CN212471476U - 一种用于探查环境的履带式机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于探查环境的履带式机器人，包括履带式车架，所述履带式车架上设置有支撑框体，所述支撑框体下表面四周均设置有用于将所述支撑框体架设在所述履带式车架上的支撑脚，所述支撑框体内设置有支撑底板，所述支撑框体的后横杆中部设置有用于带动所述支撑底板前后移动的伸缩气缸，且所述伸缩气缸的伸缩端与所述支撑底板的后端面连接；所述支撑底板上表面设置第一电机，所述第一电机的输出端设置有第一转轴，且所述第一转轴上设置有转动座，所述转动座上表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽内铰接设置有一舵机，所述舵机上设置有摄像机；本实用新型结构简单，操作便捷，能够便于用户对危险环境的探查。
Description
技术领域
本实用新型涉及履带式机器人技术领域，特别是一种用于探查环境的履带式机器人。
背景技术
伴随着人类社会的不断前进，人们对于移动设备的要求也在不断的提升，从人力驱动的两轮自行车，到动物驱动的三轮车，再到蒸汽驱动的四轮蒸汽四轮车等移动机构。随着需求的不断改变以及带动移动机构驱动的变化，人们对于移动机构的要求也在改变，除了满足基本的出行之外，人们生产出各样的机器人去代替人做一些相对复杂、辛苦、甚至是危险的工作，因为我们需要这些机器自己去移动来完成人们赋予给它的任务，因此，人们将对动机构进行改良并安装到机器上面，慢慢的便发展成为移动机器人。
野外环境通常极其恶劣，而且具有潜在的危险，在外界环境复杂未知的情况下，工人通常需要进入侦查现场中，这样导致工作人员自身必须要具有很强的环境适应能力，以及能将现场的情况准确反馈到外界；为降低侦查过程中环境对人体健康造成危险且提高调查效率，自动化和智能化程度较高的小型机器人逐渐开始应用于场地环境调查过程中；但这些机器人多为多行业通用的常规机器人，其作业系统不能很好满足场地现状踏勘的要求。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种能够对野外环境进行侦查的履带式机器人。
本实用新型采用以下方法来实现：一种用于探查环境的履带式机器人，包括履带式车架，其特征在于：所述履带式车架上设置有支撑框体，所述支撑框体下表面四周均设置有用于将所述支撑框体架设在所述履带式车架上的支撑脚，所述支撑框体内设置有支撑底板，所述支撑框体的后横杆中部设置有用于带动所述支撑底板前后移动的伸缩气缸，且所述伸缩气缸的伸缩端与所述支撑底板的后端面连接；所述支撑底板上表面设置第一电机，所述第一电机的输出端设置有第一转轴，且所述第一转轴上设置有转动座，所述转动座上表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽内铰接设置有一舵机，所述舵机上设置有摄像机；所述支撑底板上表面设置有用于处理应急任务的机械臂，且所述机械臂设置于所述第一电机的前端，所述履带式车架前端面设置有用于避障的超声波传感器。
进一步的，所述履带式车架包括底座，所述底座左右侧面均等距离设置有多个履带轮，所述履带轮上套设有履带，且所述支撑脚设置于所述底座上表面。
进一步的，所述底座上表面前侧左右两端均设置有第二电机，所述第二电机的输出轴末端设置有驱动轮，且所述驱动轮嵌入所述履带内，所述驱动轮设置于所述最前端履带轮的上方。
进一步的，所述底座上设置有电路板，且所述电路板设置于所述第二电机后方，所述电路板上设置有MCU，所述MCU连接有超声波传感器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、舵机驱动电路和机械臂。
进一步的，所述机械臂包括一第三电机，所述第三电机上设置有经所述第三电机带动旋转的旋转底座，所述旋转底座上设置有档位铰接设置有第一支臂，所述第一支臂末端设置有第二支臂，所述第二支臂末端通过旋转轴安装有可360度转动的机械抓手。
进一步的，所述摄像机能够上下120度、左右360度旋转。
进一步的，所述支撑底板左右侧面均设置有延伸凸块，所述支撑框体的左右横杆内侧均开设有导轨槽，所述延伸凸块嵌入所述导轨槽内，所述导轨槽内下表面均等距离设置有多个第一导向轮，所述导轨槽内上表面等距离设置有多个复位弹簧，所述复位弹簧末端设置有支撑板，所述支撑板下表面等距离设置有多个第二导向轮。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型在装置中加入了摄像机和机械臂，能够通过第一电机带动第一转轴转动，从而带动转动座转动，使得转动座能够带动摄像机进行360度转动，使得摄像机可对野外环境进行360度拍摄探查并进行存档，并通过机械臂的作用能够使摄像头或超声波传感器侦查到有异常情况时，机械臂能够去执行应急处理；装置中加入了超声波传感器，使得通过超声波传感器的作用能够实现测距和避障；装置中加入了支撑框体和伸缩气缸，使得通过伸缩气缸的作用能够带动支撑底板进行前后移动，从而带动摄像机和机械臂能够进行前后移动，便于侦查工作更好的进行；本实用新型结构简单，操作便捷，可代替人工进行野外环境场地的侦查，较大程度的降低或避免了工作人员的危险，减少人力物力，提高了工作效率，在充分吸收现有履带式机器人成熟技术的基础上，针对场地环 境调查工作需求研制而成，实用性较强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的电路原理框图。
图4为所述支撑框体的结构示意图。
图5为A-A方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
请参阅图1至图5所示，本实用新型提供了一实施例：一种用于探查环境的履带式机器人，包括履带式车架1，所述履带式车架1上设置有支撑框体2，所述支撑框体2下表面四周均设置有用于将所述支撑框体2架设在所述履带式车架1上的支撑脚21，所述支撑框体2内设置有支撑底板22，所述支撑框体2的后横杆中部设置有用于带动所述支撑底板22前后移动的伸缩气缸23，且所述伸缩气缸23的伸缩端与所述支撑底板22的后端面连接；所述支撑底板22上表面设置第一电机24，所述第一电机24的输出端设置有第一转轴（未图示），且所述第一转轴上设置有转动座25，所述转动座25上表面开设有第一凹槽（未图示），所述第一凹槽内铰接设置有一舵机26，所述舵机26上设置有摄像机27；所述支撑底板22上表面设置有用于处理应急任务的机械臂3，且所述机械臂3设置于所述第一电机24的前端，所述履带式车架1前端面设置有用于避障的超声波传感器11，所述超声波传感器11的数量为两个。使得工作人员通过开启伸缩气缸23，伸缩气缸23能够带动所述支撑底板22进行前后移动，从而带动第一电机24和机械臂3能够进行前后移动，第一电机24能够带动转动座25进行360度转动，从而能够带动摄像机27对所探查的环境进行全方位的拍摄记录，舵机26能够带动摄像机27的镜头进行上下倾斜角度进行调节，便于摄像机27能够拍摄到各个不同角度的环境情况。
请继续参阅图1和图2所示，本实用新型一实施例中，所述履带式车架1包括底座12，所述底座12左右侧面均等距离设置有多个履带轮13，所述履带轮13上套设有履带14，且所述支撑脚21设置于所述底座12上表面。使得通过底座12的作用，能够对摄像机27进行支撑作用，且通过履带轮13的作用，能够带动履带14进行移动。
请继续参阅图1和图2所示，本实用新型一实施例中，所述底座12上表面前侧左右两端均设置有第二电机15，所述第二电机15的输出轴末端设置有驱动轮16，且所述驱动轮16嵌入所述履带14内，所述驱动轮16设置于所述最前端履带轮13的上方。使得通过第二电机15的作用，能够带动驱动轮16进行转动，驱动轮16进行转动能够带动履带14进行移动。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述底座12上设置有电路板4，且所述电路板4设置于所述第二电机15后方，所述电路板4上设置有MCU，所述MCU连接有超声波传感器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、舵机驱动电路和机械臂。使得通过MCU可对电气元件进行控制，所述MCU还连接设置有无线通信模块，通过无线通信模块能够将MCU与终端进行无线通信，使得工作人员可通过手持终端对MCU进行操作；超声波模块能够对超声波传感器进行控制，通过超声波传感器的作用，能够进行机器人进行避障，超声波测距原理是声波在遇到障碍物后会被反射回来，在知道声波的速度，传输时间和接收时间之间的差异之后，可以计算出障碍物的实际距离，所以超声波测距比红外线测距的原理会更加简单。
值得一提的是，本实用新型中的避障原理利用超声波测距，检测到障碍物以后，通过及时调整机器人的运动状态，避开障碍物的干扰，从而进行避障；超声波传感器由发射端和接收端组合而成，超声波发射端发出的波形遇到障碍物后会被反射回来，只要计算发射和返回接收的时间，就能够得出物体与自身的距离，一般用于测量目标物体的距离实现相应的功能；采用超声波传感器用以探测距离，同时将数据传送到控制器，再由控制器发出信号实现避障。
请继续参阅图1和图2所示，本实用新型一实施例中，所述机械臂3包括一第三电机31，所述第三电机31上设置有经所述第三电机31带动旋转的旋转底座32，所述旋转底座32上设置有档位铰接设置有第一支臂33，所述第一支臂33末端设置有第二支臂34，所述第二支臂34末端通过旋转轴安装有可360度转动的机械抓手35。使得通过第三电机31的作用，能够带动旋转底座32进行转动，从而能够带动第一支臂33和第二支臂34进行360度转动，从而能够带动机械手35进行360度转动，且第一支臂33和第二支臂34可进行折叠，对机械手的高度和各个角度进行调节，再将机械手35调节至合适位置时，通过机械手35自身的旋转，能够去执行应急处理任务，比如排爆等，代替人工完成危险作业，减少作业人员人身安全危险。
请继续参阅图1和图2所示，本实用新型一实施例中，所述摄像机27能够上下120度、左右360度旋转。使得摄像机27能够全方位的对环境进行探查拍摄记录。
请继续参阅图4和图5所示，本实用新型一实施例中，所述支撑底板22左右侧面均设置有延伸凸块5，所述支撑框体2的左右横杆内侧均开设有导轨槽51，所述延伸凸块5嵌入所述导轨槽51内，所述导轨槽51内下表面均等距离设置有多个第一导向轮52，所述导轨槽51内上表面等距离设置有多个复位弹簧53，所述复位弹簧53末端设置有支撑板54，所述支撑板54下表面等距离设置有多个第二导向轮55。使得通过延伸凸块5嵌入导轨槽51内，在第一导向轮52和第二导向轮55的作用下，能够带动支撑底板22在支撑框体2内进行前后移动。
本实用新型中MCU、超声波传感器、电机、机械臂、舵机和无线通信模块均为现有技术，本领域技术人员已经能够清楚了解，在此不进行详细说明，且本实用新型保护的是用于探查环境的履带式机器人的结构特点，本实用新型中的超声波模块较佳的可以是US-016超声波测距模块，摄像机较佳的可以是ARM926EJ- s，舵机较佳的型号可以是DS3115舵机，无线通信模块可以是SIM7000C-N，MCU的型号较佳的可以是STM32F103，但并不仅限于此。
总之，本实用新型通过第二电机带动驱动轮进行转动，从而带动履带进行移动，使得履带式机器人能够进入需侦查的野外环境内，再通过第一电机和舵机的作用，能够使摄像机上下120度、左右360度旋转，便于摄像机能够将野外环境进行360度拍摄探查并进行存档，再通过伸缩气缸带动支撑底板进行前后移动，从而带动摄像机在不同的位置对野外环境进行拍摄作用，还能够带动机械臂进行前后移动，使得机械臂能够更好的在不同位置进行应急处理，为后续人员进入野外环境提供基础。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种用于探查环境的履带式机器人，包括履带式车架，其特征在于：所述履带式车架上设置有支撑框体，所述支撑框体下表面四周均设置有用于将所述支撑框体架设在所述履带式车架上的支撑脚，所述支撑框体内设置有支撑底板，所述支撑框体的后横杆中部设置有用于带动所述支撑底板前后移动的伸缩气缸，且所述伸缩气缸的伸缩端与所述支撑底板的后端面连接；所述支撑底板上表面设置第一电机，所述第一电机的输出端设置有第一转轴，且所述第一转轴上设置有转动座，所述转动座上表面开设有第一凹槽，所述第一凹槽内铰接设置有一舵机，所述舵机上设置有摄像机；所述支撑底板上表面设置有用于处理应急任务的机械臂，且所述机械臂设置于所述第一电机的前端，所述履带式车架前端面设置有用于避障的超声波传感器。
2.根据权利要求1所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述履带式车架包括底座，所述底座左右侧面均等距离设置有多个履带轮，所述履带轮上套设有履带，且所述支撑脚设置于所述底座上表面。
3.根据权利要求2所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述底座上表面前侧左右两端均设置有第二电机，所述第二电机的输出轴末端设置有驱动轮，且所述驱动轮嵌入所述履带内，所述驱动轮设置于所述最前端履带轮的上方。
4.根据权利要求3所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述底座上设置有电路板，且所述电路板设置于所述第二电机后方，所述电路板上设置有MCU，所述MCU连接有超声波传感器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、舵机驱动电路和机械臂。
5.根据权利要求1所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述机械臂包括一第三电机，所述第三电机上设置有经所述第三电机带动旋转的旋转底座，所述旋转底座上设置有档位铰接设置有第一支臂，所述第一支臂末端设置有第二支臂，所述第二支臂末端通过旋转轴安装有可360度转动的机械抓手。
6.根据权利要求1所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述摄像机能够上下120度、左右360度旋转。
7.根据权利要求1所述的一种用于探查环境的履带式机器人，其特征在于：所述支撑底板左右侧面均设置有延伸凸块，所述支撑框体的左右横杆内侧均开设有导轨槽，所述延伸凸块嵌入所述导轨槽内，所述导轨槽内下表面均等距离设置有多个第一导向轮，所述导轨槽内上表面等距离设置有多个复位弹簧，所述复位弹簧末端设置有支撑板，所述支撑板下表面等距离设置有多个第二导向轮。
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Cited By (1)
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| CN113858239A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-31 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 机械手 |
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| CN113858239B (zh) * | 2021-09-24 | 2023-08-15 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 机械手 |
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