[發明專利]能適應復雜非結構化地形的巡檢機器人

有效

• 申請號: 201410065048.0
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103863424B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 胡凌燕;劉小平;熊鵬文;楊曉輝;辛勇;牛曉耕;李春泉
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065;B62D55/084
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及移動機器人領域，尤其是能適應復雜非結構化的巡檢機器人。

技術背景

隨著科學技術的發展，巡檢機器人正在逐步應用于生活的不同領域，如空間探測、排爆救援、事故檢測等。而履帶機器人因其獨特的穩定性和越障能力備受關注。目前典型的履帶式巡檢機器人可分為固定式履帶機器人和可變形式履帶機器人。固定式履帶機器人結構、控制簡單，但其越障能力差。可變形式履帶機器人可分為四履帶雙擺臂和六履帶四擺臂機器人，傳統的四履帶雙擺臂機器人越障和靈活性一般，不適用于對越障能力要求高的場合。六履帶四擺臂機器人越障能力強，機動靈活性高，但結構、控制復雜，能效轉換率低。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的問題，提供一種能適應復雜非結構化地形的巡檢機器人，該巡檢機器人的車體采用三角形結構，結構簡單，提高了機器人的越障能力，降低了控制難度。

本發明所采用的技術方案是：

它的基本結構由一個三角形車體、兩條主履帶、兩個擺臂及擺臂履帶組成；所述兩條主履帶由兩個前輪電機分別驅動，分別纏繞在車體兩側的三個輪子上，呈三角形；所述擺臂，其軸同時為車體后輪軸，兩個擺臂軸分別由兩個低速大轉矩電機獨立驅動；所述擺臂履帶纏繞在車體后輪及擺臂后輪上，并以車體后輪為驅動輪。

具體為：

能適應復雜非結構化地形的巡檢機器人，包括兩個三角形車體、兩條主履帶、兩條擺臂履帶、兩個前輪電機、兩個擺臂驅動電機、兩個前輪、兩個擺臂輪、兩個驅動輪、車體底板、兩個擺臂和兩個擺臂后輪；兩個三角形車體通過底板緊固連接；兩個前輪、兩個驅動輪、兩個擺臂輪、分別位于兩個三角形車體側面的三個角上；兩個驅動輪分別由兩個前輪電機驅動；兩條主履帶分別纏繞在前輪、驅動輪和擺臂輪上，組成主履帶裝置；擺臂與擺臂輪使用同一根軸，擺臂與擺臂軸連接固定，擺臂軸由擺臂電機驅動；兩條擺臂履帶分別纏繞在擺臂輪和擺臂后輪上組成后擺臂履帶裝置，擺臂輪由主履帶驅動，擺臂履帶由擺臂輪驅動；主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪連接，組成完整的履帶裝置。

工作時，所述主履帶與水平面夾角為銳角。

所述擺臂驅動電機為低速大轉矩自鎖的擺臂驅動電機。

本發明的車體采用三角形設計，與傳統的巡檢機器人相比有以下優點：機器人的三角形車體可以使機器人在遇到具有一定高度的障礙時直接越過障礙，簡化了對機器人的控制，結構簡單易于實現。兩條獨立驅動的后擺臂裝置能夠輔助機器人運動，提高穩定性。所述發明具有較強的爬坡、越障、上下樓梯能力以及運動穩定性。可以廣泛的應用于復雜地形、空間探測、排爆救援等場合。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明的整體結構俯視圖；

圖3為本發明的主履帶裝置示意圖；

圖4為本發明的后擺臂履帶裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細的描述。

實施例

參看圖1、2、3、4，這種能適應多種地形的巡檢機器人，由兩個個三角形車體1、兩條主履帶2、兩條擺臂履帶3、兩個前輪電機4、兩個擺臂驅動電機5、兩個前輪6、兩個擺臂輪7、兩個驅動輪8、車體底板9、兩個擺臂10和兩個擺臂后輪11組成。所述兩條主履帶2由兩個前輪電機4分別驅動，分別纏繞在三角形車體1兩側的位于車體三個角的前輪6、驅動輪8和擺臂輪7上，呈三角形組成主履帶裝置；所述兩條擺臂履帶3纏繞在擺臂輪7和擺臂后輪11上組成后擺臂履帶裝置，分別由兩個低速大轉矩自鎖的擺臂驅動電機5獨立驅動；所述主履帶裝置和后擺臂履帶裝置通過擺臂輪7連接，組成完整的履帶裝置，再與車體底板9緊固連接。

所述擺臂驅動電機為低速大轉矩自鎖的擺臂驅動電機；

所述主履帶2、擺臂履帶3采用工業雙面齒同步帶，質量輕強度高，相比金屬結構履帶和橡膠鏈結構履帶，減輕機器人重量提高機動性能，選用標準型號同步帶，方便替換，降低成本。

所述擺臂驅動電機5采用蝸輪蝸桿減速機構，滿足大減速比及自鎖的要求。

本發明能適應復雜非結構化地形的巡檢機器人在行駛過程中有三種模式。

在良好路況行駛時，后擺臂裝置升起，保證了較小的轉彎半徑，機器人由前輪電機4驅動，擺臂驅動電機5處于關閉狀態。前輪電機4帶動兩個前輪6轉動，同時前輪6帶動兩條主履帶2運行。在整個過程中兩個擺臂10都沒有轉動，由主履帶2為機器人前進提供動力。