一种越障排爆机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种越障排爆机器人。

背景技术：

排爆机器人在复杂地形排爆，需要机器人能够实时动态的适应环境的需要，如战争时代大量遗留的地雷多分布在偏远的且地形复杂的边界线地区。中国专利200810200780.9、201510564857.0、201510063501.9、201610888246.6、201621087423.2、201710858066.8、201720138951.4先后提出固定宽度履带的单关节单臂机械手排爆机器人系统，仅可以实现地形的越障以及爆炸物品的夹持，对于较为复杂的地形需要采用变宽度履带，同时还需要考虑爆炸品的机器人自动拆除工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种越障排爆机器人，本实用新型结构紧凑，功能多、实时动态控制等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种越障排爆机器人，它包括：

一种越障排爆机器人，其特征在于，该机器人由右手臂、右支腿、头部、胸-腰关节、左手臂、左支腿六个部分组成；

所述的右支腿包括轮子一、连接轴一、蜗轮一、蜗杆一、摆动气缸一、摆动气缸二、连接板一、轮子二、摆动气缸三、履带一、蜗轮二、轮子三、连接板二、履带二、轮子四、蜗杆二、蜗杆三、蜗轮三、连接轴二；

轮子三和轮子四通过履带二啮合传动，轮子一和轮子二通过履带一啮合传动，且轮子四和轮子二共用连接轴二；轮子三的轴和轮子四的连接轴二之间可转动连接连接板二，轮子三的轴上固定连接蜗轮二，蜗轮二与蜗杆二相啮合，蜗杆二的一端与摆动气缸二的轴连接，摆动气缸二的缸体固定在连接板二上；同理，连接轴二固定连接蜗轮三，蜗轮三与蜗杆三相啮合，蜗杆三的一端与摆动气缸三的轴连接，摆动气缸三的缸体固定在连接板二上；轮子一的连接轴一和轮子二的连接轴二之间可转动连接连接板一，轮子一的连接轴一上固定连接蜗轮一，蜗轮一与蜗杆一相啮合，蜗杆一与摆动气缸一的轴连接，摆动气缸一的缸体固定在连接板一上；

所述的左支腿和所述的右支腿结构相同；

所述的胸-腰关节包括胸关节和腰关节，所述的腰关节和胸关节均由前、后、左、右、上五块平板由固定连接而成，所述的左、右支腿的连接轴一分别固定连接在左、右侧的平板上，所述的摆动气缸四的缸体与腰关节上面平板固定连接，摆动气缸四的缸体的转动轴与胸关节的下平板固定连接，所述的摆动气缸五的缸体与胸关节上部平板固定连接，所述的摆动气缸五的转动轴与所述的头部的脖子连接零件、摄像头依次固定连接；

所述的左手臂包括肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节、手指，其中，肩关节包括摆动气缸六、锥齿轮一、肩关节连接板、肩关节连接轴一、肩关节连接轴二、锥齿轮二，大臂包括大臂连接板一、大臂连接板二、大臂连接板三、大臂连接板四、大臂连接板五，肘关节包括肘关节电机、蜗杆四、肘关节连接板一、蜗轮四、肘关节连接板二，小臂包括小臂连接板一、小臂连接板二、小臂连接板三、小臂连接板四，腕关节包括腕关节电机一、蜗杆五、蜗轮五、左手腕关节连接板一、左手腕关节电机二，所述的手指包括左手腕关节电机三、左手腕关节连接板二、左手腕关节连接件；

所述的摆动气缸六的缸体固定连接在所述的腰关节左侧平板上，所述的摆动气缸六的转动轴与肩关节连接轴一固定连接，肩关节连接轴一与肩关节连接板可转动连接，肩关节连接轴一与锥齿轮一固定连接，锥齿轮二与锥齿轮一相啮合，肩关节连接轴二一端与锥齿轮二固定连接，另一端先与肩关节连接板可转动连接后，再固定连接在大臂连接板一上；所述的大臂连接板四、大臂连接板三、大臂连接板五、大臂连接板二分别于内、外、上、下四面固定在大臂连接板一上，所述的肘关节电机的壳体固定连接在大臂连接板二上，转动轴与蜗杆四固定连接，蜗杆四与蜗轮四相啮合，蜗轮四一端与大臂连接板三、大臂连接板四可转动连接，肘关节连接板一两端分别与蜗轮四、小臂连接板二固定连接，肘关节连接板二两端分别与蜗轮四、小臂连接板四固定连接；小臂连接板四、小臂连接板二、小臂连接板一、小臂连接板三分别于内、外、上、下并且之间固定连接形成小臂框架，腕关节电机一的壳体固定在小臂连接板三上，转动轴与蜗杆五固定连接，蜗杆五与蜗轮五相啮合，蜗轮五与小臂连接板二、小臂连接板四可转动连接，左手腕关节连接板一的下端与蜗轮五固定连接，左手腕关节电机二的壳体固定连接在左手腕关节连接板一上，转动轴与左手腕关节连接板二固定连接，左手腕关节电机三的壳体固定连接在左手腕关节连接板二上，转动轴与左手腕关节连接件固定连接；

所述的右手臂也包括肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节、手指，其中肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和所述的左手臂结构相同，所述的右手臂的手指包括右手手指一、右手手指二、右手手指三、右手手指肢体、蜗杆六、蜗轮六、右手手指连接件、右手手指电机，右手腕关节连接板二与右手腕关节电机二的转动轴固定连接，右手手指电机的壳体固定连接在右手腕关节连接板二上，转动轴与蜗杆六固定连接，蜗杆六与蜗轮六相啮合，蜗轮六与右手手指肢体、右手手指连接件可转动连接，右手手指连接件与右手腕关节连接板二固定连接。

优选地，所述的肩关节连接板为L形，所述的左手腕关节连接板一为C形。

优选地，所述的蜗轮一、蜗轮二、蜗轮三、蜗轮四、蜗轮五、蜗轮六的材质均为塑料，蜗杆一、蜗杆二、蜗杆三、蜗杆四、蜗杆五、蜗杆六的材质均为铝合金。

优选地，所述的脖子连接零件、大臂连接板一、大臂连接板二、大臂连接板三、大臂连接板四、大臂连接板五、小臂连接板一、小臂连接板二、小臂连接板三、小臂连接板四均为镂空件。

优选地，所述的摆动气缸一、摆动气缸二、摆动气缸三、摆动气缸四、摆动气缸五、摆动气缸六可用电机替换，肘关节电机、腕关节电机一、左手腕关节电机二、左手腕关节电机三、右手手指电机可用摆动气缸替换。

优选地，所述的脖子连接零件、肩关节连接板、大臂连接板一、大臂连接板二、肘关节连接板一、大臂连接板三、大臂连接板四、大臂连接板五、小臂连接板一、小臂连接板二、肘关节连接板二、小臂连接板三、小臂连接板四、左手腕关节连接板一、左手腕关节连接板二、左手腕关节连接件、右手腕关节连接板二、右手腕关节连接板一、右手手指肢体、右手手指连接件的材质为铝合金或者亚克力材质。

优选地，所述的连接轴一、连接轴二、锥齿轮一、肩关节连接轴一、肩关节连接轴二、锥齿轮二的材质为铝合金，连接板一、连接板二、轮子一、轮子二、轮子三、轮子四的材质为塑料。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型利用多根并行履带进行越障，履带宽度可以根据实际需要进行调整，同时可以用于关节高度的调整；

2.本实用新型左右两手抓分别可以带动螺丝刀或扳手的环转和抓取，可以协调灵巧的完成复杂的拆卸动作。

3.本实用新型采用摄像头、腰-胸关节、手臂360度旋转，可以实现无死角完成各种复杂任务。

附图说明

图1是越障排爆机器人的总体机械结构图；

图2是越障排爆机器人的支腿机械结构图；

图3是越障排爆机器人的支腿和腰关节机械结构图；

图4是越障排爆机器人的不含手臂机械结构图；

图5是越障排爆机器人的左手臂机械结构图；

图6是越障排爆机器人的左手臂肘关节局部机械结构放大图；

图7是越障排爆机器人的右手臂机械结构图；

图8是越障排爆机器人的右手多手指机械结构图；

图9是越障排爆机器人的右手单手指机械结构局部放大图；

图中：右手臂1、右支腿2、头部3、胸-腰关节4、左手臂5、左支腿6、轮子一7、连接轴一8、蜗轮一9、蜗杆一10、摆动气缸一11、摆动气缸二12、连接板一13、轮子二14、摆动气缸三15、履带一16、蜗轮二17、轮子三18、连接板二19、履带二20、轮子四21、蜗杆二22、蜗杆三23、蜗轮三24、连接轴二25、摆动气缸四26、腰关节上面板27、脖子连接零件28、摄像头29、摆动气缸五30、胸关节上面板31、摆动气缸六32、锥齿轮一33、肩关节连接板34、肩关节连接轴一35、肩关节连接轴二36、锥齿轮二37、大臂连接板一38、大臂连接板二39、肘关节电机40、蜗杆四41、肘关节连接板一42、大臂连接板三43、大臂连接板四44、大臂连接板五45、蜗轮四46、小臂连接板一47、小臂连接板二48、肘关节连接板二49、小臂连接板三50、腕关节电机一51、蜗杆五52、蜗轮五53、小臂连接板四54、左手腕关节连接板一55、左手腕关节电机二56、左手腕关节电机三57、左手腕关节连接板二58、左手腕关节连接件59、右手手指一60、右手手指二61、右手手指三62、右手腕关节连接板二63、右手腕关节连接板一64、右手手指肢体65、蜗杆六66、蜗轮六67、右手手指连接件68、右手手指电机69、右手腕关节电机二70。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本实用新型，本实用新型的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-9所示，一种越障排爆机器人，该机器人由右手臂1、右支腿2、头部3、胸-腰关节4、左手臂5、左支腿6六个部分组成；

右支腿2包括轮子一7、连接轴一8、蜗轮一9、蜗杆一10、摆动气缸一11、摆动气缸二12、连接板一13、轮子二14、摆动气缸三15、履带一16、蜗轮二17、轮子三18、连接板二19、履带二20、轮子四21、蜗杆二22、蜗杆三23、蜗轮三24、连接轴二25；

轮子三18和轮子四21通过履带二20啮合传动，轮子一7和轮子二14通过履带一16啮合传动，且轮子四21和轮子二14共用连接轴二25；轮子三18的轴和轮子四21的连接轴二25之间可转动连接连接板二19，轮子三18的轴上固定连接蜗轮二17，蜗轮二17与蜗杆二22相啮合，蜗杆二22的一端与摆动气缸二12的轴连接，摆动气缸二12的缸体固定在连接板二19上；同理，连接轴二25固定连接蜗轮三24，蜗轮三24与蜗杆三23相啮合，蜗杆三23的一端与摆动气缸三15的轴连接，摆动气缸三15的缸体固定在连接板二19上；轮子一7的连接轴一8和轮子二14的连接轴二25之间可转动连接连接板一13，轮子一7的连接轴一8上固定连接蜗轮一9，蜗轮一9与蜗杆一10相啮合，蜗杆一10与摆动气缸一11的轴连接，摆动气缸一11的缸体固定在连接板一13上；

左支腿6和所述的右支腿2结构相同；

胸-腰关节4包括胸关节和腰关节，腰关节和胸关节均由前、后、左、右、上五块平板由固定连接而成，左、右支腿的连接轴一分别固定连接在左、右侧的平板上，摆动气缸四26的缸体与腰关节上面平板固定连接，摆动气缸四26的缸体的转动轴与胸关节的下平板固定连接，摆动气缸五30的缸体与胸关节上部平板31固定连接，摆动气缸五30的转动轴与头部3的脖子连接零件28、摄像头29依次固定连接；

左手臂5包括肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节、手指，其中，肩关节包括摆动气缸六32、锥齿轮一33、肩关节连接板34、肩关节连接轴一35、肩关节连接轴二36、锥齿轮二37，大臂包括大臂连接板一38、大臂连接板二39、大臂连接板三43、大臂连接板四44、大臂连接板五45，肘关节包括肘关节电机40、蜗杆四41、肘关节连接板一42、蜗轮四46、肘关节连接板二49，小臂包括小臂连接板一47、小臂连接板二48、小臂连接板三50、小臂连接板四54，腕关节包括腕关节电机一51、蜗杆五52、蜗轮五53、左手腕关节连接板一55、左手腕关节电机二56，所述的手指包括左手腕关节电机三57、左手腕关节连接板二58、左手腕关节连接件59；

摆动气缸六32的缸体固定连接在所述的腰关节左侧平板上，摆动气缸六32的转动轴与肩关节连接轴一35固定连接，肩关节连接轴一35与肩关节连接板34可转动连接，肩关节连接轴一35与锥齿轮一33固定连接，锥齿轮二37与锥齿轮一33相啮合，肩关节连接轴二36一端与锥齿轮二37固定连接，另一端先与肩关节连接板34可转动连接后，再固定连接在大臂连接板一38上；大臂连接板四44、大臂连接板三43、大臂连接板五45、大臂连接板二39分别于内、外、上、下四面固定在大臂连接板一38上，肘关节电机40的壳体固定连接在大臂连接板二39上，转动轴与蜗杆四41固定连接，蜗杆四41与蜗轮四46相啮合，蜗轮四46一端与大臂连接板三43、大臂连接板四44可转动连接，肘关节连接板一42两端分别与蜗轮四46、小臂连接板二48固定连接，肘关节连接板二49两端分别与蜗轮四46、小臂连接板四54固定连接；小臂连接板四54、小臂连接板二48、小臂连接板一47、小臂连接板三50分别于内、外、上、下并且之间固定连接形成小臂框架，腕关节电机一51的壳体固定在小臂连接板三50上，转动轴与蜗杆五52固定连接，蜗杆五52与蜗轮五53相啮合，蜗轮五53与小臂连接板二48、小臂连接板四54可转动连接，左手腕关节连接板一55的下端与蜗轮五53固定连接，左手腕关节电机二56的壳体固定连接在左手腕关节连接板一55上，转动轴与左手腕关节连接板二58固定连接，左手腕关节电机三57的壳体固定连接在左手腕关节连接板二58上，转动轴与左手腕关节连接件59固定连接；

右手臂1也包括肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节、手指，其中肩关节、大臂、肘关节、小臂、腕关节和所述的左手臂1结构相同，所述的右手臂1的手指包括右手手指一60、右手手指二61、右手手指三62、右手手指肢体65、蜗杆六66、蜗轮六67、右手手指连接件68、右手手指电机69，右手腕关节连接板二63与右手腕关节电机二70的转动轴固定连接，右手手指电机69的壳体固定连接在右手腕关节连接板二63上，转动轴与蜗杆六66固定连接，蜗杆六66与蜗轮六67相啮合，蜗轮六67与右手手指肢体65、右手手指连接件68可转动连接，右手手指连接件68与右手腕关节连接板二63固定连接。

为了减少零件数量和维护方便，所述的肩关节连接板34为L形，所述的左手腕关节连接板一55为C形。

为了减轻机器人的整体重量，同时保持一定的强度，所述的蜗轮一9、蜗轮二17、蜗轮三24、蜗轮四46、蜗轮五53、蜗轮六67的材质均为塑料，蜗杆一10、蜗杆二22、蜗杆三23、蜗杆四41、蜗杆五52、蜗杆六66的材质均为铝合金；脖子连接零件28、大臂连接板一38、大臂连接板二39、大臂连接板三43、大臂连接板四44、大臂连接板五45、小臂连接板一47、小臂连接板二48、小臂连接板三50、小臂连接板四54均为镂空件；所述的脖子连接零件28、肩关节连接板34、大臂连接板一38、大臂连接板二39、肘关节连接板一42、大臂连接板三43、大臂连接板四44、大臂连接板五45、小臂连接板一47、小臂连接板二48、肘关节连接板二49、小臂连接板三50、小臂连接板四54、左手腕关节连接板一55、左手腕关节连接板二58、左手腕关节连接件59、右手腕关节连接板二63、右手腕关节连接板一64、右手手指肢体65、右手手指连接件68的材质为铝合金或者亚克力材质；连接轴一8、连接轴二25、锥齿轮一33、肩关节连接轴一35、肩关节连接轴二36、锥齿轮二37的材质为铝合金，连接板一13、连接板二19、轮子一7、轮子二14、轮子三18、轮子四21的材质为塑料。

优选地，所述的摆动气缸一11、摆动气缸二12、摆动气缸三15、摆动气缸四26、摆动气缸五30、摆动气缸六32可用电机替换，肘关节电机40、腕关节电机一51、左手腕关节电机二56、左手腕关节电机三57、右手手指电机69可用摆动气缸替换。

摆动气缸二12、蜗轮二17、蜗杆二22驱动轮子三18作为主动轮带动履带二20前进或者后退，摆动气缸三15、蜗杆三23、蜗轮三24驱动轮子二14带动16与摆动气缸一11带动蜗轮一9、蜗杆一10相配合，一起调整右手臂1、头部3、胸-腰关节4的高度。摆动气缸四26、摆动气缸五30则用于调整胸关节、头部3、右手臂1、左手臂5实现360度环转运动。摆动气缸六32、肩关节连接轴一35、肩关节连接轴二36、锥齿轮二37则带动左大臂、左小臂、左腕关节环转运动；肘关节电机40、蜗杆四41、蜗轮四46带动左小臂、左腕关节屈伸运动；腕关节电机一51、蜗杆五52、蜗轮五53带动左腕关节屈伸运动；左手腕关节电机二56带动左腕关节收展运动，左手腕关节电机三57带动螺丝刀或扳手的环转运动。右手手指一60、右手手指二61、右手手指三62由电机带动蜗轮蜗杆实现抓取。

本实用新型，通过控制摆动气缸和电机，实现排爆机器人位姿的控制，可以动态的动作，并且可以实现精确的轨迹控制，本实用新型拥有其他排爆机器人无法比拟的优势。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为实用新型的优选实例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在实用新型的保护范围之内。