机器人常见的户外充电难题，可以实现被拖拽时的边走边充功能，不仅能将户外拖拽移动产生的能量得以收集，还能充分利用的拖车机器人被拖拽移动时的宝贵时间。因为大家都知道，充电是需要时间的，这在户外紧张的任务环境下尤其宝贵；

5、解决传统移动机器人的装卸不便难题，免除机器人与车辆之间宝贵的装卸时间。解除发电开关与前车的控制信号(刹车和发电开关信号）连接，再与牵引车脱离牵引后，放下带轮千斤顶，然后只需打开机器人开关，拖车就能变成一台遥控机器人。反之，关闭机器人开关，把拖车机器人用拖车连接器直接连接前面的牵引动力车，把发电开关对接好与前车的控制信号(刹车和发电开关信号），实现控制，即可实现快捷装卸，迅速转移。

6、实现拖车机器人的多功能化：由于采用大量定位孔和凹型信号坑或凸型信号塔的多功能甲板技术，可以很方便的将拖车机器人变成一个移动机器人甲板平台，可以在甲板平台上任意安装各种模块，实现模块化多功能的机器人。

7、降低重心，提高运输安全性：由于拖车底盘和移动机器人底盘合二为一，不仅大大降低了拖车重心，还大大降低了整车质量，降低了运输由于颠簸等因素造成的的事故率，一举多得，利国利民。

8、本实用新型采用了轮毂电机方案，具有结构简单、整机零部件少、生产和维修方便等特点。

9、本实用新型采用了带有毒气探测和毒液泵吸功能的排爆机械手，实现毒气探测和毒液泵吸功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例一主视图；

图2是本实用新型实施例一俯视图；

图3是本实用新型实施例一立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例一电路控制图；

图5是本实用新型实施例一加装排爆机械手后的立体结构示意图；

图6为本实用新型具有气液探功能的排爆机械手的结构示意图；

图7为本实用新型具有气液探功能的排爆机械手的结构示意正视图；

图8为本实用新型具有气液探功能的排爆机械手的机械手组件剖视图；

图9为本实用新型具有气液探功能的排爆机械手的机械手大臂剖视图；

图10为本实用新型具有气液探功能的排爆机械手的结构俯视图。

图中：1、拖车支架；2、拖车连接器；3、带轮拖车千斤顶；4、左车轮；5、右车轮；6、悬挂；7、轮毂电机；8、控制箱；9、电池箱；10、排孔；11、天线；12、凹型信号坑；15、甲板平台；17、排爆机械手。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1、图2、图3和图4所示，一种轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，拖车支架1前端设有拖车连接器2和带轮拖车千斤顶3；拖车连接器2可以是一个小钩子，带轮拖车千斤顶3可以采用万向轮。左车轮4、右车轮5分别通过悬挂6连接在拖车支架1的两侧；悬挂6为独立悬挂或非独立悬挂，具体的，悬挂6可以是弹簧钢板、扭力轴等。左车轮4、右车轮5成对设置，可以是一对、两对、或者两对以上。

左车轮4、右车轮5连接有轮毂电机7；轮毂电机7通过切换继电器连接有一个电机驱动器和一个MTTP发电控制器，电机驱动器连接有机器人控制器；切换继电器未上电时，动力电机与MTTP发电控制器相连接；切换继电器上电时，让动力电机与电机驱动器相连接；拖车支架1下固定有控制箱8，电机驱动器、机器人控制器、MTTP发电控制器安装在控制箱8内；在拖车支架1下还固定有用于控制箱8内电机驱动器供电的电池箱9；MTTP发电控制器连接电池箱9。

拖车支架1的前后侧分别安装有摄像头。机器人控制器连接有固定在拖车支架1上的天线11；天线11包括一个负责与机器人遥控器收发信号的无线通讯天线，和一个负责传输图像到机器人遥控器的影音传输天线。天线11通过无线连接有机器人遥控器。这样，通过机器人遥控器就可以实现模块化自发电拖车机器人的远程控制。拖车支架1的前后侧的摄像头，便于在行走时观察。

拖车支架1上表面有甲板平台15，甲板平台15上开设有矩阵式排列的排孔10，通过排孔10便于与其他功能模块连接，以实现其他特定功能。

如图5所示，甲板平台15上通过固定孔10安装有带有毒气探测和毒液泵吸功能的排爆机械手17，排爆机械手17是2轴以上的具有抓取功能的机械手。

结合图6至图10所示，排爆机器人包括机械手组件580和水平转台501，水平转台501内安装有转台电机593、电机驱动器591以及安装在水平转台501上的多功能主臂521；多功能主臂521内部安装有主臂减速机523、主臂俯仰电机522和机械手控制器590，多功能主臂521表面安装有毒气探测器599和摄像机支架5108；摄像机支架5108上安装有摄像机108；水平转台501设有底座旋转支架509用于固定安装在机器人底盘上；底座旋转支架509上安装有储液瓶514；多功能主臂521的内部安装有微型水泵594，主臂端首安装有电动推杆542，电动推杆542的另外一端连接有第二大臂(541)，电动推杆542推动第二大臂541活动；第二大臂541的端头部位安装有机械手组件580，端尾部位安装有电动推杆542；第二大臂541与机械手组件580的中间安装有多功能复合关节551；多功能复合关节551上安装有复合关节转台552；复合关节转台552上安装有转台电机593和电机驱动器591，外面套装有复合关节电控箱5511。

多功能主臂521还设有出线孔528；摄像头108与毒气探测器599上的仪表盘5991的显示面进行相对放置；微型水泵594进水管连接到机械手组件580，微型水泵594出水口连接到储液瓶514；微型水泵594为蠕动泵。

储液瓶514通过管路连接到多功能主臂521上的微型水泵594；底座旋转支架509的一侧安装有摄像机108和照明灯596；水平转台501下方有安装孔510。

复合关节转台552固设于第二大臂541上端，复合关节转台552内安装有手抓多功能主轴582；手抓多功能主轴582的一端固设有机械手组件580；手抓多功能主轴582的另外一端伸出复合关节转台552；复合关节转台552安装有转台电机593和电机驱动器591，外部套装复合关节电控箱5511，构成多功能复合关节551；复合关节电控箱5511固设有多个插座558、照明灯596、摄像机108；插座558用于与机械手组件580的电气连接及手抓多功能主轴582上外挂模块的电气连接。

机械手组件580由手抓582和手抓座583组成，手抓座583内置手抓旋转电机5831和手抓开合电机5832，手抓座583下置照明灯596、摄像机108；手抓座583通过手抓出线孔585引出插头与多功能复合关节551的插座558相连接。

拖车支架1上表面设有用于安装通讯接口的凹型信号坑12。凹型信号坑12中可以安装航空插座，航空插座安装好以后，与拖车支架1上表面高度一致，或略低于拖车支架1上表面。或者，在拖车支架1上表面安装信号塔，信号塔上安装航空插座。航空插座连接到机器人控制器，航空插座还连接有一个对外电机驱动器。航空插座用于与功能模块通讯和供电，实现灭火、排烟、排爆等机器人功能的实用化多功能拓展。

拖车机器人可以在遥控下，实现自行走功能。具体为控制箱内无线控制器的收到天线传来的无线控制信号后，向电机驱动器发出控制信号，然后电机驱动器向左右两侧轮毂电机发送驱动电流，轮毂电机旋转，然后通过直驱方式，实现轮毂的受控运动，依托辅助的带轮拖车千斤顶进行整机平衡，最终实现机器人的底盘行走。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，包括拖车支架（1）；所述拖车支架（1）前端设有拖车连接器（2）和带轮拖车千斤顶（3）；在拖车支架（1）的两侧分别设有左车轮（4）、右车轮（5）；所述左车轮（4）、右车轮（5）分别通过悬挂（6）与拖车支架（1）连接；

其特征在于：

所述左车轮（4）、右车轮（5）分别连接有轮毂型电机（7）；所述轮毂型电机（7）通过切换继电器连接有一个电机驱动器和一个发电控制器，电机驱动器连接有机器人控制器；

所述拖车支架（1）下固定有控制箱（8），所述电机驱动器、机器人控制器、发电控制器安装在控制箱（8）内；

在所述拖车支架（1）下还固定有用于向控制箱（8）内电机驱动器供电的电池箱（9）；发电控制器连接电池箱（9）；

所述拖车支架（1）的甲板平台（15）开设有多个均匀分布的固定孔（10）；固定孔（10）是对称式或矩阵式排列；甲板平台（15）上通过固定孔（10）安装有排爆机械手（17）。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：从所述轮毂型电机（7）到发电控制器到电池箱（9）的回路中，设置有发电开关；所述电机驱动器和机器人控制器连接电池箱（9）；所述电池箱（9）连接有充电口；所述发电控制器为MTTP发电控制器。

3.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：所述机器人控制器连接有固定在拖车支架（1）上的天线（11）；所述天线（11）通过无线连接有机器人遥控器；所述天线（11）包括一个负责与机器人遥控器收发信号的无线通讯天线，和一个负责传输图像到机器人遥控器的影音传输天线。

4.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：所述拖车支架（1）的前后侧分别安装有摄像头。

5.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：所述拖车支架（1）的甲板平台（15）上设有凹型信号坑（12）或凸型信号塔；所述凹型信号坑（12）或凸型信号塔中安装有航空插座；所述航空插座连接到机器人控制器，航空插座还连接有一个对外电机驱动器，对外电机驱动器与机器人控制器相连。

6.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：所述左车轮（4）、右车轮（5）共设有一对、两对、或者两对以上；所述悬挂（6）为独立悬挂或非独立悬挂。

7.根据权利要求1所述的轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人，其特征在于：所述悬挂（6）为弹簧钢板或者扭力轴；所述轮毂电机为永磁无刷轮毂电机；

所述排爆机械手（17）是2轴以上的具有抓取功能的机械手。

8.根据权利要求7所述轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人的，其特征在于：所述排爆机械手（17）上安装有毒气探测器（599）和摄像机（108）；摄像机（108）；摄像机（108）安装在摄像机支架（5108）上，与毒气探测器（599）相对设置，摄像机（108）能看清毒气探测器（599）的仪表盘（5991）。

9.根据权利要求8所述轮毂电机型自发电气液探测及排爆功能的拖车机器人的，其特征在于：所述排爆机械手（17）上安装有微型水泵（594）、储液瓶（514）和两条管路；所述一条管路安装在微型水泵（594）进水口与排爆机械手（17）前部，做吸取液体用途；另外一根管路安装在微型水泵（594）和储液瓶（514）之间。