一种单兵背负式侦察排爆机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种单兵背负式侦察排爆机器人。

背景技术：

侦察排爆机器人已经广泛用于军事及救援等领域，机器人可移动到相对危险的区域，进行目标侦察和危险品的销毁和转移。

目前现有的侦察排爆机器人大多采用铝合金或钢作为主体材料，体积大、重量大，一般排爆机器人重量约为40kg左右，其中平台重量约为30kg，机械臂重量约为10kg，该量级的机器人由于重量较大，一般用车辆运输，单兵无法携行作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种单兵背负式侦察排爆机器人，简化结构设计，体积小，重量轻。

本实用新型的技术方案如下：

一种单兵背负式侦察排爆机器人，所述侦察排爆机器人包括下壳腔体、上壳腔体、后端盖、轮系及履带，所述上壳腔体和下壳腔体连接，位于下壳腔体的上部；所述后端盖和下壳腔体连接，位于下壳腔体的中后部；所述轮系和履带通过轴系和下壳腔体连接，位于下壳腔体的两侧；

所述侦察排爆机器人的动力部分包括车体主驱动单元、主履带传动单元、辅臂传动单元、辅臂履带传动单元；所述车体主驱动单元、主履带传动单元用于所述侦察排爆机器人的移动；所述辅臂传动单元、辅臂履带传动单元用于辅臂的驱动。

进一步的，所述车体主驱动单元包括驱动减速电机、驱动齿轮组、主支撑轴套、第一主带轮、第一行进轮、第一辅臂带轮；

进一步的，为了实现轻量化设计要求，驱动齿轮组放弃了现有的钢齿或铜齿，采用高强度耐磨复合材料，模具一体成型，既降低了运行噪声，又减轻了重量。

进一步的，设计中，行进轮的直径略大于主履带的弯曲直径，该设计的优点在于，机器人在平坦的路面行驶时，4个行进轮和地面接触，而主履带离地面的高度约5mm，实际行驶状态机器人为纯轮式运行，具备比履带运行更高的运行效率和灵活机动性，可以快速行进，灵活转弯。当遇到障碍物或凹凸不平的路况，如草地，碎石地，沙地，泥泞路面时，主履带也会和地面接触，行进轮和主履带共同传递运行力，机器人又具备了很强的通过能力。

所述驱动减速电机位于所述下壳腔体内，左右对称设置；所述驱动齿轮组位于所述下壳腔体外侧，左右对称设置；所述驱动齿轮组包括一组小齿轮和一组大齿轮，所述小齿轮与驱动减速电机轴连接，所述大齿轮与所述第一主带轮连接；所述主支撑轴套和所述下壳腔体连接，左右对称设置；所述第一主带轮通过轴承和所述主支撑轴套连接；所述第一行进轮和所述第一主带轮连接，所述第一辅臂带轮和所述第一行进轮连接，所述第一主带轮、第一行进轮、第一辅臂带轮连接为一体；驱动减速电机的动力通过驱动齿轮组传给主轮系，所述主轮系包括第一主带轮、第一行进轮、第一辅臂带轮。

进一步的，所述主履带传动单元包括：主履带、尾部连接套、第二行进轮、第二主带轮；

进一步的，为了实现轻量化设计要求，第一行进轮和第二行进轮采取蜂窝网格状设计，承力效果好，结构整体强度高，材料为发泡型聚氨酯，模具一体成型，边缘设计为圆齿状花纹，具备一定的抓地力，保证机器人运行效果的前提下，重量最轻。

所述尾部连接套位于所述下壳腔体的后部，和所述下壳腔体连接；所述第二主带轮通过轴承与所述尾部连接套连接；所述第二行进轮和第二主带轮连接，所述主履带套接所述第一主带轮和所述第二主带轮。

进一步的，为了实现轻量化设计要求，主履带和辅臂履带放弃常规的内部侧挡的方式，采取中间开槽的内外外齿结构，利用带轮的凸起和履带中间槽口配合，履带的内齿和带轮的侧齿啮合，既起到了传力的作用，又可防止履带的脱落。

进一步的，主带轮和辅臂带轮采取圆弧形轮辐条设计，具备较强的承力结构；材料为碳纤加强尼龙，模具一体成型，重量轻，强度和韧度兼容；为进一步减轻重量，主带轮和辅臂带轮的轮辐条随直径的变大而变窄，左右两侧各有侧齿，用于和履带的内齿啮合，起到传递扭力的作用；主带轮和辅臂带轮的最外侧设计有一周凸起，该凸起和履带的中间槽口配合，可以防止履带运行过程中脱落。

进一步的，所述辅臂传动单元包括辅臂减速电机、辅臂齿轮组、辅臂传动轴、辅臂端轴套、辅臂撑板；

所述辅臂传动轴设置于所述下壳腔体内，位于所述驱动减速电机前方；所述辅臂减速电机位于所述辅臂传动轴前方，所述辅臂减速电机通过所述辅臂齿轮组和所述辅臂传动轴连接；所述辅臂端轴套位于所述辅臂传动轴两侧，通过辅臂轴螺栓和所述辅臂传动轴连接；所述辅臂撑板和所述辅臂端轴套连接；所述辅臂传动轴、辅臂端轴套、辅臂撑板连接为一体；所述辅臂减速电机通过所述辅臂齿轮组将动力传递给所述辅臂撑板。

进一步的，所述辅臂履带传动单元包括辅臂后连接套、第二辅臂带轮、辅臂履带；

所述辅臂后连接套和所述辅臂撑板连接，所述第二辅臂带轮通过轴承和所述辅臂后连接套连接，所述辅臂履带连接所述第一辅臂带轮和第二辅臂带轮。

进一步的，电池组位于所述下壳腔体两侧；通信电台、电子罗盘、主控板均设置于所述下壳腔体内，且均位于所述驱动减速电机后方。

进一步的，左侧摄像头、右侧摄像头设置于所述下壳腔体，位于下所述壳腔体左右两侧；前侧摄像头、后侧摄像头设置于所述上壳腔体，位于所述上壳腔体前后两侧。

进一步的，开机按钮、关机按钮、天线均设置于所述后端盖，所述后端盖和所述下壳腔体连接，所述后端盖位于所述下壳腔体的中后部。

进一步的，主履带支撑板对称设置于所述下壳腔体两侧，主履带支撑板与下壳腔体连接，对主履带起支撑作用。

进一步的，机械臂和所述上壳腔体连接，位于所述上壳腔体的上部，用于危险品的夹持和移位；所述变焦侦查模块位于所述机械臂的顶部，用于远近距离的侦查。

本实用新型的有益效果为：车体主驱动单元、主履带传动单元、辅臂传动单元、辅臂履带传动单元之间紧凑配合，整体设计简洁；主体采用镁合金材料，部分部件采取独特的轻量化设计，采用高强度塑料，模具一体成型，体积小，重量轻；单兵可以背负作业。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例一种单兵背负式侦查排爆机器人的下壳腔体剖视图。

图2为本实用新型实施例一种单兵背负式侦查排爆机器人的整体结构示意图。

图3为本实用新型背负状态图。

图4为本实用新型行进轮的结构示意图。

图5为本实用新型履带和带轮的结构示意图。

图6位本实用新型实施例的立体结构示意图。

其中：1-驱动齿轮组；2-驱动减速电机；3-辅臂齿轮组；4-辅臂减速电机；5-辅臂传动轴；6-角位移齿轮组；7-角位移传感器；8-主支撑轴套；9-第一主带轮；10-第一行进轮；11-第一辅臂带轮；12-辅臂端轴套；13-辅臂轴螺栓；14-辅臂撑板；15-电池组；16-右侧摄像头；17-辅臂后连接套；18-辅臂履带；19-主履带；20-尾部连接套；21-左侧摄像头；22-通信电台；23-电子罗盘；24-主控板；25-下壳腔体；26-上壳腔体；27-前侧摄像头；28-天线；29-主履带支撑板；30-开机按钮；31-后侧摄像头；32-关机按钮；33-后端盖；34-机械臂；35-变焦侦察模块；36携行背囊；37-第二主带轮；38-第二行进轮；39-第二辅臂带轮。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本实用新型具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

如图1-6所示，本实用新型实施例一种单兵背负式侦察排爆机器人，主体结构优选采用镁合金结构，所述单兵背负式侦察排爆机器人包括：驱动齿轮组1、驱动减速电机2、辅臂齿轮组3、辅臂减速电机4、辅臂传动轴5、角位移齿轮组6、角位移传感器7、主支撑轴套8、第一主带轮9、第一行进轮10、第一辅臂带轮11、辅臂端轴套12、辅臂轴螺栓13、辅臂撑板14、电池组15、右侧摄像头16、辅臂后连接套17、辅臂履带18、主履带19、尾部连接套20、左侧摄像头21、通信电台22、电子罗盘23、主控板24、下壳腔体25、上壳腔体26、前侧摄像头27、天线28、主履带支撑板29、开机按钮30、后侧摄像头31、关机按钮32、后端盖33、机械臂34、变焦侦察模块35、携行背囊36。

所述下壳腔体25、上壳腔体26、后端盖33、轮系及履带，所述上壳腔体25和下壳腔体26连接，位于下壳腔体25的上部，所述后端盖33和下壳腔体25连接，位于下壳腔体25的中后部，所述轮系和履带通过轴系和下壳腔体25连接，位于下壳腔体25的两侧，构成机器人车体。

所述驱动减速电机2位于下壳腔体25内，左右对称放置，驱动齿轮组1位于下壳腔体25外侧，左右对称放置，其中一组小齿轮和驱动减速电机轴连接，另一组大齿轮和第一主带轮9连接，所述主支撑轴套8和下壳腔体25连接，左右对称放置，所述第一主带轮9通过轴承和主支撑轴套8连接，第一行进轮10和第一主带轮9连接，第一辅臂带轮11和第一行进轮10连接，所述第一主带轮9、第一行进轮10、第一辅臂带轮11连接为一体，驱动减速电机2转动时，通过驱动齿轮组1将动力传给主轮系，构成车体主驱动部分。

所述尾部连接套20位于下壳腔体25的后部，和下壳腔体25连接，第二主带轮37通过轴承和尾部连接套20连接，第二行进轮38和第二主带轮37连接，主履带19分别连接前后两个主带轮9、37，构成车体主履带传动部分。

所述辅臂传动轴5放置于下壳腔体25内，位于驱动减速电机2前方，所述辅臂减速电机4位于辅臂传动轴5前方，通过辅臂齿轮组3和辅臂传动轴5连接，所述辅臂端轴套12位于辅臂传动轴5两侧，通过辅臂轴螺栓13和辅臂传动轴5连接，所述辅臂撑板14和辅臂端轴套12连接，所述辅臂传动轴5、辅臂端轴套12、辅臂撑板14连接为一体，辅臂减速电机4工作时，通过辅臂齿轮组3将动力传递给辅臂撑板14，构成车体的辅臂传动机构。

所述辅臂后连接套17和辅臂撑板14连接，第二辅臂带轮39通过轴承和辅臂后连接套17连接，辅臂履带18分别连接前后两个辅臂带轮11、39，构成车体辅臂履带传动部分。

所述电池组15位于下壳腔体25两侧，所述通信电台22、电子罗盘23、主控板24放置于下壳腔体25内，位于驱动减速电机2后方。

所述左侧摄像头21、右侧摄像头16和下壳腔体25连接，位于下壳腔体25左右两侧，所述前侧摄像头27、后侧摄像头31和上壳腔体26连接，位于上壳腔体26前后两侧。

所述开机按钮30、关机按钮32、天线28和后端盖33连接，后端盖33和下壳腔体25连接，位于下壳腔体25的中后部。

所述主履带支撑板29和下壳腔体25连接，对称安置，其下端与主履带19下侧面接触，对主履带19起到一定的支撑作用。

所述机械臂34和上壳腔体26连接，位于上壳腔体26的上面，用于危险品的夹持和移位，所述变焦侦查模块位35于机械臂34的顶部，用于远近距离的侦查。

所述携行背囊36用于车体的背负作业。

本实用新型实施例的单兵背负式侦察排爆机器人的主体采用镁合金材料，轻量化、简洁紧凑型设计，体积小，机械臂完全回收状态下长宽高为630mm*480*310mm，重量轻，总重量小于16kg，其中平台重量小于12kg，机械臂重量小于2kg，单兵可以背负作业。

本文虽然已经给出了本实用新型的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本实用新型权利范围的限定。