单履带智能巡检机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种单履带智能巡检机器人。沟槽内设置有履带行走部分，履带行走部分上侧设置有上架部分；所述的上架部分包括前置传感器、声光报警器、环境信息集成传感器、后置超声传感器、后置摄像头、后右支腿、后左支腿、第一锂电池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置摄像头，上架板底部四角分别设置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后侧分别设置有前置传感器和后置超声传感器，后置超声传感器处、前置传感器处分别设置有后置摄像头、前置摄像头，前置传感器和后置超声传感器之间设置有环境信息集成传感器和第一锂电池。本发明体积小，质量轻，成本低，在搭建好的沟槽内可以自主运动，往复执行巡检任务。
【专利说明】
单履带智能巡检机器人
技术领域
[0001]本发明涉及巡检机器人技术领域，具体涉及单履带智能巡检机器人。
【背景技术】
[0002]传统的用于重复性巡检的工作场合的巡检机器人都是按照一定的路线行驶，而这些应用于直线场合或曲率较大的场合的机器人没有用于自主运动的沟槽，并且其越障能力差，体积大，质量大，成本也比较高，巡检能力较差，综上所述，本发明设计一种单履带智能巡检机器人。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供了单履带智能巡检机器人，体积小，质量轻，成本低，在搭建好的沟槽内可以自主运动，往复执行巡检任务，可以通过远程监控机器人行驶的环境信息。
[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:单履带智能巡检机器人，包括上架部分、沟槽和履带行走部分，沟槽内设置有履带行走部分，履带行走部分上侧设置有上架部分;所述的上架部分包括前置传感器、声光报警器、环境信息集成传感器、后置超声传感器、后置摄像头、后右支腿、后左支腿、第一锂电池、上架板、前左支腿、前右支腿和前置摄像头，上架板底部四角分别设置有后右支腿、后左支腿、前左支腿、前右支腿，上架板上前后侧分别设置有前置传感器和后置超声传感器，后置超声传感器处、前置传感器处分别设置有后置摄像头、前置摄像头，前置传感器和后置超声传感器之间设置有环境信息集成传感器和第一锂电池，环境信息集成传感器上设置有声光报警器，前置传感器、后置超声传感器、后置摄像头和前置摄像头均与第一锂电池相连。
[0005]优选地，所述的履带行走部分包括由右侧板、中间支撑板和左侧板构成的主体框架，所述的中间支撑板通过第一上支撑轴、第二上支撑轴、第三上支撑轴、第四上支撑轴、第五上支撑轴、第五下支撑轴、第四下支撑轴、第三下支撑轴、第二下支撑轴、第一下支撑轴联接，且第二上支撑轴、第四上支撑轴、第四下支撑轴和第二下支撑轴与左侧板联接;主体框架通过前轴与前右履带轮、前左履带轮、第一直齿轮联接，主体框架通过后轴与后右履带轮，后左履带轮联接;主体框架内还设置有无线通信模块、行走电机控制板、驱动器和第二锂电池，第二锂电池上设置有锂电池充电孔，第二锂电池通过第二直齿轮、第一直齿轮与前轴联接，前轴通过前右履带轮及前左履带轮相连，前左履带轮与履带联动，履带通过后右履带轮及后左履带轮围绕后轴转动设置;所述的履带通过第一上支撑轮、第二上支撑轮、第二下支撑轮和第一下支撑轮支撑设置;所述的主体框架前后侧分别设置有前左防碰撞轮系、前右防碰撞轮系、后左防碰撞轮系和后右防碰撞轮系。
[0006]优选地，所述的前左防碰撞轮系、前右防碰撞轮系、后左防碰撞轮系和后右防碰撞轮系与沟槽配合。
[0007]本发明的单履带智能巡检机器人主要分为三个部分:沟槽部分，上架部分及履带行走部分。
[0008]上架部分装有一些电子器件或传感器，用于数据采集及远程监控;履带行走部分为独立的行走机构，装配有锂电池、控制板、驱动器、直流电机、无线模块等部件，可以利用平板电脑通过无线模块，实现远程操控;沟槽部分是机器人行驶的轨道，其可以根据使用场合灵活搭建，如果带有弯度的轨道，其曲率半径不能太小。
[0009]本发明具有以下有益效果:体积小，质量轻，成本低，在搭建好的沟槽内可以自主运动，往复执行巡检任务，可以通过远程监控机器人行驶的环境信息。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图；
[0011]图2为本发明的机器人沟槽转向半径示意图；
[0012]图3为本发明的上架部分结构示意图；
[0013]图4为图3的平面结构示意图；
[0014]图5为本发明的履带行走部分的立体结构示意图；
[0015]图6为本发明的履带行走部分的侧面结构示意图；
[0016]图7为图6的A-A向剖视图；
[0017]图8为本发明的履带行走部分的纵剖示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1-8所示，本发明实施例提供了单履带智能巡检机器人，包括上架部分1、沟槽2和履带行走部分3，沟槽2内设置有履带行走部分3，履带行走部分3上侧设置有上架部分I;所述的上架部分I包括前置传感器1-1、声光报警器1-2、环境信息集成传感器1-3、后置超声传感器1-4、后置摄像头1-5、后右支腿1-6、后左支腿1-7、第一锂电池1-8、上架板1-9、前左支腿1-10、前右支腿1-11和前置摄像头1-12，上架板1-9底部四角分别设置有后右支腿1-6、后左支腿1-7、前左支腿1-10、前右支腿1-11，上架板1-9上前后侧分别设置有前置传感器1-1和后置超声传感器1-4，后置超声传感器1-4处、前置传感器1-1处分别设置有后置摄像头1-5、前置摄像头1-12，前置传感器1-1和后置超声传感器1-4之间设置有环境信息集成传感器1-3和第一锂电池1-8，环境信息集成传感器1-3上设置有声光报警器1-2，前置传感器1-
1、后置超声传感器1-4、后置摄像头1-5和前置摄像头1-12均与第一锂电池1-8相连。
[0020]所述的履带行走部分3包括由右侧板3-2、中间支撑板3-8和左侧板3-17构成的主体框架，所述的中间支撑板3-8通过第一上支撑轴3-20、第二上支撑轴3-22、第三上支撑轴3-23、第四上支撑轴3-25、第五上支撑轴3-26、第五下支撑轴3-28、第四下支撑轴3-29、第三下支撑轴3-31、第二下支撑轴3-32、第一下支撑轴3-34联接，且第二上支撑轴3-22、第四上支撑轴3-25、第四下支撑轴3-29和第二下支撑轴3-32与左侧板3-17联接;主体框架通过前轴3-3与前右履带轮3-4、前左履带轮3-18、第一直齿轮3-5联接，主体框架通过后轴3-13与后右履带轮3-12，后左履带轮3-16联接;主体框架内还设置有无线通信模块3-9、行走电机控制板3-10、驱动器3-11和第二锂电池3-27，第二锂电池3-27上设置有锂电池充电孔3-36，第二锂电池3-27通过第二直齿轮3-6、第一直齿轮3-5与前轴3-3联接，前轴3-3通过前右履带轮3-4及前左履带轮3-18相连，前左履带轮3-18与履带3-35联动，履带3-35通过后右履带轮3-12及后左履带轮3-16围绕后轴3-13转动设置;所述的履带3-35通过第一上支撑轮3-21、第二上支撑轮3-24、第二下支撑轮3-30和第一下支撑轮3-33支撑设置;所述的主体框架前后侧分别设置有前左防碰撞轮系3-19、前右防碰撞轮系3-1、后左防碰撞轮系3-15和后右防碰撞轮系3-14。
[0021]本【具体实施方式】的沟槽部分是机器人行驶的轨道，主要是为了给单履带巡检机器人搭建一个轨道，轨道的宽度及其转向半径需要根据机器人的使用场合自主搭建，但有一定的尺寸要求，如轨道的宽度BI—定要大于机器人本体的宽度B，轨道的转向半径R也不能太小，其城满足以下计算公式:
[0022]由于机器人在设计时，其基本尺寸已经确定，有BI = 120mm ,B = 100mm，L = 400mm。
[0023]得出:度
[0024]从而推出
[0025]因此，为使机器人能够在沟槽内顺利前进，沟槽的圆弧半径最小值为2014mm。
[0026]本【具体实施方式】的上架部分安装于履带部分的上侧;在上架板上，根据使用要求，安装了一个集成有CO，C02，CH4，温度，湿度等环境信息集成传感器，用于环境监测。
[0027]超声、摄像头共用一块锂电池，安装在上架板上，前后分别安装一个。摄像头用于实时监测周围的视频信息；超声传感器用于检测机器人前方的障碍物，如当机器人行走至轨道的端部或前方有障碍物时，超声传感器探测到相关信号，会给机器人发送往相反的方向行驶的命令。
[0028]当机器人没有行驶到指定地点，机器人就往相反的方向行驶时，说明机器人行驶为异常情况，声光报警器会发送报警信息；当机器人的环境信息集成传感器检测到的环境信息某项数据超标时，声光报警器也会发送报警信息。
[0029]机器人上架部分还装有一个24V的锂电池，为上架的独立电源，其同时可以输出有12V及5V的直流电压，给上架部分的各个电子器件供电。
[0030]履带行走部分，为一个独立的驱动机构，其本身可以通过平板电脑或手机进行远程遥控。其履带行走部分与上架部分互为独立部分。
[0031]履带行走部分的前后履带轮均分成左右两半来支撑履带;履带行走部分的主体由右侧板3-2，中间支撑板3-8及左侧板3-17构成主体框架;右侧板3-2，中间支撑板3_8由多个支撑轴联接起来，其中第二上支撑轴3-22、第四上支撑轴3-25、第四下支撑轴3-29、第二下支撑轴3-32的轴较长，又把左侧板3-17与其相联，形成主体框架。
[0032]行走电机控制板3-10为机器人的控制核心;驱动器3-11为直流电机的驱动器;24V的第二锂电池3-27，为履带行走部分及其它电子器件供电，其充电是通过锂电池充电孔3-36完成充电;通过无线通信模块3-9远程控制履带行走部分的行走运动；
[0033]四个防碰撞轮系，可以使机器人在沟槽内行驶时，防止机器人与沟槽发生碰撞，并保证机器人沿沟槽轨道行驶。
[0034]行走部分的行走运动是通过24V直流电机3-7驱动第二直齿轮3-6，第一直齿轮3-5把动力传送到前轴3-3，前轴3-3再带动前右履带轮3-4及前左履带轮3-18转动，再带动履带3-35转动，履带3-35再带动后右履带轮3-12及后左履带轮3-16围绕后轴3-13转动。
[0035]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.单履带智能巡检机器人，其特征在于，包括上架部分(I)、沟槽(2)和履带行走部分(3)，沟槽(2)内设置有履带行走部分(3)，履带行走部分(3)上侧设置有上架部分(I);所述的上架部分(I)包括前置传感器(1-1)、声光报警器(1-2)、环境信息集成传感器(1-3)、后置超声传感器(1-4)、后置摄像头(1-5)、后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、第一锂电池(1-8)、上架板(1-9)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)和前置摄像头(1-12)，上架板(1-9)底部四角分别设置有后右支腿(1-6)、后左支腿(1-7)、前左支腿(1-10)、前右支腿(1-11)，上架板(1-9)上前后侧分别设置有前置传感器(1-1)和后置超声传感器(1-4)，后置超声传感器(1-4)处、前置传感器(1-1)处分别设置有后置摄像头(1-5)、前置摄像头(1-12)，前置传感器(1-1)和后置超声传感器(1-4)之间设置有环境信息集成传感器(1-3)和第一锂电池(1-8)，环境信息集成传感器(1-3)上设置有声光报警器(1-2)，前置传感器(1-1)、后置超声传感器(1-4)、后置摄像头(1-5)和前置摄像头(1-12)均与第一锂电池(1-8)相连。2.根据权利要求1所述的单履带智能巡检机器人，其特征在于，所述的履带行走部分(3)包括由右侧板(3-2)、中间支撑板(3-8)和左侧板(3-17)构成的主体框架，所述的中间支撑板(3-8)通过第一上支撑轴(3-20)、第二上支撑轴(3-22)、第三上支撑轴(3-23)、第四上支撑轴(3-25)、第五上支撑轴(3-26)、第五下支撑轴(3-28)、第四下支撑轴(3-29)、第三下支撑轴(3-31)、第二下支撑轴(3-32)、第一下支撑轴(3-34)联接，且第二上支撑轴(3-22)、第四上支撑轴(3-25)、第四下支撑轴(3-29)和第二下支撑轴(3-32)与左侧板(3-17)联接；主体框架通过前轴(3-3)与前右履带轮(3-4)、前左履带轮(3-18)、第一直齿轮(3-5)联接，主体框架通过后轴(3-13)与后右履带轮(3-12)，后左履带轮(3-16)联接;主体框架内还设置有无线通信模块(3-9)、行走电机控制板(3-10)、驱动器(3-11)和第二锂电池(3-27)，第二锂电池(3-27)上设置有锂电池充电孔(3-36)，第二锂电池(3-27)通过第二直齿轮(3-6)、第一直齿轮(3-5)与前轴(3-3)联接，前轴(3-3)通过前右履带轮(3-4)及前左履带轮(3-18)相连，前左履带轮(3-18)与履带(3-35)联动，履带(3-35)通过后右履带轮(3-12)及后左履带轮(3-16)围绕后轴(3-13)转动设置;所述的履带(3-35)通过第一上支撑轮(3-21)、第二上支撑轮(3-24)、第二下支撑轮(3-30)和第一下支撑轮(3-33)支撑设置;所述的主体框架前后侧分别设置有前左防碰撞轮系(3-19)、前右防碰撞轮系(3-1)、后左防碰撞轮系(3-15)和后右防碰撞轮系(3-14)。3.根据权利要求1所述的单履带智能巡检机器人，其特征在于，所述的前左防碰撞轮系(3-19)、前右防碰撞轮系(3-1)、后左防碰撞轮系(3-15)和后右防碰撞轮系(3-14)与沟槽(2)配合。
【文档编号】B25J11/00GK106078672SQ201610633317
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月4日 公开号201610633317.8, CN 106078672 A, CN 106078672A, CN 201610633317, CN-A-106078672, CN106078672 A, CN106078672A, CN201610633317, CN201610633317.8
【发明人】王川伟
【申请人】西安科技大学