[發明專利]具有自適應能力的輪腿形態可重構式偵察機器人

在審

• 申請號: 202011295930.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112455565A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 趙永生;張碩;秦詩澤;馬辰昊;高煒驊;王迎賓;姚建濤;劉曉飛;田宇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 孫建

本發明提供公開一種具有自適應能力的輪腿形態可重構式偵察機器人，其包括固定裝置、輪腿裝置和檢測裝置；固定裝置包括頂蓋、模塊支撐架和底殼；頂蓋對機器人起到保護作用；模塊支撐架位于頂蓋的正下方，架上載有檢測裝置與多種傳感器；輪腿裝置包括傳動組件、變形控制組件以及變形輪，輪腿裝置可以完成偵察機器人由輪態到腿態的相互轉換；檢測裝置包括攝像頭、聲音采集器、溫度濕度傳感器與WIFI模塊；該機器人具有快速越障能力和實施偵察能力，并且實施方式穩定且可靠性高，在較多領域應用廣泛，可應用于災后的偵察工作。

技術領域

本發明涉及消防機器人技術領域，特別是涉及一種具有自適應能力的輪腿形態可重構式偵察機器人。

背景技術

隨著各種化工企業、城市建筑等不斷增多，因化學危險品而引發的爆炸燃燒的安全隱患也不斷增加。這些危險安全事故的發生，影響著人身安全。在一些救災現場，不僅要面對很多未知情況，而且由于消防員自身裝戴的防護設備和環境的復雜性，這大大增加了消防人員的施救難度。在沒有對事故現場進行充分的偵察和分析的情況下，消防人員直接進入事故現場，不僅僅不能高效率地展開營救行動，反而自身的安全也不能得到充分保障。因此，研發偵察機器人代替消防人員或者其他人員進入事故現場或者危險地方進行偵察并返回偵察數據是非常有必要的。

機器人的行走機構對其自身的越障性能和機動性能有著直接的影響，目前機器人的行走機構大致可以分為：腿足式、履帶式、輪式和輪腿式四類。不同的行走機構擁有不同的特點，腿足式的行走機構越障性能比較好，但是速度偏低；輪式的機器人行駛速度較高，但是越障能力不夠；履帶式的行走機構，擁有不錯的越障性能和行駛速度，但是能耗偏高；輪腿式的行走機構兼顧了輪式機構和腿式機構的特點，同時具備不錯的移動能力和良好的越障性能，并且相對而言，能耗較低。因此輪腿式行走機構的機器人具有重要的研究意義，引起了國內外學者的重視。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有自適應能力的輪腿形態可重構式偵察機器人，可以有效地應對較為復雜的地面環境情況，輪腿式的行走機構兼顧輪式機構和腿式機構的特點，快速實現輪腿形態的變化，具有快速越障能力和實時偵察能力。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：一種具有自適應能力的輪腿形態可重構式偵察機器人，其包括固定裝置和輪腿裝置，所述輪腿裝置分別設置在所述固定裝置的兩側；

所述固定裝置包括頂蓋、模塊支撐架和底殼；所述頂蓋為起到保護作用的保護殼；所述模塊支撐架設有安裝槽位，通過連接件插入所述安裝槽位，實現與檢測裝置的連接；所述底殼的兩側沿中心面成對稱分布，底殼上設有用于安裝電池的電池槽；底殼的兩側開有通孔，用于安裝電磁鐵和電機傳動軸；底殼的中心部位安裝有控制板；

所述輪腿裝置包括傳動組件、變形控制組件以及變形輪；所述傳動組件包括電機、電機支座、聯軸器、圓螺母、止動墊片、滾動軸承和傳動軸；所述電機通過電機支座固定在底殼上，傳動軸通過聯軸器傳遞電機動力至第一固定蓋上，所述軸承作用為減輕傳動軸轉動帶來的摩擦力，與止動墊片無間隙連接；所述變形控制組件主要包括電磁鐵；所述電磁鐵的左側固定在底殼的支撐架上，所述電磁鐵的右側吸附到磁環上；所述磁環安裝在第一固定蓋的凹槽內；所述變形輪包括第一固定蓋、第二固定蓋、變形連桿組和輪殼，所述第一固定蓋的左側具有凹槽和第二通孔，通過第五連接件組將磁鐵環固定在所述凹槽中，所述第一固定蓋的右側具有第一通孔，為所述變形連桿組提供連接位置；所述第二固定蓋中間位置具有四個通孔，通過第八連接件組與法蘭盤裝配在一起；第二固定蓋設有呈圓周陣列分布的三個弧形的限位槽以及在最外側位置設有三個安裝通孔，為變形連桿組提供安裝位置；