巡逻机器人的制作方法

本发明涉及安防巡逻设备领域，尤其涉及一种巡逻机器人。

背景技术：

随着社会的发展，机器人技术在各个领域得到了广泛应用，例如生命救援及军事侦察等领域。这些领域的工作环境存在各种复杂地形，同时这些环境充满未知，需要使用机器人巡逻勘察，要求机器人在复杂的地形环境中能够稳定移动且具有较强的越障能力。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种巡逻机器人，使其在复杂的地形环境中能够具有较强的越障能力。

本发明提出一种巡逻机器人，其包括：

主体；

行进机构，所述行进机构连接于所述主体，所述行进机构能够驱动所述主体移动；以及

越障机构，所述越障机构连接于所述主体，所述越障机构包括电机和跳跃腿，所述跳跃腿连接于所述电机的输出轴，所述跳跃腿能够以摆动的方式打开和折叠，通过所述跳跃腿打开接触地面而使所述主体跳跃脱离地面。

优选地，所述跳跃腿的转动轴线以沿左右方向延伸的方式设置。

优选地，所述跳跃腿的转动轴线的位置靠近所述主体的后侧，所述跳跃腿由折叠状态打开时，所述跳跃腿的远离所述转动轴线的一端从前向后运动。

优选地，所述跳跃腿的远离其转动轴线的一端设置有转轮，所述转轮转动连接于所述跳跃腿，所述转轮的转轴以沿左右方向延伸的方式设置。

优选地，所述跳跃腿的长度大于或等于所述跳跃腿的转动轴线距离地面的高度的2倍。

优选地，所述跳跃腿从折叠状态到所述跳跃腿打开至其脱离地面时的角度变化大于或等于100度。

优选地，所述行进机构包括第一行进单元和第二行进单元，所述第一行进单元和所述第二行进单元分别位于所述巡逻机器人的左右两侧，并且相互独立地运动。

优选地，所述第一行进单元由第一驱动单元驱动，所述第二行进单元由第二驱动单元驱动，所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元包括形成为环状的齿轮。

优选地，所述第一行进单元和所述第二行进单元均设置有缓冲部。

优选地，所述越障机构位于所述第一行进单元和第二行进单元之间。

采用上述技术方案，通过驱动跳跃腿摆动，使跳跃腿在打开接触地面时将巡逻机器人弹起脱离地面，从而巡逻机器人可以在行进中越过障碍。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的巡逻机器人的结构示意图。

图2示出了根据本发明的实施方式的巡逻机器人的行进机构的结构示意图。

图3示出了根据本发明的实施方式的巡逻机器人的行进机构的另一角度的结构示意图。

图4示出了根据本发明的实施方式的巡逻机器人的主体和越障机构的结构示意图。

附图标记说明

1主体11框架12壳体

2行进机构21第一驱动单元211第一电机212第一齿轮213第二齿轮22第二驱动单元221第二电机222第三齿轮223第四齿轮23第一行进单元24第二行进单元25套筒26缓冲部

3越障机构31第三电机32跳跃腿33转轮

x前后方向y左右方向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

巡逻机器人可以携带安装红外热像仪、可见光摄像机等检测装置进行巡逻工作，用于对未知环境进行巡逻勘察。巡逻机器人的前进方向为前后方向x，图1中右上侧为前，左下侧为后；在巡逻机器人运动的平面中，垂直于前后方向x的为左右方向y。

如图1至图4所示，本发明提出一种巡逻机器人，其包括主体1、行进机构2和越障机构3。

主体1包括框架11和壳体12，壳体12至少部分地包覆在框架11外侧，行进机构2和越障机构3连接于框架11。

如图1至图3所示，行进机构2包括第一驱动单元21、第二驱动单元22、第一行进单元23和第二行进单元24，第一驱动单元21和第二驱动单元22分别驱动第一行进单元23和第二行进单元24。第一行进单元23和第二行进单元24分别位于主体1的左右两侧，从而能够通过第一行进单元23和第二行进单元24的独立运动来驱动巡逻机器人实现灵活的转弯。

具体地，第一驱动单元21包括第一电机211、第一齿轮212和第二齿轮213，第二驱动单元22包括第二电机221、第三齿轮222和第四齿轮223。第一行进单元23为第一车轮，第二行进单元24为第二车轮，第一车轮的轴线和第二车轮的轴线以沿左右方向y延伸的方式设置，优选地，第一车轮的轴线和第二车轮的轴线重合。第一电机211和第二电机221的外壳部分固定连接于框架11。第一齿轮212连接于第一电机211的输出轴，第二齿轮213连接于第一车轮，并且第二齿轮213与第一车轮是同轴的，第一齿轮212与第二齿轮214啮合，使第一驱动单元21能够驱动第一车轮旋转。第三齿轮222连接于第二电机221的输出轴，第四齿轮223连接于第二车轮，并且第四齿轮223与第二车轮是同轴的，第三齿轮222与第四齿轮223啮合，使第二驱动单元22能够驱动第二车轮旋转。通过第一车轮和第二车轮能够独立地转动，从而可以使巡逻机器人具有良好的转弯能力。即通过第一车轮和第二车轮的转动速度不同和/或转动方向不同来实现巡逻机器人的灵活转弯。例如，第一车轮位于前进方向的左侧，第二车轮位于前进方向的右侧，当第一车轮和第二车轮向相同的方向旋转使巡逻机器人前进，并且第一车轮的转速大于第二车轮时，那么巡逻机器人能够向右转弯。

如图2和图3所示，第二齿轮213和第四齿轮223可以为环形，这样可以减轻齿轮的重量，有利于增加巡逻机器人的跳跃高度。具体地，第一车轮和第二车轮均设置有套筒25，第二齿轮213和第四齿轮223可以套设于套筒25。第一齿轮212、第二齿轮213、第三齿轮222、第四齿轮223均可以为直齿轮。

进一步地，第一车轮和第二车轮设置有缓冲部26，缓冲部26可以为弹性的。缓冲部26为环形，缓冲部26与第一车轮和第二车轮同轴设置，并且缓冲部26可以位于第一车轮与安装第一车轮的轴之间，缓冲部26可以位于第二车轮与安装第二车轮的轴之间。例如，安装第一车轮的轴与第一车轮可以固定连接，安装第一车轮的轴与框架11能够转动地连接。安装第二车轮的轴与第二车轮可以固定连接，安装第二车轮的轴与框架11能够转动地连接。缓冲部26在巡逻机器人跳跃后落回地面时起到缓冲作用，从而使巡逻机器人在落回地面后可以正常运动。

如图1和图4所示，越障机构3包括第三电机31和跳跃腿32，越障机构3位于第一行进单元23和第二行进单元24之间。第三电机31的外壳部分固定连接于框架11，跳跃腿32连接于第三电机31的输出轴。可以理解，跳跃腿32可以是直接连接于第三电机31的输出轴，也可以是通过传动组件间接连接于第三电机31的输出轴。

在本实施方式中，跳跃腿32直接连接于第三电机31的输出轴。第三电机31位于巡逻机器人的前后方向x上的后侧，跳跃腿32的转动轴线位于巡逻机器人前后方向x上的后侧。

跳跃腿32的转动轴线以沿左右方向y延伸的方式设置，使跳跃腿32可以沿前后方向x摆动的方式打开或折叠。如图4所示，在跳跃腿32在折叠时大致与地面保持平行，并且贴近地面，使跳跃腿32转动较小的角度就能够接触到地面。

跳跃腿32由折叠状态打开时，跳跃腿32与地面接触并且使巡逻机器人跳跃脱离地面。优选地，跳跃腿32打开时，跳跃腿32转动使跳跃腿32远离其转动轴线的一端从前向后运动。

进一步地，跳跃腿32的远离其转动轴线的一端设置有转轮33，转轮33转动连接于跳跃腿32，转轮33的转轴以沿左右方向y延伸的方式设置，在跳跃腿32接触地面时，转轮33可以减小跳跃腿32与地面的摩擦，从而增加跳跃高度。

进一步地，跳跃腿32以较快的速度打开与地面接触可以使巡逻机器人具有较高的跳跃高度，那么第三电机31需要具有较高的转速，例如第三电机31的转速为3000转/分钟。

巡逻机器人的跳跃过程分为三个阶段：首先是预备阶段，跳跃腿32从折叠状态开始转动直至接触到地面，在准备阶段第一行进单元23和第二行进单元24与地面接触。接下来是蓄能阶段，跳跃腿32继续旋转，第一行进单元23和第二行进单元24离开地面，由跳跃腿32支撑巡逻机器人。最后是跃起阶段，跳跃腿32可以停止旋转，巡逻机器人完全脱离地面，同时向上和向前跃起。跳跃腿32从折叠状态到跳跃腿32打开至其脱离地面时的角度变化大于或等于100度，也就是说，从准备阶段开始到蓄能阶段结束时，跳跃腿32的转动角度大于或等于100度。巡逻机器人通过对于各部分尺寸和布局结构的设计，使得巡逻机器人具有较小的转动力矩，从而在巡逻机器人的跳跃过程中保持姿态稳定。

进一步地，跳跃腿32具有适当的长度可以使巡逻机器人跳跃的高度较高，例如，跳跃腿32的长度大于或等于跳跃腿32的转动轴线距离地面的高度的2倍，其中，跳跃腿32的长度是指跳跃腿32的转动轴线到跳跃腿32与地面接触的末端的距离。

当巡逻机器人在巡逻过程中遇到障碍物时，跳跃腿32可以在第三电机31的驱动下快速摆动，跳跃腿32端部的转轮33与地面接触，以此实现巡逻机器人的跳跃运动，从而越过障碍物。巡逻机器人的越障高度与其自身质量、第三电机31的输出力矩等因素有关。例如巡逻机器人自身质量越小，那么在其他条件相同的情况下，巡逻机器人的越障高度就越大。巡逻机器人在结束一次跳跃运动并且落地之后或者巡逻机器人跳跃到空中时，跳跃腿32可以在第三电机31的驱动下恢复到初始的折叠状态，准备下一次跳跃。巡逻机器人在落地之后使跳跃腿32恢复到初始的折叠状态可以进行间歇的跳跃，即落地后需要时间调整，调整时跳跃腿32会接触地面，使巡逻机器人的第一行进单元23和第二行进单元24离地。巡逻机器人在跳跃到空中时使跳跃腿32恢复到初始的折叠状态可以进行连续的跳跃，即落地后无需调整就再次跳跃。机器人的灵活平稳移动功能和跳跃功能增加了机器人的环境适应性，机器人具有较强的越障能力，可应用于一些复杂环境下的巡逻安防。巡逻机器人通过跳跃腿32跳跃躲避障碍，越障速度快，越障高度高。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。