本發(fā)明屬于特種機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)。
背景技術(shù):
機(jī)器人設(shè)備早已用于軍、警特種作業(yè)環(huán)境,將機(jī)器人設(shè)備用于排爆、搜索、打擊、救援等環(huán)節(jié)。針對(duì)相關(guān)應(yīng)用,尤其是排爆和搜索,當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)眾多產(chǎn)品,產(chǎn)品多采取履帶或輪式地盤,上部安裝機(jī)械臂和探測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。所用設(shè)備自身重量較重,機(jī)械臂作業(yè)時(shí)需要依靠底盤自重保持平衡,因?yàn)樽陨碇亓枯^大,且為保證通過性大量采用履帶地盤,造成行進(jìn)速度低、能耗高、地面適應(yīng)能力差等問題。由于自身重量較重,排爆機(jī)器人經(jīng)常達(dá)到數(shù)百公斤,需要專門的車輛運(yùn)載。且其價(jià)格過高,難以廣泛應(yīng)用。
國(guó)外有四足行進(jìn)的機(jī)器人設(shè)備,但這些設(shè)備自身能耗過高,實(shí)用化的設(shè)備需要內(nèi)燃機(jī)支持,其噪音和熱信號(hào)使其難以投入實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái),解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的地面適應(yīng)能力差的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái),包括車體框架,車體框架的相互平行的兩條邊框的上沿分別對(duì)稱設(shè)有一對(duì)側(cè)向推桿,車體框架下面連接有支撐結(jié)構(gòu)部分,支撐結(jié)構(gòu)部分還連接有履帶行動(dòng)部分,
支撐結(jié)構(gòu)部分,包括支撐結(jié)構(gòu)連接件,支撐結(jié)構(gòu)連接件的一端與側(cè)向推桿的一端活動(dòng)連接,車體框架的另外兩條相互平行并且與側(cè)向推桿垂直的邊框側(cè)面分別固定有一對(duì)支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu),支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)的一端橫穿過支撐結(jié)構(gòu)連接件的中間,并突出于支撐結(jié)構(gòu)連接件,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)連接件的一端與支撐結(jié)構(gòu)上推桿的一端鉸接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上推桿的另一端與支撐結(jié)構(gòu)上臂鉸接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂的一端還與支撐結(jié)構(gòu)連接件的遠(yuǎn)離側(cè)向推桿的一端活動(dòng)連接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂的中間部位與支撐結(jié)構(gòu)下推桿的一端活動(dòng)連接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上推桿的一端與支撐結(jié)構(gòu)下臂的一端鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下推桿遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上臂的一端與支撐結(jié)構(gòu)下臂鏈接;每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)下臂遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上臂的一端安裝著驅(qū)動(dòng)輪;
履帶行動(dòng)部分包括履帶總成,履帶總成安裝在每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)下臂遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)下推桿的一側(cè),每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪靠近車體框架的一側(cè)通過軸連接著履帶總成驅(qū)動(dòng)輪,履帶總成驅(qū)動(dòng)輪穿過支撐結(jié)構(gòu)下臂靠近驅(qū)動(dòng)輪的一端,履帶總成驅(qū)動(dòng)輪通過皮帶連接著履帶總成從動(dòng)輪。
此外,本發(fā)明的特征還在于,
其中車體框架上還連接有遠(yuǎn)程監(jiān)控部分,遠(yuǎn)程監(jiān)控部分包括白光攝像總成,白光攝像總成安裝在車體框架與側(cè)向推桿相垂直的的邊框上,車體邊框的另一條與側(cè)向推桿相垂直的的邊框上對(duì)稱安裝著紅光攝像總成。
其中側(cè)向推桿,支撐結(jié)構(gòu)上推桿以及支撐結(jié)構(gòu)下推桿均是通過一個(gè)細(xì)柱子與另外一個(gè)空管嵌套而成的可伸縮結(jié)構(gòu),側(cè)向推桿能夠沿與設(shè)備前進(jìn)方向相垂直的方向伸縮。
其中支撐結(jié)構(gòu)能夠沿側(cè)向推桿伸縮的方向遠(yuǎn)離或者靠近車體框架。
其中支撐結(jié)構(gòu)連接件的兩端對(duì)稱設(shè)有開口方向相反的第一u型開口和第二u型開口,側(cè)向推桿的一端通過穿過第一u型開口并且與側(cè)向推桿垂直方向的軸與支撐結(jié)構(gòu)連接件的一端鉸接,支撐結(jié)構(gòu)連接件能夠沿側(cè)向推桿伸縮的方向繞支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)來回?cái)[動(dòng)。
其中支撐結(jié)構(gòu)上臂靠近支撐結(jié)構(gòu)連接件的一端設(shè)有有第三u型開口,支撐結(jié)構(gòu)上臂通過橫穿第三u型開口的開口端的軸和支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸接,支撐結(jié)構(gòu)上臂可以隨支撐結(jié)構(gòu)連接件擺動(dòng)而移動(dòng);支撐結(jié)構(gòu)上臂通過橫穿第三u型開口的開口端的軸和支撐結(jié)構(gòu)連接件的第二u型開口鉸接,支撐結(jié)構(gòu)上臂可以隨著支撐結(jié)構(gòu)上推桿的伸縮而升降;支撐結(jié)構(gòu)上臂的中間部位設(shè)置橢圓形的孔,支撐結(jié)構(gòu)上臂的孔的中間部位的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)互相對(duì)稱的第一凸起,支撐結(jié)構(gòu)下推桿通過橫穿一對(duì)第一凸起的軸與支撐結(jié)構(gòu)上臂鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下推桿可以隨支撐結(jié)構(gòu)上臂的升降而擺動(dòng);支撐結(jié)構(gòu)上臂的遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)連接件的一端設(shè)有第四u型開口,支撐結(jié)構(gòu)上臂通過橫穿第四u型開口的軸與支撐結(jié)構(gòu)下臂鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下臂可以隨支撐結(jié)構(gòu)上臂的升降而遠(yuǎn)離或者靠近地面。
其中第三u型開口的尺寸大于第四u型開口。
其中支撐結(jié)構(gòu)下臂并且位于驅(qū)動(dòng)輪與履帶總成之間設(shè)有一對(duì)相對(duì)稱的第二凸起,支撐結(jié)構(gòu)下推桿通過橫穿兩個(gè)第二凸起的軸與支撐結(jié)構(gòu)下臂鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下臂可以隨支撐結(jié)構(gòu)下推桿的伸縮而遠(yuǎn)離或者靠近地面。
其中履帶總成驅(qū)動(dòng)輪位于驅(qū)動(dòng)輪的靠近支撐結(jié)構(gòu)下推桿的一側(cè)。
其中驅(qū)動(dòng)輪為輪轂電機(jī)。
本發(fā)明的有益效果是,采用支撐的辦法解決作業(yè)過程設(shè)備平衡的問題,作業(yè)工具與底盤支承結(jié)構(gòu)可以同步調(diào)整,使設(shè)備可以操作達(dá)到自身重量的物品,因此設(shè)備不含配重,充分使用輕量化材料,使設(shè)備自重僅有幾十公斤,但達(dá)到甚至超過數(shù)百公斤傳統(tǒng)機(jī)器人設(shè)備的工作能力,同時(shí)設(shè)備重心可以充分降低,高速行進(jìn)時(shí)可確保設(shè)備穩(wěn)定;采用可變形結(jié)構(gòu),通過四足、動(dòng)力輪、履帶復(fù)合運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)設(shè)備多種地面適應(yīng)性,并且四足采用電動(dòng)推桿,與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)四足模式運(yùn)行減小能耗;噪音低,作業(yè)工具下藏,設(shè)備結(jié)構(gòu)可變形,具備隱蔽進(jìn)入目標(biāo)位置,調(diào)整設(shè)備及工具高度進(jìn)行偵查和其他作業(yè)的能力。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖;
圖2是本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖;
圖3是本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的四足運(yùn)動(dòng)形態(tài)的結(jié)構(gòu)圖;
圖4是本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力車輪運(yùn)動(dòng)形態(tài)的結(jié)構(gòu)圖;
圖5是本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的履帶運(yùn)動(dòng)形態(tài)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中,1.車體框架,2.側(cè)向推桿,3.支撐結(jié)構(gòu)連接件,31.第一u型開口,32.第二u型開口,4.驅(qū)動(dòng)輪,5.支撐結(jié)構(gòu)上推桿,6.支撐結(jié)構(gòu)上臂,61.第三u型開口,62.第四u型開口,63.孔,64.第一凸起,7.履帶總成,8.紅外攝像總成,9.履帶付從動(dòng)輪,10.履帶付驅(qū)動(dòng)輪,11.支撐結(jié)構(gòu)下推桿,12.白光攝像總成,13.支撐結(jié)構(gòu)下臂,131.第二凸起,14.支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái),結(jié)構(gòu)如圖1,包括車體框架1,車體框架1的相互平行的兩條邊框的上沿分別對(duì)稱設(shè)有一對(duì)側(cè)向推桿2,車體框架1下面連接著支撐結(jié)構(gòu)部分,支撐結(jié)構(gòu)部分還連接著履帶行動(dòng)部分,車體框架1上還連接著遠(yuǎn)程監(jiān)控部分。支撐結(jié)構(gòu)共有四套,包括支撐結(jié)構(gòu)連接件3,支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端與側(cè)向推桿2的一端活動(dòng)連接,車體框架1的另外兩條相互平行并且與側(cè)向推桿2垂直的邊框側(cè)面分別固定著一對(duì)支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)14,支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)14的一端橫穿過支撐結(jié)構(gòu)連接件3的中間,并突出于支撐結(jié)構(gòu)連接件3,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)14的遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端與支撐結(jié)構(gòu)上推桿5的一端鉸接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上推桿5的另一端與支撐結(jié)構(gòu)上臂6鉸接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂6的一端還與支撐結(jié)構(gòu)連接件3的遠(yuǎn)離側(cè)向推桿2的一端活動(dòng)連接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂6的中間部位與支撐結(jié)構(gòu)下推桿11的一端活動(dòng)連接,每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)上臂6遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上推桿5的一端與支撐結(jié)構(gòu)下臂13的一端鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下推桿11遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上臂6的一端與支撐結(jié)構(gòu)下臂13鏈接;每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)下臂13遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)上臂6的一端安裝著驅(qū)動(dòng)輪4,驅(qū)動(dòng)輪4為輪轂電機(jī);履帶行動(dòng)部分包括履帶總成7,履帶總成7安裝在每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)下臂13遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)下推桿11的一側(cè),每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪4靠近車體框架1的一側(cè)通過軸連接著履帶總成驅(qū)動(dòng)輪10,履帶總成驅(qū)動(dòng)輪10穿過支撐結(jié)構(gòu)下臂13靠近驅(qū)動(dòng)輪4的一端,履帶總成驅(qū)動(dòng)輪10通過皮帶連接著履帶總成從動(dòng)輪9,履帶總成驅(qū)動(dòng)輪10位于驅(qū)動(dòng)輪4的靠近支撐結(jié)構(gòu)下推桿11的一側(cè)。遠(yuǎn)程監(jiān)控部分包括白光攝像總成12,白光攝像總成12安裝在車體框架1與側(cè)向推桿2相垂直的的邊框上,車體邊框1的另一條與側(cè)向推桿2相垂直的的邊框上對(duì)稱安裝著紅光攝像總成12。側(cè)向推桿2,支撐結(jié)構(gòu)上推桿5以及支撐結(jié)構(gòu)下推桿11均是通過一個(gè)細(xì)柱子與另外一個(gè)空管嵌套而成的可伸縮結(jié)構(gòu),側(cè)向推桿2能夠沿與設(shè)備前進(jìn)方向相垂直的方向伸縮,支撐結(jié)構(gòu)能夠沿側(cè)向推桿2伸縮的方向遠(yuǎn)離或者靠近車體框架1。
如圖2,支撐結(jié)構(gòu)連接件3的兩端對(duì)稱設(shè)有開口方向相反的第一u型開口31和第二u型開口32,側(cè)向推桿2的一端通過穿過第一u型開口31并且與側(cè)向推桿2垂直方向的軸與支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端鉸接,支撐結(jié)構(gòu)連接件3可以沿側(cè)向推桿2伸縮的方向繞支撐結(jié)構(gòu)連接件鉸鏈結(jié)構(gòu)14來回?cái)[動(dòng)。支撐結(jié)構(gòu)上臂6靠近支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端設(shè)有有第三u型開口61,支撐結(jié)構(gòu)上臂6通過橫穿第三u型開口61的開口端并且與側(cè)向推桿2相平行的軸與第二u型開口32鉸接,支撐結(jié)構(gòu)上臂6可以隨支撐結(jié)構(gòu)連接件3擺動(dòng)而移動(dòng);支撐結(jié)構(gòu)上臂6通過穿過第三u型開口61的另一端并且與側(cè)向推桿2相平行的軸與支撐結(jié)構(gòu)上推桿5鉸接,支撐結(jié)構(gòu)上臂6可以隨著支撐結(jié)構(gòu)上推桿5的伸縮而升降;支撐結(jié)構(gòu)上臂6的中間部位設(shè)置橢圓形的孔63,支撐結(jié)構(gòu)上臂6的孔63的中間部位的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)互相對(duì)稱的第一凸起64,支撐結(jié)構(gòu)下推桿11通過橫穿一對(duì)第一凸起64的軸與支撐結(jié)構(gòu)上臂6鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下推桿11可以隨支撐結(jié)構(gòu)上臂6的升降而擺動(dòng);支撐結(jié)構(gòu)上臂6的遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端設(shè)有第四u型開口62,支撐結(jié)構(gòu)上臂6通過橫穿第四u型開口62的軸與支撐結(jié)構(gòu)下臂13鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下臂13可以隨支撐結(jié)構(gòu)上臂6的升降而遠(yuǎn)離或者靠近地面。第三u型開口61的尺寸大于第四u型開口62。支撐結(jié)構(gòu)下臂13的位于驅(qū)動(dòng)輪4與履帶總成7之間設(shè)有一對(duì)相對(duì)稱的第二凸起131,支撐結(jié)構(gòu)下推桿11通過橫穿兩個(gè)第二凸起131的軸與支撐結(jié)構(gòu)下臂13鉸接,支撐結(jié)構(gòu)下臂13可以隨支撐結(jié)構(gòu)下推桿11的伸縮而遠(yuǎn)離或者靠近地面。
本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的使用原理為:設(shè)備在移動(dòng)時(shí),如圖3,如果遇到在翻越斷墻和溝渠時(shí),可變形為四足方式行進(jìn),支撐結(jié)構(gòu)上推桿5伸長(zhǎng),支撐結(jié)構(gòu)上臂6的靠近支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端向遠(yuǎn)離地面的方向運(yùn)動(dòng),支撐結(jié)構(gòu)下推桿11伸長(zhǎng),支撐結(jié)構(gòu)下臂13不與地面平行,履帶總成7離開地面,驅(qū)動(dòng)輪4著地,設(shè)備上部整體變高,此時(shí)由鎖死的動(dòng)力輪4觸地實(shí)現(xiàn)支撐,可以進(jìn)行慢速步態(tài)行進(jìn);
如圖4,如果遇到鋪裝路面時(shí),對(duì)動(dòng)力輪4解鎖,設(shè)備變形為動(dòng)力車輪行進(jìn),四足與動(dòng)力車輪運(yùn)動(dòng)的配合,設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)模式;
如圖5,如果遇到沙石、草地、泥濘路面時(shí),設(shè)備變形為履帶運(yùn)動(dòng)狀態(tài),支撐結(jié)構(gòu)上推桿5收縮,支撐結(jié)構(gòu)上臂6的靠近支撐結(jié)構(gòu)連接件3的一端向靠近地面的方向運(yùn)動(dòng),支撐結(jié)構(gòu)下推桿11收縮,支撐結(jié)構(gòu)下臂13與地面平行,驅(qū)動(dòng)輪4離開地面,履帶總成7著地,設(shè)備上部整體壓低,由履帶總成7著地驅(qū)動(dòng),動(dòng)力輪4通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)履帶總成驅(qū)動(dòng)輪10,實(shí)現(xiàn)了向履帶總成7的動(dòng)力傳遞。
本發(fā)明實(shí)施方式預(yù)留擴(kuò)展區(qū),可加裝各種功能模塊,例如多自由度機(jī)械臂,為組合成為軍用機(jī)器人和特種機(jī)器人提供了便利。
通過以上方式,本發(fā)明一種特種機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái),采用支撐的辦法解決作業(yè)過程設(shè)備平衡的問題,作業(yè)工具與底盤支承結(jié)構(gòu)同步調(diào)整,使設(shè)備可以操作達(dá)到自身重量的物品,因此設(shè)備不含配重,充分使用輕量化材料,使設(shè)備自重僅有幾十公斤,可以由兩名工作人員用拉桿箱運(yùn)載,改變了當(dāng)前市場(chǎng)上的產(chǎn)品重量過重需要專用車輛載運(yùn)的問題,而且能達(dá)到甚至超過數(shù)百公斤傳統(tǒng)機(jī)器人設(shè)備的工作能力,同時(shí)設(shè)備重心可以充分降低,高速行進(jìn)時(shí)可確保設(shè)備穩(wěn)定;采用可變形結(jié)構(gòu),通過四足、動(dòng)力輪、履帶復(fù)合運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)設(shè)備多種地面適應(yīng)性,作業(yè)功能多樣化,并且四足采用電動(dòng)推桿,與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)四足模式運(yùn)行減小能耗;噪音低,作業(yè)工具下藏,設(shè)備結(jié)構(gòu)可變形,具備隱蔽進(jìn)入目標(biāo)位置,調(diào)整設(shè)備及工具高度進(jìn)行偵查和其他作業(yè)的能力。