[發(fā)明專利]基于周轉(zhuǎn)輪系的輪槳腿復(fù)合構(gòu)型兩棲機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410066593.1
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103802621B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬書根;孫翊;蒲華燕;張磊
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海藝自動化技術(shù)有限公司
• 主分類號: B60F3/00
• 分類號: B60F3/00;B62D57/028;B60B19/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，具體的說，涉及一種適用于復(fù)雜兩棲環(huán)境的復(fù)合構(gòu)型機(jī)器人。

背景技術(shù)

地震、火災(zāi)、海嘯等災(zāi)難發(fā)生后，在惡劣的兩棲環(huán)境中搜尋幸存者，并給予必要的醫(yī)療救助是救援人員面臨的緊迫任務(wù)。由于災(zāi)難現(xiàn)場的情況復(fù)雜，在救援人員自身安全得不到保證的情況下，很難進(jìn)入現(xiàn)場開展救援工作。另外，廢墟中空間狹小，搜救人員和搜救犬也都無法進(jìn)入。此時，災(zāi)難搜救機(jī)器人可以很好的解決以上問題。

災(zāi)難搜救機(jī)器人是一個新興的研究領(lǐng)域，其使用環(huán)境的特殊性對機(jī)器人硬件和軟件兩方面都提出了更高的要求，目前在該領(lǐng)域仍存在很多需要不斷探索的技術(shù)難題。

就機(jī)械結(jié)構(gòu)來講，移動性是兩棲機(jī)器人完成搜救工作的決定因素。機(jī)器人移動平臺應(yīng)該能夠在惡劣的兩棲環(huán)境中靈活地行動，能夠翻越障礙，穿越泥濘的道路，潛水游泳等，且機(jī)器人的移動不應(yīng)對周圍不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，以免發(fā)生二次坍塌或爆炸等。此外，機(jī)器人還應(yīng)該具備適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，具有防水、防沙、耐高溫等能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供過一種移動性能高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動性能精確的基于周轉(zhuǎn)輪系的輪槳腿復(fù)合構(gòu)型兩棲機(jī)器人。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于周轉(zhuǎn)輪系的輪槳腿復(fù)合構(gòu)型兩棲機(jī)器人，包括機(jī)架、輪槳腿裝置、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，機(jī)架的兩側(cè)對稱設(shè)置有四個獨(dú)立的輪槳腿裝置，驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)傳動系統(tǒng)與輪槳腿裝置相連；輪槳腿裝置包括周轉(zhuǎn)輪系、槳腿裝置和外輪，驅(qū)動系統(tǒng)包括三個獨(dú)立的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)均與控制系統(tǒng)相連，由控制系統(tǒng)控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

槳腿裝置包括槳軸、鉸鏈裝置和槳葉，四個槳葉分別安裝在四個槳連接塊上，四個槳連接塊同軸安裝在槳軸上，鉸鏈裝置有四組，每組鉸鏈裝置由兩個鉸鏈構(gòu)成，兩個鉸鏈被平行連接固定，四組鉸鏈裝置均布在外輪上，四個槳葉分別穿入四組鉸鏈裝置中間；

周轉(zhuǎn)輪系包括行星輪、行星架、行星輪軸和齒圈座，齒圈座為環(huán)形，齒圈座內(nèi)部設(shè)置有齒圈，齒圈兩側(cè)設(shè)置有行星架，行星輪由中心輪和對稱設(shè)置在中心輪兩側(cè)的兩個分輪組成，中心輪與兩個分輪嚙合，兩個分輪與齒圈嚙合，中心輪連接到中心輪軸，兩個分輪中的任一分輪經(jīng)行星輪軸連接到槳葉連接板，行星架上設(shè)置有行星輪軸孔，行星輪軸穿過行星輪軸孔，槳葉連接板連接有槳軸；

傳動系統(tǒng)包括中心輪軸，中心輪軸上設(shè)置有三組同步帶輪驅(qū)動組，同步帶輪驅(qū)動組包括同步帶輪組，圍繞同步帶輪組設(shè)置有同步帶，同步帶輪組包括兩個同步帶輪，一個同步帶輪設(shè)置在中心輪軸上，另一個同步帶輪經(jīng)聯(lián)軸器與驅(qū)動電機(jī)的動力輸出軸相連，即中心輪軸上依次設(shè)置有三個同步帶輪；三組同步帶輪驅(qū)動組中與驅(qū)動電機(jī)相連的同步帶輪還分別經(jīng)同步帶連接到中心輪、齒圈座和外輪。

優(yōu)選的是：每組同步帶輪驅(qū)動組上均設(shè)置有角位移傳感器，角位移傳感器經(jīng)信號傳輸系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連。

優(yōu)選的是：行星架與齒圈座的連接處設(shè)置有O型密封圈。

優(yōu)選的是：行星輪軸與行星輪軸孔之間設(shè)置有O型密封圈。

優(yōu)選的是：中心輪軸外設(shè)置有套筒，三組同步帶輪中，每組中均有一個同步帶輪設(shè)置在套筒上，中心輪軸與套筒的連接處設(shè)置有O型密封圈。

優(yōu)選的是：機(jī)架上設(shè)置有主軸承座、底板和三組安裝機(jī)構(gòu)、，每組安裝機(jī)構(gòu)包括機(jī)架內(nèi)板、機(jī)架外板、立柱、電機(jī)安裝板，驅(qū)動電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板上，立柱連接電機(jī)安裝板和機(jī)架內(nèi)板，另一個同步帶輪設(shè)置在電機(jī)安裝板和機(jī)架內(nèi)板之間。

優(yōu)選的是：與中心輪相連的同步帶輪與同一同步帶輪組中與驅(qū)動電機(jī)相連的同步帶輪的傳動比為1∶1。

優(yōu)選的是：與齒圈座相連的同步帶輪與同一同步帶組中與驅(qū)動電機(jī)相連的同步帶輪的傳動比為2∶1。

優(yōu)選的是：與外輪相連的同步帶輪與同一同步帶組中與驅(qū)動電機(jī)相連的同步帶輪的傳動比為1∶1。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)該兩棲機(jī)器人擯棄了齒輪傳動和鏈傳動方式，采用同步帶傳動方式，便于布置，提高了傳動精度，減少了整機(jī)重量。

(2)槳軸安裝在槳葉連接板上，槳葉連接板安裝在行星輪的分輪上，調(diào)整槳葉連接板和行星輪分輪之間的夾角以及外輪的轉(zhuǎn)動，可以控制槳葉相對于外輪的位置，即調(diào)整槳葉連接板和行星輪分輪之間的夾角成180度以使得槳軸接近外輪，此時轉(zhuǎn)動外輪并使得槳葉鉸鏈接近槳軸，這時，此鉸鏈裝置所對應(yīng)的槳葉被完全伸出外輪，而位于外輪圓周上與此槳葉相對位置的槳葉被完全收回到外輪內(nèi)部。