兩輪機器人拋投艙的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人技術和航空航天領域。特別涉及到一種輪式機器人拋投艙機構。
【背景技術】
[0002]以地震救災、核化泄漏以及特殊地區(qū)偵察等為應用背景。由于區(qū)域內環(huán)境未知，要求該機構能夠在預定地點上空將兩輪式機器人準確無誤地投放于預定地點用于信息采集工作。在上述情況下，為了能夠及時、有效、可靠的的獲取災難后的環(huán)境信息，需要拋投多個兩輪式機器人，且能夠實現(xiàn)同時拋投或單個分別拋投等功能。
[0003]為了實現(xiàn)上述功能，便于搭載在飛行器上，需要設計一種模塊化的拋投艙，這種拋能夠對兩輪式機器人拋投動作獨立控制，加速機器人出艙動作，減少機器人在飛機起飛，拋投艙開艙中所受的沖擊，使機器人能夠在承受極小沖擊力的情況下著陸，進行探測任務。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明在于提供了一種模塊化的兩輪式機器人拋投艙機構，給出了一種簡單易用的實施方案。本發(fā)明采用下述技術方案實現(xiàn)。
[0005]一種兩輪式機器人拋投艙機構，包括艙門、緊定螺釘、卡箍、傳動軸、艙體、軸套托、彈簧門、緊定螺釘、艙門套筒、軸托、電機固定架、電機、頂板、兩輪式機器人、降落傘托、彈簧、軸套、軸套托固定板、圓柱銷、滾子、聯(lián)軸器等。其中所述頂板通過緊固件、軸套托固定板通過卡箍固定在艙體上。軸托固定在頂板上，軸套托固定在軸套托固定板上。軸托、軸套托對傳動軸進行支撐，兩者之間裝自潤滑的軸套，減小兩者間的摩擦。艙門、艙門套筒通過緊釘螺固定在傳動軸上，裝入兩輪機器人時，分別對機器人，降落傘托進行支撐。艙門和機器人接觸面裝有滾子，圓柱銷穿過滾子中心，固定在艙門上。電機固定在電機架上，通過聯(lián)軸器和傳動軸相連。電機架固定在頂板上。彈簧位于艙體內，固定在頂板上，彈簧的另一端和降落傘托固定。降落傘位于降落傘托中，降落傘托與兩輪式機器人之間通過彈簧門隔開，確保在關閉艙門時彈簧的力不能作用在兩輪式機器人上，從而減輕了艙門的負重。
[0006]根據以上技術方案所述拋投艙，其中艙體為碳纖維圓筒，其內壁光滑無凸起，保證了兩輪式機器人的安全出艙。另一方面，碳纖維在滿足拋投艙性能要求的條件下能夠減輕艙體質量，減小掛載在飛機上的質量。
[0007]根據以上技術方案所述拋投艙，其中降落傘為定制降落傘，其結構根據兩輪式機器人參數及工況設計，采用先進材料，能夠在空中快速開傘，按預設的落地速度使機器人著陸，同時能適應較為苛刻的環(huán)境條件。
[0008]根據以上技術方案所述拋投艙，其中艙門為一扇形結構，與機器人接觸面裝有滾子，轉軸為圓柱銷，當艙門在傳動軸的驅動下轉動時，滾子在接觸面間滾動，減小艙門與機器人之間的摩擦力，實現(xiàn)開艙都動作。在完成開艙動作后，艙門可以在傳動軸的驅動下回到初始狀態(tài)，在避免降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機或艙門發(fā)生纏繞的同時，防止和其他機器人的拋投過程發(fā)生干擾，消除安全隱患。
[0009]根據以上技術方案所述拋投艙，其中彈簧能夠使機器人和其他設備在拋投艙中可靠定位，并能減小因飛機起飛、飛行中的震動施加在機器人上沖擊，保護機器人不受損害。在艙門打開瞬間，彈簧釋放能量，給予兩輪式機器人足夠的出艙速度，加速出艙過程，避免機器人和降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機或艙門發(fā)生纏繞碰撞，消除安全隱患。
[0010]根據以上技術方案所述拋投艙，其中降落傘懸掛于兩輪是機器人上，在艙體內位于兩輪式機器人和彈簧之間，并用降落傘托定位，以防降落傘在艙體歪斜錯位，妨礙機器人正常出艙。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
[0012]1.拋投艙為模塊化設計，更有利于搭載在無人機或其他飛行器上；
[0013]2.采用簡單的結構形式解決了兩輪式機器人在拋投艙內的定位、減振等問題；
[0014]3.給予兩輪式機器人適合的出艙速度，實現(xiàn)形式簡單可靠；
[0015]4.多個拋投艙可進行獨立或同時控制；
[0016]5.結構簡單可靠，安裝方便，成本低廉，方便維修；
【附圖說明】
[0017]圖1是兩輪式機器人拋投艙結構示意圖
[0018]圖2是兩輪式機器人拋投艙內部結構示意圖
[0019]圖3是傳動設備與卡箍連接處的剖視圖
[0020]圖4是特制艙門結構示意圖圖5是電機安裝示意圖
[0021]其中附圖中標記含義如下:
[0022]1、艙門2、緊定螺釘3、卡箍4、傳動軸5、艙體6、軸套托7、彈簧門8、緊定螺釘9、艙門套筒10、軸托11、電機固定架12、電機13、頂板14、兩輪式機器人15、降落傘托16、彈簧17、軸套18、軸套托固定板19、圓柱銷20、滾子21、聯(lián)軸器
【具體實施方式】
[0023]結合附圖1-4對本發(fā)明技術方案做進一步說明。
[0024]如圖1-4所示，該拋投艙由艙門1、緊定螺釘2、卡箍3、傳動軸4、艙體5、軸套托6、彈簧門7、緊定螺釘8、艙門套筒9、軸托10、電機固定架機11、電機12、頂板13、兩輪式機器人14、降落傘托15、彈簧16、軸套17、軸套托固定板18、圓柱銷19、滾子20、聯(lián)軸器21等組成。其中所述頂板通過緊固件、軸套托固定板通過卡箍固定在艙體上。軸托固定在頂板上，軸套托固定在軸套托固定板上。軸托、軸套托對傳動軸進行支撐，兩者之間裝自潤滑的軸套，減小兩者間的摩擦。艙門、艙門套筒通過緊釘螺固定在傳動軸上，裝入兩輪機器人時，分別對機器人，降落傘托進行支撐。艙門和機器人接觸面裝有滾子，圓柱銷穿過滾子中心，固定在艙門上。電機固定在電機架上，通過聯(lián)軸器和傳動軸相連。電機架固定在頂板上。彈簧位于艙體內，固定在頂板上，彈簧的另一端和降落傘托固定。降落傘位于降落傘托中，降落傘托與兩輪式機器人之間通過彈簧門隔開，確保在關閉艙門時彈簧的力不能作用在兩輪式機器人上，從而減輕了艙門的負重。
[0025]電機和外置電源、PLC控制箱相連。裝入兩輪式機器人后，PLC控制箱驅動電機，艙門關閉。到達指定區(qū)域后，PLC發(fā)出開艙指令，驅動電機帶動傳動軸轉動，艙門和彈簧門同時打開。在艙門打開的在艙門打開瞬間，彈簧釋放能量，給予兩輪式機器人足夠的出艙速度，加速出艙過程，避免機器人和降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機發(fā)生纏繞碰撞，消除安全隱患。兩輪式機器人出艙后，電機驅動傳動軸轉動，艙門復位，在避免降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機發(fā)生纏繞的同時，防止和其他機器人的拋投過程發(fā)生干擾。
[0026]彈簧及降落傘托能夠使機器人和其他設備在拋投艙中可靠定位，并能減小因飛機起飛、飛行中的震動施加在機器人上沖擊，保護機器人不受損害。彈簧的參數根據機器人人的實際工況進行設計，并進行了模擬實驗驗證，也可以采用多個彈簧的結構形式。
[0027]艙門為一扇形結構，與機器人接觸面裝有滾子，轉軸為圓柱銷，當艙門在傳動軸的驅動下轉動時，滾子在接觸面間滾動，減小艙門與機器人之間的摩擦力，使開艙動作更加順暢。本發(fā)明以艙門的轉動中心為中心，在徑向布置了五個圓柱滾子，也可以布置多列滾子。
【主權項】
1.一種兩輪式機器人拋投艙機構，包括艙門、緊定螺釘、卡箍、傳動軸、艙體、軸套托、彈簧門、緊定螺釘、艙門套筒、軸托、電機固定架、電機、頂板、兩輪式機器人、降落傘托、彈簧、軸套、軸套托固定板、圓柱銷、滾子、聯(lián)軸器等。其中所述頂板通過緊固件、軸套托固定板通過卡箍固定在艙體上。軸托固定在頂板上，軸套托固定在軸套托固定板上。軸托、軸套托對傳動軸進行支撐，兩者之間裝自潤滑的軸套，減小兩者間的摩擦。艙門、艙門套筒通過緊釘螺固定在傳動軸上，裝入兩輪機器人時，分別對機器人，降落傘托進行支撐。艙門和機器人接觸面裝有滾子，圓柱銷穿過滾子中心，固定在艙門上。電機固定在電機架上，通過聯(lián)軸器和傳動軸相連。電機架固定在頂板上。彈簧位于艙體內，固定在頂板上，彈簧的另一端和降落傘托固定。降落傘位于降落傘托中，降落傘托與兩輪式機器人之間通過彈簧門隔開，確保在關閉艙門時彈簧的力不能作用在兩輪式機器人上，從而減輕了艙門的負重。2.根據權利要求1所述拋投艙，其特征在于，艙體為碳纖維圓筒，其內壁光滑無凸起，保證了兩輪式機器人的安全出艙。另一方面，碳纖維在滿足拋投艙性能要求的條件下能夠減輕艙體質量，減小掛載在飛機上的質量。3.根據權利要求1所述拋投艙，其特征在于，降落傘為定制降落傘，其結構根據兩輪式機器人參數及工況設計，采用先進材料，能夠在空中快速開傘，按預設的落地速度使機器人著陸，同時能適應較為茍1刻的環(huán)境條件。4.根據權利要求1所述拋投艙，其特征在于，艙門為一扇形結構，與機器人接觸面裝有滾子，轉軸為圓柱銷，當艙門在傳動軸的驅動下轉動時，滾子在接觸面間滾動，減小艙門與機器人之間的摩擦力，實現(xiàn)開艙都動作。在完成開艙動作后，艙門可以在傳動軸的驅動下回到初始狀態(tài)，在避免降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機或艙門發(fā)生纏繞的同時，防止和其他機器人的拋投過程發(fā)生干擾，消除安全隱患。5.根據權利要求1所述拋投艙，其特征在于，彈簧能夠使機器人和其他設備在拋投艙中可靠定位，并能減小因飛機起飛、飛行中的震動、空中猛烈氣流施加在機器人上沖擊，保護機器人不受損害。在艙門打開瞬間，彈簧釋放能量，給予兩輪式機器人足夠的出艙速度，加速出艙過程，避免機器人和降落傘因飛機周圍氣流影響與飛機發(fā)生纏繞碰撞，消除安全隱患。6.根據權利要求1所述拋投艙，其特征在于，降落傘懸掛于兩輪是機器人上，在艙體內位于兩輪式機器人和彈簧之間，并用降落傘托定位，以防降落傘在艙體歪斜錯位，妨礙機器人正常出艙。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兩輪式機器人拋投艙機構，該機構包括艙門、緊定螺釘、卡箍、傳動軸、艙體、軸套托、彈簧門、緊定螺釘、艙門套筒、軸托、電機固定架、電機、頂板、兩輪式機器人、降落傘托、彈簧、軸套、軸套托固定板、圓柱銷、滾子、聯(lián)軸器等。驅動電機帶動傳動軸轉動，艙門和彈簧門同時打開。在艙門打開的在艙門打開瞬間，彈簧釋放能量，給予兩輪式機器人足夠的出艙速度，加速出艙過程，機器人出艙。本發(fā)明實現(xiàn)了模塊化設計，便于飛機搭載，可獨立控制，體積小、重量輕，尤其適用于需要檢測但人無法靠近的特殊區(qū)域。
【IPC分類】B64D1/02
【公開號】CN105035324
【申請?zhí)枴緾N201510406533
【發(fā)明人】高峻峣, 趙靖超, 張偉民, 黃強, 劉軼, 趙方舟, 石選陽, 李月, 張連存, 李鑫, 陸豪健, 徐喆, 曹浩翔
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月12日