[發(fā)明專利]一種輻射環(huán)境下的偵測作業(yè)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110044819.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN112894748B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志剛;馮常;張遠(yuǎn);梁平華;竇普;高永明;廖禮斌;張閏;陳志波;吳國強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B25J5/00
• 分類號(hào): B25J5/00;B25J9/14;B25J15/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

1.一種輻射環(huán)境下的偵測作業(yè)機(jī)器人，其特征是：包括履帶底盤車體(1)、車身載體(2)、機(jī)械臂(3)、工具頭自動(dòng)更換器(4)、多種專用工具頭(5)、液壓支腿(6)、液壓動(dòng)力系統(tǒng)和輔助圖像照明系統(tǒng)；所述履帶底盤車體(1)的兩組履帶獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，前后設(shè)有可伸縮的液壓支腿(6)；所述車身載體(2)內(nèi)部安裝液壓動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，在車身載體(2)前后安裝有全景攝像頭和照明裝置，車身載體(2)可相對(duì)履帶底盤車體(1)360°旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)械臂(3)安裝在車身載體(2)上，具有4個(gè)獨(dú)立可控的活動(dòng)關(guān)節(jié)；工具頭自動(dòng)更換器(4)安裝在機(jī)械臂(3)末端，用于搭載多種專用工具頭(5)執(zhí)行各種遠(yuǎn)程操作任務(wù)；所述液壓支腿(6)包括前后兩組，安裝在履帶底盤車體(1)上，機(jī)器人在執(zhí)行重載任務(wù)且履帶底盤車體(1)無需移動(dòng)時(shí)，由液壓支腿(6)支撐機(jī)器人；

所述履帶底盤車體(1)由兩組主動(dòng)鏈輪(7)、兩組液壓馬達(dá)(8)、縱梁(9)、車身轉(zhuǎn)臺(tái)(10)、支腿架(11)、兩組行走履帶(12)、履帶導(dǎo)向輪(13)、橫梁車身(14)、多組支重輪(15)和中央回轉(zhuǎn)接頭(16)組成；所述主動(dòng)鏈輪(7)安裝在液壓馬達(dá)(8)的減速箱輸出軸上，所述液壓馬達(dá)(8)安裝在橫梁車身(14)上；所述縱梁(9)安裝在橫梁車身(14)的橫梁上，在縱梁(9)中間安裝有車身轉(zhuǎn)臺(tái)(10)，兩端分別都有支腿架(11)；所述行走履帶(12)包含兩組，分布在履帶底盤車體(1)兩側(cè)，行走履帶(12)中間設(shè)有等間隔的通孔，與主動(dòng)鏈輪(7)嚙合，行走履帶(12)中間設(shè)有軌道槽，與履帶導(dǎo)向輪(13)、主動(dòng)鏈輪(7)配合定位；所述中央回轉(zhuǎn)接頭(16)安裝在縱梁(9)上，與車身轉(zhuǎn)臺(tái)(10)同軸；

所述車身載體(2)包括密封式車身外殼(17)、車身回轉(zhuǎn)馬達(dá)(18)、電動(dòng)液壓泵(19)、液壓油箱(20)、自動(dòng)卷線盤(21)、遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)(22)、傳感系統(tǒng)(23)、云臺(tái)相機(jī)(24)、液壓閥組件(25)、前視雙目相機(jī)(26)和回轉(zhuǎn)底板(27)組成；所述密封式車身外殼(17)為全密封設(shè)計(jì)，機(jī)器人內(nèi)部空間與外部環(huán)境完全分隔開，前端中部內(nèi)凹，兩側(cè)對(duì)稱；車身回轉(zhuǎn)馬達(dá)(18)安裝在密封式車身外殼(17)上，輸出軸設(shè)有與車身轉(zhuǎn)臺(tái)(10)相嚙合的齒輪；電動(dòng)液壓泵(19)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)和油泵組成；所述自動(dòng)卷線盤(21)安裝在密封式車身外殼(17)的尾部，機(jī)器人行進(jìn)時(shí)，自動(dòng)卷線盤(21)根據(jù)機(jī)器人行走速度和距離自動(dòng)收放后端線纜；遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)(22)、傳感系統(tǒng)(23)、云臺(tái)相機(jī)(24)安裝在車身載體(2)頂部；

所述機(jī)械臂(3)主要由第一搖臂(28)、第一油缸(29)、第二搖臂(30)、第二油缸(31)、第三搖臂(32)、第三油缸(33)、第四油缸34、第一末端連桿(35)和第二末端連桿(36)組成；第一搖臂(28)一端通過鉸鏈連接在車身載體(2)上，第一油缸(29)一端連接在車身載體(2)上，另一端連接在第一搖臂(28)上，第一油缸(29)控制第一搖臂(28)的擺動(dòng)；第二搖臂(30)和第二油缸(31)的一端連接在第一搖臂(28)上，第二油缸(31)控制第二搖臂(30)的擺動(dòng)；第三搖臂(32)和第三油缸(33)同理；第四油缸(34)一端連接第三搖臂(32)，另一端連接第一末端連桿(35)，所述第一末端連桿(35)一端連接在第三搖臂(32)上，另一端與第二末端連桿(36)連接；

所述工具頭自動(dòng)更換器(4)由機(jī)械臂連接架(37)、密封外罩(38)、旋轉(zhuǎn)電液滑環(huán)(39)、中空轉(zhuǎn)軸(40)、工具卡頭(41)、伸縮油缸(42)、齒圈(43)和工具回轉(zhuǎn)馬達(dá)(44)組成；機(jī)械臂連接架(37)上設(shè)有與第三搖臂(32)、第二末端連桿(36)末端連接的銷孔；旋轉(zhuǎn)電液滑環(huán)(39)由外環(huán)和內(nèi)柱組成，外環(huán)靜止，輸入液壓油，內(nèi)柱旋轉(zhuǎn)，設(shè)有多路油路通道；工具卡頭(41)兩側(cè)設(shè)有工具安裝槽，其中一側(cè)為凹槽，另一側(cè)為半槽；伸縮油缸(42)安裝在工具卡頭(41)內(nèi)，連接來自旋轉(zhuǎn)電液滑環(huán)(39)的油路，控制推桿(42A)伸縮運(yùn)動(dòng)；工具回轉(zhuǎn)馬達(dá)(44)與安裝在中空轉(zhuǎn)軸(40)上的齒圈(43)嚙合，控制下方工具卡頭(41)和多種專用工具頭(5)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述多種專用工具頭(5)包括多功能抓斗(45)、液壓剪/擴(kuò)張器(46)、動(dòng)力機(jī)械手(47)和切割鋸(48)；每個(gè)工具頭頂部都有快換安裝架(45A)，與工具卡頭(41)外形適配；所述多功能抓斗(45)由左右兩個(gè)半斗組成，兩半斗在伸縮油缸作用下實(shí)現(xiàn)開合動(dòng)作；所述液壓剪/擴(kuò)張器(46)為雙向液壓缸驅(qū)動(dòng)；所述動(dòng)力機(jī)械手(47)有多個(gè)關(guān)節(jié)，末端設(shè)有抓取物體的機(jī)械手；所述切割鋸(48)為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的切割鋸；

所述液壓支腿(6)由左右對(duì)稱的兩組支腿組成，每組支腿包括支腿伸縮油缸(49)、支腿底座(50)、支腿本體(51)、支腿外罩(52)組成；所述支腿伸縮油缸(49)一端連接在支腿本體(51)上，另一端連接在支腿架(11)上；所述支腿本體(51)近地端安裝支腿底座(50)，另一端通過鉸鏈連接在支腿架(11)上；支腿伸縮油缸(49)安裝在支腿本體(51)內(nèi)部空間， 機(jī)器人前后各有一組液壓支腿(6)；

在機(jī)器人本體上搭載了自動(dòng)卷線盤(21)、遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)(22)、傳感系統(tǒng)(23)和云臺(tái)相機(jī)(24)，所述自動(dòng)卷線盤(21)根據(jù)機(jī)器人運(yùn)行速度和方向自動(dòng)調(diào)整收/放線纜速度；所述遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)(22)包括二維云臺(tái)系統(tǒng)和激光掃描系統(tǒng)；所述傳感系統(tǒng)(23)包括輻射劑量率測量系統(tǒng)和溫度、濕度測量系統(tǒng)；所述云臺(tái)相機(jī)(24)上設(shè)有照明燈。