一种全方位超声探测运动机构的制作方法

文档序号:6127580
专利名称:一种全方位超声探测运动机构的制作方法
技术领域
本发明涉及一种运动机构,具体涉及一种全方位超声探测运动机构。(二) 背景技术随着科技的发展,反恐侦察、高层建筑探测等领域迫切需要灵活的移动式微小型机器人。 超声探测器经常搭载在微小型机器人上用来检测障碍以及构建地图。当前报道的搭载在微小型机器人上的超声探测器多采用固定、分布式安装形式,这种形 式需要搭载的超声探测器如要实现全方位探测,则需要分布较多的探测器,且如果超声探测 器不工作时,将依然裸露在外,防尘性、隐蔽性不佳,很难达到实际应用要求。而现有技术 均属于探测云台,机构体积较大,无隐蔽性,影响建筑物外观,适用范围小。(三) 发明内容本发明的目的在于提供一种构造合理、体积小巧、可搭载超声探测器用于侦察、高楼探 测等方面的移动式微小型机器人内的全方位超声探测运动机构。本发明的目的是这样实现的它包括由上舱盖和下舱盖组成的舱和设置在舱内的整体机 构,整体机构由运动输入机构、运动转换机构、方向变换机构和伸出位移增大机构组成,运 动输入机构由直流电机和曲柄滑块机构组成,直流电机连接曲柄滑块机构,曲柄滑块机构连 接运动转换机构,方向变换机构连接运动转换机构,伸出位移增大机构的运动也由同一直流 电机输入,通过拨叉与舱外连接侧板连接并推动其轴向移动,舱外连接侧板连接安装搭载超 声探测器10的超声探测器侧板。本发明还有这样一些技术特征所述的曲柄滑块机构由主曲柄、传递滑块和主滑块组成,主曲柄通过传递滑块连接主滑 块,主滑块可在舱内滑动,传递滑块可在主滑块滑道内滑动;1、 所述的运动转换机构由连杆机构构成,主动连杆与传递滑块通过轴连接,方向变换 机构由一对齿轮组组成,其中主动齿轮与运动转换机构的从动连杆固联,后面搭载超声探测 器的舱外连接侧板与从动齿轮同轴设置;所述的伸出位移增大机构是由主曲柄、外推连杆和拨叉组成的衍生曲柄滑块机构组成, 主曲柄由直流电机驱动并连接外推连杆,外推连杆连接拨叉,拨叉连接并推动舱外连接侧板。2、 本发明提供的是一种全方位超声探测运动机构,整体由基本的曲柄滑块机构、连杆机构、齿轮传动机构在空间上的复合而成,从而用单自由度驱动实现了 2自由度的空间耦合运动,通过适当调整曲柄长度、连杆长度及机构偏置、齿轮齿数等基本参数,可以实现所需
的超声探测器的全方位空间探测。不工作时,机构连同超声探测器收回到舱内,可以实现自 身隐蔽;工作时主驱动电机通过曲柄滑块机构,由滑块上的轴承在上下舱滑道内的滑动将超 声探测器推出舱外,同时由固联在滑块上的空间主动连杆带动从动连杆,再通过与从动连杆 固联的一对齿轮传动,实现用于搭载超声探测器舱外侧板的旋转伸出和舱外展开,进而由超 声旋转电机带动超声探测器对周围环境进行全方位立体探测。(四)


图1为全方位超声探测运动机构整体示意图;图2为全方位超声探测运动机构舱外展开示意图;图3为全方位超声探测运动机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作近一步的说明结合图1,本实施例由上舱盖1和下舱盖3组成的舱和设置在舱内的整体机构2组成的, 在不工作时,整体机构2均可收回并隐藏在舱内。本实施例外形尺寸105mmx40mmx35mm, 自重约160g (含驱动电机)。结合图2,本实施例的机构在工作状态时伸出展开在舱外,此时超声探测器13立起并与 地面垂直,可由步进电机10驱动其旋转进行全方位探测。结合图3,本实施例的机构主要由运动输入机构、运动转换机构、方向变换机构和伸出 位移增大机构组成,将简单机构进行空间复合,从而用单自由度驱动实现了 2自由度的空间 耦合运动。其中运动输入机构由直流电机14驱动由主曲柄16、传递滑块5和主滑块4组成 的曲柄滑块机构实现,将电机的旋转运动转化为主滑块4的水平移动和传递滑块5在主滑块 4滑道内的竖直运动。运动转换机构由连杆机构6构成,主动连杆与传递滑块5通过轴连接, 从而将传递滑块5在主滑块4滑道内的竖直运动转化为从动曲柄的转动。方向变换机构由一 对齿轮组7组成,其中主动齿轮与运动转换机构的从动连杆固联,实现了旋转方向的变换和 旋转角度的调整,后面搭载超声探测器13的舱外连接侧板9与从动齿轮通过方形的轴和孔配 合同轴联动。伸出位移增大机构是由主曲柄16、外推连杆15和拨叉8组成的衍生曲柄滑块 机构实现超声探测器向舱外伸出位移的增大,其中拨叉8通过舱外连接侧板9与从动齿轮连 接的方形轴和孔实现将舱外连接侧板9向舱外推动,且同时与其转动无运动干涉。本实施例 中的曲柄长度、连杆长度及机构偏置、齿轮齿数等基本参数需要根据所需要的运动参数进行 设置和调整。
权利要求
1、一种全方位超声探测运动机构,其特征是它包括由上舱盖和下舱盖组成的舱和设置在舱内的整体机构,整体机构由运动输入机构、运动转换机构、方向变换机构和伸出位移增大机构组成,运动输入机构由直流电机和曲柄滑块机构组成,直流电机连接曲柄滑块机构,曲柄滑块机构连接运动转换机构,方向变换机构连接运动转换机构,伸出位移增大机构的运动也由同一直流电机输入,通过拨叉与舱外连接侧板连接并推动其轴向移动,舱外连接侧板连接安装搭载超声探测器的超声探测器侧板。
2、 根据权利要求1所述的一种全方位超声探测运动机构,其特征是所述的曲柄滑块机 构由主曲柄、传递滑块和主滑块组成,主曲柄通过传递滑块连接主滑块,主滑块可在舱内滑 动,传递滑块可在主滑块滑道内滑动。
3、 根据权利要求1或2所述的一种全方位超声探测运动机构,其特征是所述的运动转 换机构由连杆机构构成,主动连杆与传递滑块通过轴连接,方向变换机构由一对齿轮组组成, 其中主动齿轮与运动转换机构的从动连杆固联,后面搭载超声探测器的舱外连接侧板与从动 齿轮同轴设置。
4、 根据权利要求1或2所述的一种全方位超声探测运动机构,其特征是所述的伸出位 移增大机构是由主曲柄、外推连杆和拨叉组成的衍生曲柄滑块机构组成,主曲柄由直流电机 驱动并连接外推连杆,外推连杆连接拨叉,拨叉连接并推动舱外连接侧板。
5、 根据权利要求3所述的一种全方位超声探测运动机构,其特征是所述的伸出位移增 大机构是由主曲柄、外推连杆和拨叉组成的衍生曲柄滑块机构组成,主曲柄由直流电机驱动 并连接外推连杆,外推连杆连接拨叉,拨叉连接并推动舱外连接侧板。
全文摘要
本发明提供了一种全方位超声探测运动机构。它包括由上舱盖和下舱盖组成的舱和设置在舱内的整体机构,整体机构由运动输入机构、运动转换机构、方向变换机构和伸出位移增大机构组成,运动输入机构由直流电机和曲柄滑块机构组成,直流电机连接曲柄滑块机构,曲柄滑块机构连接运动转换机构,方向变换机构连接运动转换机构,伸出位移增大机构的运动也由同一直流电机输入,通过拨叉与舱外连接侧板连接并推动其轴向移动,舱外连接侧板连接安装搭载超声探测器10的超声探测器侧板。本发明用单自由度驱动实现了2自由度的空间耦合运动,通过适当设置曲柄长度、连杆长度及机构偏置、齿轮齿数等基本参数,可以实现所需的超声探测器的全方位空间探测。
文档编号G01S15/93GK101118285SQ20071007277
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月7日 优先权日2007年9月7日
发明者卢贤资, 孙立宁, 徐济安, 李满天, 鸣 钟 申请人:哈尔滨工业大学
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