一种轮履式探测救援机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，具体是一种轮履式探测救援机器人。

背景技术：

灾难发生后，现场往往不可预知，靠人力进行探查很可能出现二次伤亡，因此会派遣救援机器人先进行探测，考虑到时间宝贵和灾难现场情况，就需要救援机器人具备高速移动和越障性能优越的特点。

目前的研究中大部分救援机器人以单履带和轮腿结构为主，移动灵活性不足或是抗冲击性不足，因此在救灾现场发挥作用会有困难。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轮履式探测救援机器人，以解决现有救援机器人移动灵活性和刚冲击性不足的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种轮履式探测救援机器人，其特征在于：包括机械臂组件、轮履组件、顶撑组件、摄像头和车身，其中：

机械臂组件包括机械手安装板，机械手安装板上侧安装机械手下底座，机械手下底座上方安装机械手上底座，机械手上底座一侧安装大臂电机，所述机械手上下底座内部安装有转盘轴承，所述转盘轴承内圈与机械手安装板固接，转盘轴承外圈上方固定安装机械臂支撑座，转盘轴承外圈还配合安装有小齿轮，大臂电机输出轴与小齿轮固接，所述机械臂支撑座上方固接机械臂大臂，机械臂大臂一侧安装有盖板和小臂电机，另一侧安装有机械臂小臂，机械臂小臂前端安装有红外摄像头，所述机械臂大臂内部配合安装有小臂小齿轮和小臂大齿轮，小臂小齿轮与小臂电机连接，小臂大齿轮与小臂转轴连接并通过卡环限位，小臂转轴与机械臂小臂固接并通过轴承配合安装在机械臂大臂内部，轴承通过小臂转轴轴套限位。

轮履组件包括主支架、主动轮组件、支撑轮组件、张紧轮组件以及轮履电机组件。所示主动轮组件通过一对主动轮支撑安装在主支架上方，所述轮履电机组件包括编码器、减速器、和直流电机，直流电机通过电机安装架安装于车身，电机输出轴配合安装主动轮通过皮带与从动轮配合，从动轮与所述主动轮组件固接，所述支撑轮组件包括一对支撑轮摆动悬臂，通过双头螺柱安装在所述主支架上，所述悬臂之间通过支撑轮轴安装支撑轮，所述张紧轮组件一侧通过螺栓固接在主支架上，另一侧安装张紧轮，张紧轮通过蝶形螺母限位。

所述车身包括车身盖板、控制盒、车身底板及轮履组件安装件，所述车身盖板与车身底板固接，所述控制盒安装在车身底板上，所述轮履组件安装件安装在车身底板下面。

所述摄像头安装在车身盖板上。

顶撑组件包括顶撑和顶撑滑动组件，所述顶撑滑动组件包括机械爪滑动板，机械爪滑动板安装在一对滑动导轨上，所述机械爪滑动板上安装有电机安装件，电机安装件安装电机组件，电机轴上安装动力齿轮，动力齿轮与长齿条配合安装，所述及机械爪滑动板上还安装有机械爪外壳，机械爪外壳上方安装电机架，电机架上方安装机械爪开合电机，机械爪开合电机轴上安装机械爪开合齿轮，机械爪开合齿轮位于所述电机架下方与小齿条配合安装于所述机械爪外壳内，机械爪安装在小齿条前端。

所述顶撑包括上壳和下壳，下壳上配合安装主齿轮和从齿轮，主齿轮连接减速箱的输出轴，减速箱上安装盘状电机，所述减速箱安装在主支撑座上，所述从齿轮上固定安装一级套筒，一级套筒内部通过螺纹连接安装二级套筒，二级套筒内部通过螺纹连接三级套筒，所述一级套筒外部还安装有腰部轴承和顶部轴承，腰部轴承和顶部轴承之间安装副支撑，所述三级套筒顶部下方固接铰链安装块，三级套筒上方安装推力关节轴承，关节轴承上方安装顶板，所述铰链安装块下方安装铰链，铰链下方安装在下壳上。

所述的一种轮履式探测救援机器人，其特征在于：顶撑组件中滑动导轨与长齿条平行安装在车身底板上。

所述的一种轮履式探测救援机器人，其特征在于：顶撑组件中所述机械爪有两个，其中一个与小齿条固接，另一个安装在机械爪外壳前端，两机械爪相对安装。

本发明的优点为：（1）多轮履的移动方式既具有高速的移动方式又具有良好的地面适应性；（2）整体结构模块化，维修升级方便。

附图说明

图1是本发明一种轮履式探测救援机器人总体结构图。

图2是本发明一种轮履式探测救援机器人机械手组件结构图。

图3是本发明一种轮履式探测救援机器人机械手局部剖俯视图。

图4是本发明一种轮履式探测救援机器人机械手底座局部剖视图。

图5是本发明一种轮履式探测救援机器人轮履组件结构图。

图6是本发明一种轮履式探测救援机器人轮履组件结构图2。

图7是本发明一种轮履式探测救援机器人轮履主动轮结构图。

图8是本发明一种轮履式探测救援机器人顶撑组件车身底盘结构图。

图9是本发明一种轮履式探测救援机器人顶撑组件局部剖俯视图。

图10是本发明一种轮履式探测救援机器人顶撑局部剖视图。

具体实施方式

如图1所示，一种轮履式探测救援机器人，包括机械臂组件3、轮履组件2、顶撑组件5、摄像头4和车身，车身包括车身盖板6，控制盒1；摄像头4安装在车身盖板6上。

如图2，图3，图4所示，机械臂组件3包括机械手安装板7，机械手安装板7上侧安装机械手下底座8，机械手下底座8上方安装机械手上底座9，机械手上底座9一侧安装大臂电机11，所述机械手上、下底座8、9内部安装有转盘轴承，所述转盘轴承内圈24与机械手安装板7固接，转盘轴承外圈25上方固定安装机械臂支撑座10，转盘轴承外圈25还配合安装有小齿轮26，大臂电机11输出轴与小齿轮26固接，所述机械臂支撑座10上方固接机械臂大臂12，机械臂大臂12一侧安装有盖板13和小臂电机16，另一侧安装有机械臂小臂14，机械臂小臂14前端安装有红外摄像头15，所述机械臂大臂12内部配合安装有小臂小齿轮18和小臂大齿轮23，小臂小齿轮18与小臂电机16连接，小臂大齿轮23与小臂转轴20连接并通过卡环19限位，小臂转轴20与机械臂小臂14固接并通过轴承17、轴承22配合安装在机械臂大臂12内部，轴承22通过小臂转轴轴套21限位。

如图5，图6所示，轮履组件2包括主支架29，主支架29上方通过一对主动轮支撑31安装主动轮组件33，主动轮组件33一侧安装从动带轮47，从动带轮47通过皮带45与主动带轮34配合安装，主动带轮34与直流电机36配合安装，直流电机36与电机安装架35固接，所述直流电机36尾端依次安装减速器37和编码器38，所述主支架29下方两端通过双头螺柱42安装支撑轮摆动悬臂41，悬臂41之间通过支撑轮轴39安装支撑轮40，所述主支架29一端还安装有张紧轮调节内柱30，张紧轮调节内柱30插在张紧轮调节外柱28内部，张紧轮调节内、外柱之间安装调节弹簧49并通过限位螺栓44限位，张紧轮调节外柱28另一端安装张紧轮43，张紧轮43通过蝶形螺母27限位，所述主支架29中间安装车身连接板48，所述主动轮组件34，张紧轮43和支撑轮40外侧配合安装履带32。

如图7所示，所述主动轮组件33包括两个主动齿轮50，两个主动齿轮50之间安装主动轮53，主动轮53和主动齿轮50中心安装主动轮轴52，主动轮轴通过平键51限位。

如图8，图9所示，顶撑组件5包括顶撑和顶撑滑动组件，顶撑滑动组件安装在车身底板64上，车身底板64下方安装轮履组件安装杆65，轮履组件安装杆65与车身连接板48固接，所述顶撑滑动组件包括机械爪滑动板54，机械爪滑动板54安装在一对滑动导轨58上，所述机械爪滑动板54上安装有电机安装件63，电机安装件63安装电机组件59，电机组件59前段安装动力齿轮62，动力齿轮62与长齿条61配合安装，所述机械爪滑动板54上还安装有机械爪外壳60，机械爪外壳60上方安装电机架55，电机架55上方安装机械爪开合电机56，机械爪开合电机56下方安装机械爪开合齿轮67，机械爪开合齿轮67位于所述电机架55下方与小齿条68配合安装于所述机械爪外壳60内，机械爪57安装在小齿条68前端。

如图10所示，所述顶撑包括上壳81和下壳84，下壳84上配合安装主齿轮83和从齿轮70，主齿轮83连接减速箱82的输出轴，减速箱82上安装盘状电机80，所述减速箱82安装在主支撑座66上，所述从齿轮70上固定安装一级套筒71，一级套筒71内部通过螺纹连接安装二级套筒72，二级套筒72内部通过螺纹连接三级套筒73，所述一级套筒71外部还安装有腰部轴承74和顶部轴承78，腰部轴承74和顶部轴承78之间安装副支撑75，所述三级套筒73顶部下方固接铰链安装块77，三级套筒73上方安装推力关节轴承69，推力关节轴承69上方安装顶板79，所述铰链安装块77下方安装铰链76，铰链76下方安装在下壳84上。

顶撑组件5中滑动导轨58与长齿条61平行安装在车身底板64上。

顶撑组件5中机械爪57有两个，其中一个与小齿条68固接，另一个安装在机械爪外壳60前端，两机械爪57相对安装。

工作时，轮履组件2实现移动功能，具体为直流电机36带动主动带轮34旋转，主动带轮34通过皮带45带动从动带轮47旋转，从动带轮47带动主动轮组件33旋转，主动轮组件33带动履带32转动，实现救援机器人的移动，其中履带32的张紧通过张紧轮调节内外螺柱间协调，张紧轮调节外柱28有腰槽，限位螺栓44进行穿过腰槽进行限位，张紧轮内外螺柱之间有调节弹簧49，使张紧轮调节外柱28可以进行在腰槽范围内的微量移动，实现履带32在一定范围内的张紧延长寿命；

机械手组件3实现红外摄像头15的转动，具体为大臂电机11带动小齿轮26旋转，小齿轮26带动转盘轴承外圈25旋转，转盘轴承外圈25带动机械臂支撑底座10旋转，实现机械手的水平旋转，小臂电机16带动小臂小齿轮23旋转，小臂小齿轮23带动小臂大齿轮18转动，小臂大齿轮带动小臂转轴20旋转，小臂转轴20带动机械臂小臂转动，实现机械臂竖直平面内的转动；

顶撑组件5实现顶撑的放置和撑顶重物的功能，具体为盘状电机80通过减速箱82带动主齿轮83旋转，主齿轮83带动从齿轮70旋转，从齿轮70带动一级套筒71旋转，一级套筒71依次通过螺纹配合带动二级套筒72,三级套筒73旋转上升，三级套筒73通过推理关节轴承69推动顶板79上升完成撑顶的功能，三级套筒73下方安装铰链起到防倾斜的功能。