专利名称：一种竖直面勘察机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种竖直面勘察机器人，具体地说是应用两个驱动步进电机，一个转向步进电机，两个直流电机，四条动力机械腿，四条辅助机械腿，两个丝杠，一个红外线摄像头，一个电源等构成的一种竖直面勘察机器人。
背景技术：
在日常生活中对竖直面的勘察工作越来越多，如对墙体上电缆或其他物体的勘察。大部分由人员利用缆绳进行攀爬，很不方便，不仅效率低，而且还有一定的危险性。这就迫切需要一种竖直面勘察机器人，但目前市场上没有该类机器人。
发明内容
针对上述的不足，本发明提供了一种竖直面勘察机器人。本发明是通过以下技术方案实现的一种竖直面勘察机器人，是由机器人底盘、溜板、上顶盖、旋转支座、红外线摄像头、动力机械腿、辅助机械腿、驱动步进电机、转向步进电机、直流电机、丝杠、转轴、电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵、双向定量液压泵、可伸缩性油箱、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、压力继电器、溢流阀组成的，其特征在于红外线摄像头固定在机器人底盘的前方中部，四条辅助机械腿和四条动力机械腿间隔式布置且均匀分布在机器人底盘的左右两侧，四条动力机械腿通过滑动螺母外圈固定在机器人底盘上，四条辅助机械腿通过滑动螺母内圈分别固定在左右两个丝杠上，四条辅助机械腿的滑动螺母外圈镶套在机器人底盘左右两侧，两个丝杠分别与滑动螺母外圈固定在机器人底盘的四条动力机械腿上的滑动螺母内圈相啮合，丝杠的前端与驱动步进电机相连，驱动步进电机固定在位于机器人底盘左右两侧的溜板上，旋转支座通过转轴与机器人底盘连接在一起，转轴与固定在机器人底盘的转向步进电机相啮合在一起，电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵、双向定量液压泵、可伸缩性油箱、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、压力继电器、溢流阀均匀地分布在机器人底盘上，上顶盖位于机器人底盘上方并与机器人底盘铰接在一起。一种竖直面勘察机器人的动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈、压力感应器组成的，其特征在于末端液压缸固定在吸头上，吸头与机械腿中臂下端铰接在一起，每个吸头的末端圆周均匀布置有四个压力感应器，中部液压缸固定在机械腿中臂上，机械腿中臂的上端与机械腿大臂的上端铰接在一起，滑动螺母外圈固定在机械腿大臂的末端，滑动螺母内圈与滑动螺母外圈相配合。一种竖直面勘察机器人的旋转支座是由旋转支座吸头、旋转支座末端液压缸、支撑臂、旋转支座中部液压缸、套筒、压力感应器组成的，其特征在于旋转支座末端液压缸固定在旋转支座吸头上，旋转支座吸头与支撑臂的下端铰接在一起，每个旋转支座吸头的末端圆周均匀布置有四个压力感应器，旋转支座中部液压缸固定在支撑臂上，支撑臂的上端与套筒铰接在一起。该发明的有益之处是该机器人可以完成非平面竖直面的勘察工作，采用机器人内部零部件的滑动实现了机器人的运动，降低了机器人运动的干涉性，不仅使机器人运动更加平稳，而且降低了机器人的控制难度；使用液压传动控制，增大了该机器人工作时的可靠性。
附图1为一种竖直面勘察机器轴测图一；附图2为一种竖直面勘察机器轴测图二；附图3为动力机械腿和和辅助机械腿轴测图；附图4为旋转支座轴测图；附图5为动力机械腿和和辅助机械腿的中部液压缸液压传动回路图；附图6为动力机械腿和和辅助机械腿末端液压缸液压传动回路图；附图7为旋转支座末端液压缸和旋转支座中部液压缸液压传动回路图；附图8为吸头和旋转支座吸头的液压传动回路图；附图9为一种竖直面勘察机器电流能量流示意图。在附图1中，1、机器人底盘，3、红外线摄像头，4、上顶盖，401、驱动步进电机，501、丝杠，601、动力机械腿，701、辅助机械腿。在附图2中，101、溜板，2、旋转支座，5、转轴，6、转向步进电机。在附图3中，5011、吸头，5012、末端液压缸，5013、机械腿中臂，5014、中部液压缸，5015、机械腿大臂，5016、滑动螺母外圈，5017、滑动螺母内圈，5018、压力感应器。在附图4中，201、旋转支座吸头，202、旋转支座末端液压缸，203、支撑臂，204、旋转支座中部液压缸，205、套筒，206、压力感应器。在附图5中，8、可伸缩性油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，12、三位四通电磁换向阀，13、三位四通电磁换向阀，1201、两位两通电磁换向阀，1202、两位两通电磁换向阀，1203、两位两通电磁换向阀，1204、两位两通电磁换向阀，1301、两位两通电磁换向阀，1302、两位两通电磁换向阀，1303、两位两通电磁换向阀，1304、两位两通电磁换向阀。在附图6中，8、可伸缩性油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，11、三位四通电磁换向阀，1101、两位两通电磁换向阀，1102、两位两通电磁换向阀，1103、两位两通电磁换向阀，1104、两位两通电磁换向阀，1105、两位两通电磁换向阀，1106、两位两通电磁换向阀，1107、两位两通电磁换向阀，1108、两位两通电磁换向阀。在附图7中，8、可伸缩性油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，14、三位四通电磁换向阀，15、三位四通电磁换向阀，1401、两位两通电磁换向阀，1402、两位两通电磁换向阀，1403、两位两通电磁换向阀，1404、两位两通电磁换向阀，1501、两位两通电磁换向阀，1502、两位两通电磁换向阀，1503、两位两通电磁换向阀，1504、两位两通电磁换向阀。在附图8中，8、可伸缩性油箱，16、双向定量液压泵，1701、两位两通电磁换向阀，1702、两位两通电磁换向阀，18、三位四通电磁换向阀，1901、压力继电器，1902、压力继电器，1903、压力继电器。
具体实施例方式一种竖直面勘察机器，是由机器人底盘1、溜板101、上顶盖4、旋转支座2、红外线摄像头3、动力机械腿601、辅助机械腿701、驱动步进电机401、转向步进电机6、直流电机、丝杠501、转轴5、电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵9、双向定量液压泵16、可伸缩性油箱8、三位四通电磁换向阀11、三位四通电磁换向阀12、三位四通电磁换向阀13、三位四通电磁换向阀14、三位四通电磁换向阀15、三位四通电磁换向阀18、两位两通电磁换向阀1101、两位两通电磁换向阀1102、两位两通电磁换向阀1103、两位两通电磁换向阀1104、两位两通电磁换向阀1105、两位两通电磁换向阀1106、两位两通电磁换向阀1107、两位两通电磁换向阀1108、两位两通电磁换向阀1201、两位两通电磁换向阀1202、两位两通电磁换向阀1203、两位两通电磁换向阀12014、两位两通电磁换向阀1301、两位两通电磁换向阀1302、两位两通电磁换向阀1303、两位两通电磁换向阀1304、两位两通电磁换向阀1401、两位两通电磁换向阀1402、两位两通电磁换向阀1403、两位两通电磁换向阀1404、两位两通电磁换向阀1501、两位两通电磁换向阀1502、两位两通电磁换向阀1503、两位两通电磁换向阀1504、压力继电器1901、压力继电器1902、压力继电器1903、溢流阀10组成的，其特征在于红外线摄像头3固定在机器人底盘I的前方中部，四条辅助机械腿701和四条动力机械腿601间隔式布置且均匀分布在机器人底盘I的左右两侧，四条动力机械腿601的滑动螺母外圈5016固定在机器人底盘I上，四条辅助机械腿701的滑动螺母内圈5017分别固定在左右两个丝杠501上，四条辅助机械腿701的滑动螺母外圈5017镶套在机器人底盘I左右两侧，两个丝杠501分别与滑动螺母外圈5016固定在机器人底盘I的四条动力机械腿601上的滑动螺母内圈5017相啮合，丝杠501的一端与驱动步进电机401相连，驱动步进电机401固定在位于机器人底盘I左右两侧的溜板101上，旋转支座2通过转轴5与机器人底盘I连接在一起，转轴5与固定在机器人底盘I的转向步进电机6连接在一起，电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵9、双向定量液压泵16、可伸缩性油箱8、三位四通电磁换向阀11、三位四通电磁换向阀12、三位四通电磁换向阀13、三位四通电磁换向阀14、三位四通电磁换向阀15、三位四通电磁换向阀18、两位两通电磁换向阀1101、两位两通电磁换向阀1102、两位两通电磁换向阀1103、两位两通电磁换向阀11014、两位两通电磁换向阀1105、两位两通电磁换向阀1106、两位两通电磁换向阀1107、两位两通电磁换向阀1108、两位两通电磁换向阀1201、两位两通电磁换向阀1202、两位两通电磁换向阀1203、两位两通电磁换向阀12014、两位两通电磁换向阀1301、两位两通电磁换向阀1302、两位两通电磁换向阀1303、两位两通电磁换向阀1304、两位两通电磁换向阀1401、两位两通电磁换向阀1402、两位两通电磁换向阀1403、两位两通电磁换向阀1404、两位两通电磁换向阀1501、两位两通电磁换向阀1502、两位两通电磁换向阀1503、两位两通电磁换向阀1504、压力继电器1901、压力继电器1902、压力继电器1903、溢流阀10均匀地分布在机器人底盘I上，上顶盖4位于机器人底盘I上方并与机器人底盘I铰接在一起。在附图3中，动力机械腿601和辅助机械腿701均是由吸头5011、末端液压缸5012、机械腿中臂5013、中部液压缸5014、机械腿大臂5015、滑动螺母外圈5016、滑动螺母内圈5017、压力感应器5018组成的，其特征在于末端液压缸5012固定在吸头5011上，吸头5011与机械腿中臂5013下端铰接在一起，每个吸，5011的末端圆周均匀布置有四个压力感应器5018，中部液压缸5014固定在机械腿中臂5013上，机械腿中臂5013的上端与机械腿大臂5015的上端铰接在一起，滑动螺母外圈5016固定在机械腿大臂5015的末端，滑动螺母内圈5017与滑动螺母外圈5016相配合。在附图4中，旋转支座2是由旋转支座吸头201、旋转支座末端液压缸202、支撑臂203、旋转支座中部液压缸204、套筒205、压力感应器206组成的，其特征在于旋转支座末端液压缸202固定在旋转支座吸头201上，旋转支座吸头201与支撑臂203的下端铰接在一起，每个旋转支座吸，201的末端圆周均匀布置有四个压力感应器206，旋转支座中部液压缸204固定在支撑臂203上，支撑臂203的上端铰接在套筒205上。在该机器人运动时，如附图1所示，在主控制器的作用下，分别调整四条动力机械腿601的吸头5011的位置和转向，使吸头5011上的四个压力感应器5018均与竖直面压紧，这就保证了动力机械腿601的吸头5011垂直于竖直面，这时四个压力感应器5018发出电信号，在主控制器的控制下使四条动力机械腿601的吸头5011吸紧竖直面，使该机器人附着在竖直面上，两个驱动步进电机401运转带动两个丝杠501做旋转运动，两个丝杠501因为与四条动力机械腿601的滑动螺母内圈5017相啮合而向前运动，两个丝杠501并带动固定在两个丝杠501上的四条辅助机械腿701和连接在两个丝杠501顶端的两个驱动步进电机401向前运动，当运动到指定位置时两个驱动步进电机401停止运转，在主控制器的作用下，分别调节四条辅助机械腿701的吸头5011的位置和转向，使吸头5011上的四个压力感应器5018均与竖直面压紧，这就保证了辅助机械腿701的吸头5011垂直于竖直面，这时四个压力感应器5018发出电信号，在主控制器的控制下使四条辅助机械腿701的吸头5011吸紧竖直面，然后四条动力机械腿601的吸头5011放松对竖直面的吸紧，两个驱动步进电机401再次运转，机器人底盘I则在两个丝杠501的作用下向前运动，该机器人在机器人底盘I的带动下整体向前运动。如附图2和附图4所示，当该机器人需要转向时，旋转支座2上的支撑臂203在旋转支座中部液压缸204的带动下向竖直面运动并在旋转支座末端液压缸202的配合下调节旋转支座吸头201的位置的转向，使旋转支座吸头201上的四个压力感应器206均贴紧竖直面，这时四个压力感应器206发出电信号，在主控制器的控制下使旋转支座吸头201吸紧竖直面，然后四条动力机械腿601或者四条辅助机械腿701的吸头5011释放对竖直面的的吸力，在转向步进电机6的转动和转轴5的共同作用下完成该机器人的转向。如附图3所示，当该机器人做直线运动时，可通过调节中部液压缸5014和末端液压缸5012使吸头5011垂直于竖直面，增加该机器人运动时的稳定性。如附图5所示，的机械腿中臂5013的运动是通过对中部液压缸5014的控制来实现的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀12和三位四通电磁换向阀13可实现中部液压缸5014内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1201、两位两通电磁换向阀1202、两位两通电磁换向阀1203、两位两通电磁换向阀12014、两位两通电磁换向阀1301、两位两通电磁换向阀1302、两位两通电磁换向阀1303、两位两通电磁换向阀1304的通电或断电来实现对每个中部液压缸5014的单独控制，其中溢流阀10有保护单向定量液压泵9的作用。如附图6所示，对四条动力机械腿601和四条辅助机械腿701的吸头5011的调节是通过对控制来实现的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀11可实现末端液压缸5012内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1101、两位两通电磁换向阀1102、两位两通电磁换向阀1103、两位两通电磁换向阀1104、两位两通电磁换向阀1105、两位两通电磁换向阀1106、两位两通电磁换向阀1107、两位两通电磁换向阀1108的通断电可实现对每个末端液压缸5012的单独控制。如附图7所示，旋转支座2上支撑臂203和旋转支座吸头201是通过对旋转支座末端液压缸202和旋转支座中部液压缸204的调节来实现运动的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀14可实现旋转支座中部液压缸204内部液压油的流向，通过三位四通电磁换向阀15可实现旋转支座末端液压缸202内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1401、两位两通电磁换向阀1402、两位两通电磁换向阀1403、两位两通电磁换向阀1404、两位两通电磁换向阀1501、两位两通电磁换向阀1502、两位两通电磁换向阀1503、两位两通电磁换向阀1504的通断电可实现对每个旋转支座末端液压缸202和旋转支座中部液压缸204的单独控制。如附图8所示,双向定量液压泵16在直流电动机的带动下工作,通过三位四通电磁换向阀18对四条动力机械腿601和四条辅助机械腿701的吸头5011的压力控制，当三位四通电磁换向阀18的36YA通电时四条动力机械腿601的吸头5011的吸力开始增加，四条动力机械腿601的吸头5011的吸力达到系统压力调定值时在压力继电器1901的作用下三位四通电磁换向阀18的36YA断电，使三位四通电磁换向阀18处于中位保持吸头5011的压力，当要释放四条动力机械腿601的吸头5011的吸力时，三位四通电磁换向阀18的36YA通电，双向定量液压泵16反向工作，使四条动力机械腿601的吸头5011释放吸力，当三位四通电磁换向阀18的35A通电时四条辅助机械腿701的吸头5011的吸力开始增加，四条辅助机械腿701的吸头5011的吸力达到系统压力调定值时在压力继电器1902作用下三位四通电磁换向阀18的35断电，使三位四通电磁换向阀18处于中位保持吸头5011的压力，当要释放四条辅助机械腿701的吸头5011的吸力时，三位四通电磁换向阀18的35A通电，双向定量液压泵16反向工作，使四条辅助机械腿701的吸头5011释放吸力，当两位两通电磁换向阀1701和两位两通电磁换向阀1702均通电时，可实现对旋转支座吸头201的控制。如附图9所示，电源为该机器人的能源装置，为该机器人提供动力，操作人员利用红外线摄像头返回的信息通过主控制器来调节该器人的各种运动，低压警报器为保护装置，当电压过低时低压警报器发出信号，操作人员使该机器人停止工作返回地面。
权利要求
1.一种竖直面勘察机器人，是由机器人底盘、溜板、上顶盖、旋转支座、红外线摄像头、动力机械腿、辅助机械腿、驱动步进电机、转向步进电机、直流电机、丝杠、转轴、电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵、双向定量液压泵、可伸缩性油箱、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、压力继电器、溢流阀组成的，其特征在于红外线摄像头固定在机器人底盘的前方中部，四条辅助机械腿和四条动力机械腿间隔式布置且均匀分布在机器人底盘的左右两侧，四条动力机械腿通过滑动螺母外圈固定在机器人底盘上，四条辅助机械腿通过滑动螺母内圈分别固定在左右两个丝杠上，四条辅助机械腿的滑动螺母外圈镶套在机器人底盘左右两侧，两个丝杠分别与滑动螺母外圈固定在机器人底盘的四条动力机械腿上的滑动螺母内圈相啮合，丝杠的前端与驱动步进电机相连，驱动步进电机固定在位于机器人底盘左右两侧的溜板上，旋转支座通过转轴与机器人底盘连接在一起，转轴与固定在机器人底盘的转向步进电机相啮合在一起，电源、低压警报器、主控制器、单向定量液压泵、双向定量液压泵、可伸缩性油箱、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、压力继电器、溢流阀均匀地分布在机器人底盘上，上顶盖位于机器人底盘上方并与机器人底盘铰接在一起。
2.根据权利要求书I所述的动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈、压力感应器组成的，其特征在于末端液压缸固定在吸头上，吸头与机械腿中臂下端铰接在一起，每个吸头的末端圆周均匀布置有四个压力感应器，中部液压缸固定在机械腿中臂上，机械腿中臂的上端与机械腿大臂的上端铰接在一起，滑动螺母外圈固定在机械腿大臂的末端，滑动螺母内圈与滑动螺母外圈相配合。
3.根据权利要求书I所述的旋转支座是由旋转支座吸头、旋转支座末端液压缸、支撑臂、旋转支座中部液压缸、套筒、压力感应器组成的，其特征在于旋转支座末端液压缸固定在旋转支座吸头上，旋转支座吸头与支撑臂的下端铰接在一起，每个旋转支座吸头的末端圆周均匀布置有四个压力感应器，旋转支座中部液压缸固定在支撑臂上，支撑臂的上端与套筒铰接在一起。
全文摘要
一种竖直面勘察机器人，是由机器人底盘、溜板、上顶盖、旋转支座、红外线摄像头、动力机械腿、辅助机械腿、驱动步进电机、转向步进电机、直流电机等组成的，其特征在于红外线摄像头固定在机器人底盘的前中部，四条辅助机械腿和四条动力机械腿分布在机器人底盘的左右两侧，四条动力机械腿固定在机器人底盘上，四条辅助机械腿铰接在两个丝杠上，两个丝杠与固定在机器人底盘的四条动力机械腿上的螺母相配合，丝杠的一端与驱动步进电机相连，驱动步进电机固定在位于机器人底盘左右两侧的溜板上，旋转支座通过转轴与机器人底盘连接在一起，转轴与固定在机器人底盘的转向步进电机连接在一起，上顶盖位于机器人底盘上方并与机器人底盘铰接在一起。
文档编号B62D57/024GK103056881SQ20131000215
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月1日 优先权日2013年1月1日
发明者许博, 李帅, 谷年令, 蒋传魁, 王亮, 王林燕 申请人:许博