[發(fā)明專利]全地形巡檢機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710474891.8
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107176218A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑩瑩;高新;袁濱成;關(guān)利東
• 申請（專利權(quán)）人: 北方智能裝備有限公司
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065;B62D55/075;B62D55/08
• 代理公司: 沈陽技聯(lián)專利代理有限公司21205
• 代理人: 張志剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全地形巡檢機器人，特別是涉及全地形巡檢機器人。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的巡檢任務(wù)要求值班人員每天定期對指定設(shè)備進行巡檢，采集大量的運行數(shù)據(jù)，工作十分繁瑣，勞動強度大，難免會出現(xiàn)疏忽或紕漏。因此有必要研發(fā)出一種巡檢機器人代替人工及時進行地面數(shù)據(jù)采集的操作，以減少工作人員的勞動強度，減少變電站事故的發(fā)生。

目前國內(nèi)研究的巡檢機器人主要有兩種類型，一類是為輪式結(jié)構(gòu)，對路面質(zhì)量要求較高，也因此導(dǎo)致其巡檢作業(yè)區(qū)域范圍受到極大限制。另一類履帶結(jié)構(gòu)的底盤方式，該類機器人對道路質(zhì)量要求低，由于其通過性高，因而實用性強，但是履帶結(jié)構(gòu)對于階梯地面無法實現(xiàn)越障，并在轉(zhuǎn)彎時，摩擦阻力太大，經(jīng)常出現(xiàn)脫帶現(xiàn)象，故障頻發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供全地形巡檢機器人，提供一種能適應(yīng)復(fù)雜地形的巡檢機器人，該巡檢機器人采用三角形驅(qū)動輪系履帶式結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)翻越障礙或樓梯的動作，并在轉(zhuǎn)彎時采用尖點位置與地面接觸，有效防止脫帶現(xiàn)象，并可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動，能夠在地面、雪地、雨水、樓梯、草地等惡劣地形實現(xiàn)全地形智能巡檢工作。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

全地形巡檢機器人，所述機器人包括機器人檢測裝置、云臺、三角形驅(qū)動輪系、無線天線、機器人本體；機器人檢測裝置包括保護密封罩、溫度傳感器、激光測距、指示燈、高清可見光攝像頭、聲音探頭、紅外探頭、電筒；云臺包括蝸輪蝸桿減速機、檢測裝置對接法蘭、加速齒輪組、旋轉(zhuǎn)電機、仰角電機；三角形驅(qū)動輪系上配有履帶，三角形驅(qū)動輪系連接電機；無線天線設(shè)有接受和發(fā)射信號裝置；機器人本體包括控制裝置和驅(qū)動裝置兩部分；三角形驅(qū)動輪系包括三角形驅(qū)動輪、履帶、花鍵軸、同步帶、同步帶輪、主電機驅(qū)動減速機、聯(lián)軸器、驅(qū)動前三角輪系電機、前進主電機、被動驅(qū)動減速機、驅(qū)動后三角輪系電機、前進輔電機；巡檢機器人直線行走時，前進主電機和前進輔電機與同步帶相連,連接到同步帶輪，花鍵軸連接履帶，驅(qū)動前三角輪系電機和驅(qū)動后三角輪電機與主電機驅(qū)動減速機及聯(lián)軸器相連，并與被動驅(qū)動減速機、三角形驅(qū)動輪相連；前三角輪系電機和驅(qū)動后三角輪電機相連，并連接主電機驅(qū)動減速機及聯(lián)軸器與被動驅(qū)動減速機相連；驅(qū)動減速機和被動驅(qū)動減速機與輸出軸連接驅(qū)動三角輪系，并與支撐板相連。

所述的全地形巡檢機器人，所述三角形驅(qū)動輪包括驅(qū)動同步帶輪、履帶、同步帶、驅(qū)動三角輪系、支撐板、惰輪、花鍵同步帶輪。

所述的全地形巡檢機器人，所述花鍵同步帶輪連接花鍵軸、同步帶及履帶與惰輪相連.

所述的全地形巡檢機器人，所述花鍵軸連接履帶，并與前進主電機連接同步帶、同步帶輪。

所述的全地形巡檢機器人，所述花鍵軸連接履帶，并與前進輔電機與同步帶、同步帶輪相連。

本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：

本發(fā)明所三角形驅(qū)動輪系的基本結(jié)構(gòu)是由四個旋轉(zhuǎn)三角形驅(qū)動輪組成，每個三角形驅(qū)動輪上配有履帶。四條三角形驅(qū)動輪，前面兩個為一個電機驅(qū)動，后面兩個為一個電機驅(qū)動。每個輪上的履帶為行走動力，行走動力為左面兩條履帶為一個電機驅(qū)動，右面兩條履帶為一個電機驅(qū)動。工作時，履帶與水平面平行接觸。采用三角形驅(qū)動輪系，可以使機器人在遇到一定高度的障礙時直接越過障礙。在通過樓梯時三角形驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動與樓梯做切線運動，履帶完成上樓梯動作。在轉(zhuǎn)彎過程中，三角形驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動使得三角形尖點位置與地面接觸，減少與地面的大面積摩擦避免傳統(tǒng)履帶機構(gòu)脫離履帶情況，并可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動。本發(fā)明簡化了對機器人的控制，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)，車體的輪系采用前后雙驅(qū)動，履帶選擇左右驅(qū)動，滿足正常行駛。具有較強的爬坡、越障、上下樓梯、避免傳統(tǒng)履帶不能原地旋轉(zhuǎn)運動、易脫帶等現(xiàn)象、同時該結(jié)構(gòu)運動穩(wěn)定成本低。巡檢機器人采用三角形驅(qū)動輪系履帶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，對道路質(zhì)量要求低，其通過性高，實用性強，轉(zhuǎn)彎時采用尖點位置與地面接觸，有效防止脫帶現(xiàn)象，并可實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動，提高了機器人的越障能力，降低了故障率，實現(xiàn)全地形智能巡檢工作。可以廣泛的應(yīng)用于復(fù)雜地形的電力巡檢、空間探測、排爆救援等場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本發(fā)明機器人檢測裝置視圖；

圖3為本發(fā)明云臺視圖；

圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)彎時側(cè)視圖；

圖5為本發(fā)明三角形驅(qū)動輪系工作視圖；

圖6為本發(fā)明三角形驅(qū)動輪視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明的全地形巡檢機器人，如圖1所示，包括機器人檢測裝置1、云臺2、三角形驅(qū)動輪系3、無線天線4、機器人本體 5組成；如圖2所示，機器人檢測裝置包括保護密封罩6、遠距離溫度傳感器7、激光測距儀8、指示燈9、高清可見光攝像頭10、高靈敏度拾音探頭11、紅外探頭12、電筒13等組成；如圖3所示，云臺由蝸輪蝸桿減速14、與檢測裝置對接法蘭15、加速齒輪組16、旋轉(zhuǎn)電機17、仰角電機18等組成。本發(fā)明的全地形巡檢機器人，控制裝置由電器元件、驅(qū)動器、控制器、電源、無線發(fā)射接收器、保護電路組成。根據(jù)檢測點的位置要求控制云臺調(diào)整角度，使檢測裝置對準檢測點；如圖4所示，轉(zhuǎn)彎過程中，三角形驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動使得三角形驅(qū)動輪尖點位置與地面接觸，減少與地面的大面積摩擦，可實現(xiàn)原地旋轉(zhuǎn)運動，避免履帶機構(gòu)脫離履帶現(xiàn)象；如圖5所示，三角形驅(qū)動輪系包括三角形驅(qū)動輪19、26、35、45、履帶20、27、36、44、花鍵軸21、25、37、43、同步帶22、30、32、41、同步帶輪23、24、33、42、主電機驅(qū)動減速機28、46、聯(lián)軸器29、39、驅(qū)動前三角輪系電機47、前進主電機31、被動驅(qū)動減速機34、48、驅(qū)動后三角輪系電機40、前進輔電機38等組成。巡檢機器人直線行走時，前進主電機31和前進輔電機38同時正轉(zhuǎn)，同步帶22、30、32、41轉(zhuǎn)動,傳遞到同步帶輪23、24、33、42，帶動花鍵軸21、25、37、43傳動到履帶20、27、36、44使巡檢機器人直線行駛；翻越障礙和樓梯時，驅(qū)動前三角輪系電機47和驅(qū)動后三角輪電機40同時或者差速轉(zhuǎn)動，帶動主電機驅(qū)動減速機28、46，傳動到聯(lián)軸器29、39，傳動到被動驅(qū)動減速機34、48，使三角形驅(qū)動輪19、26、35、45轉(zhuǎn)動，與障礙物或樓梯做切線運動，同時巡檢機器人直線行走從而完成機器人翻越障礙或樓梯動作；巡檢機器人轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動前三角輪系電機47和驅(qū)動后三角輪電機40同時轉(zhuǎn)動，帶動主電機驅(qū)動減速機28、46，傳動到聯(lián)軸器29、39，傳動到被動驅(qū)動減速機34、48，使三角形驅(qū)動輪19、26、35、45轉(zhuǎn)動，三角形驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動使得三角形驅(qū)動輪尖點位置與地面接觸，減少與地面的大面積摩擦，可實現(xiàn)原地旋轉(zhuǎn)運動，避免履帶機構(gòu)脫離履帶現(xiàn)象；原地旋轉(zhuǎn)時，前進主電機31正轉(zhuǎn)，帶動同步帶30、32轉(zhuǎn)動,傳遞到同步帶輪24、33，帶動花鍵軸25、37，傳動到履帶27、36使巡檢機器人慢速轉(zhuǎn)彎。于此同時前進輔電機38反轉(zhuǎn)，帶動同步帶22、41轉(zhuǎn)動,傳遞到同步帶輪23、42，帶動花鍵軸21、43，傳動到履帶20、44使巡檢機器人原地快速旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，三角形驅(qū)動輪由驅(qū)動同步帶輪49、履帶50、同步帶51、驅(qū)動三角輪系52、支撐板53、惰輪54、56、花鍵同步帶輪55組成。在直線行走運動時由圖5中花鍵軸21、25、37、43傳遞到花鍵同步帶輪55上，經(jīng)由同步帶51傳遞到同步帶輪49上，帶動履帶50轉(zhuǎn)動經(jīng)由惰輪54、56，完成履帶整周運動實現(xiàn)機器人前進動作。翻越障礙和樓梯時，由圖5中驅(qū)動減速機28、46和被動驅(qū)動減速機34、48輸出軸帶動驅(qū)動三角輪系52轉(zhuǎn)動，同時支撐板53也隨之轉(zhuǎn)動，使三角形驅(qū)動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，與障礙物或樓梯做切線運動，完成翻越障礙和樓梯動作。