专利名称：一种带有充气车体的地面移动机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及地面移动机器人，特别涉及一种带有充气车体的地面移动机器人。
背景技术：
地面移动机器人是采用遥控、自主或半自主等方式在地面运动的自动化设备。地面移动机器人运动能力的高低，是移动机器人的主要性能之一。提高地面移动机器人运动性能的方法之一，是减轻机器人的重量。由于机器人的越野能力要求，使得机器人必须具有一定的长度、宽度和高度，因而，如何在体积基本固定的情况下减轻机器人的重量就成为关键。如果机器人重量减轻，可以使其速度更快，负重更多，所需电机功率小，相应的蓄电池容量也可以减小；如果机器人重量太大，则会导致运动速度慢，越障能力差，负载能力差。现在地面移动机器人，一般采取框架-蒙皮的车体结构来减轻重量。由于地面移动机器人车体必须具有一定的强度、刚度，保证电机支撑定位、前后车轮支撑定位、抗扭曲等作用，所以框架与固定结构也必须具有一定重量，使现有地面移动机器人难以进一步减重。因此，如何在保证地面移动机器人具有良好的运动性能的前提下，有效降低地面移动机器人的重量是一个难点。
发明内容
本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提出了一种带有充气车体的地面移动机器人，可以有效降低地面移动机器人的重量，并使其具有良好的运动性能。为了实现上述目的本发明实施例采取的技术方案是一种带有充气车体的地面移动机器人，包括车体，设于车体侧部的移动机构，设于车体内的电气与控制模块和电源模块，以及设于车体上的驱动及传动机构，所述驱动及传动机构与所述移动机构的数量相对应，各自的驱动及传动机构与各自移动机构相连，所述车体包括上车体、下车体和下车体骨架，所述上车体与所述下车体相连接并形成密闭的气包式车厢，所述上车体上设有气嘴，所述气嘴用于充气和放气，所述下车体固定在所述下车体骨架上，其中，所述上车体及所述下车体均由轻质材料制成。具体地，作为优选，所述轻质材料为皮革、人造皮革或者橡胶。具体地，作为优选，所述移动机构为履带式，包括设于对称车体两侧的两个履带和四个车轮，其中，每个履带内部设置着前后布置的两个车轮。具体地，作为优选，所述上车体和所述下车体的外缘分别设有各自的褶边，所述上车体和所述下车体通过各自的褶边相连，并通过设置在所述各自的褶边上的螺栓螺母固定，所述各自的褶边均由硬质铝制材料制成。具体地，作为优选，所述下车体骨架设置在所述下车体的底部，并且所述下车体骨架与所述下车体的底部通过粘结固定。具体地，作为优选，每个所述驱动及传动机构均包括电机、电机端盖及毡圈，所述电机的输出轴穿过所述车体并穿入与其相对应的所述移动机构中，穿出所述车体的所述输出轴上套接着电机端盖，通过所述电机端盖及螺钉将所述电机与所述车体固定在一起，所述电机端盖的前端面上设有凹槽，所述凹槽内放置所述毡圈，通过所述毡圈实现水封及油封，所述电机的输出轴上设有键，通过所述键将所述输出轴与所述移动机构连接在一起。进一步地，为了防止气体从所述驱动及传动机构进入所述车体内腔，所述电机的外部套设有密封袋，所述密封袋由不透气材料制成，所述密封袋的端口胶合在所述下车体的内壁，使所述车体的内腔形成一个密闭的空间以形成气封。进一步地，为了保证每个移动机构运行的一致性，所述车体同侧的所述驱动及传动机构中的所述电机端盖之间连接有电机端盖连接件，通过所述电机端盖连接件使得所述车体同侧的所述移动机构在移动时能够保持其行驶方向的一致性。具体地，作为优选，所述电机端盖连接件整体为板材，其上设有穿孔和通孔，所述穿孔用于穿过所述电机的输出轴，所述通孔用于穿过所述螺钉。本发明实施例的有益效果是相比现有技术中的框架结构车体要靠框架支撑与保持、抗扭曲、抵抗外力，框架强度要求很大，截面积不能太小，车体重量不能做到很小；本发明实施例采用轻质材料制成的上车体、下车体，在充完气后，整个车体成为一个坚硬的气包，因而本发明实施例的整体重量比现有技术中的框架式结构轻的多，使得地面移动机器人总体重量大为减轻，而且由于本发明实施例主要通过高压气包受力，车体具有很大的强度与硬度，保证车体在受拉伸、扭曲、撞击时能保证车体强度，以及移动机构的定位，而且正常工作时，车体还具有一定弹性，在受到外力冲击或者跌落时，可以起到缓冲作用。因此，本发明实施例在保证地面移动机器人具有良好的运动性能的前提下，有效降低地面移动机器人的重量，提高了机器人的功率重量比，从而使得机器人具有负重大、移动快的优点。
图1是本发明实施例所述带有充气车体的地面移动机器人的立体图；图2是图1的爆炸视图；图3是图2中A的局部放大视图；图4是本发明实施例所述上车体与下车体接合部分的局部视图。图中1履带，2车轮，3键，4螺钉，5电机端盖连接件，6电机端盖，7毡圈，8电机， 9密封袋，10上车体，11气嘴，12电气与控制模块，13电源模块，14下车体骨架，15下车体。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。如图1-2所示，一种带有充气车体的地面移动机器人，包括车体，设于车体侧部的多个移动机构，设于车体内的电气与控制模块12和电源模块13，以及设于车体上的驱动及传动机构，所述驱动及传动机构与所述移动机构的数量相对应，各自的驱动及传动机构与各自的移动机构相连，所述车体包括上车体10、下车体15和下车体骨架14，所述上车体10 与所述下车体15相连接并形成密闭的气包式车厢，所述上车体10上设有气嘴11，所述气嘴 11用于充气和放气，所述下车体15固定在所述下车体骨架14上，其中，所述上车体10及所述下车体15均由轻质材料制成。相比现有技术中的框架结构车体要靠框架支撑与保持、抗扭曲、抵抗外力，框架强度要求很大，截面积不能太小，车体重量不能做到很小；本发明实施例采用轻质材料制成的上车体10、下车体15，在充完气后，整个车体相当于一个气包，因而本发明实施例的整体重量比现有技术中的框架式结构轻的多，使得地面移动机器人总体重量大为减轻，而且由于本发明实施例主要通过高压气包受力，车体具有很大的强度与硬度，保证车体在受拉伸、扭曲、撞击时能保证车体强度，而且正常工作时，车体还具有一定弹性，在受到外力冲击或者跌落时，可以起到缓冲作用。因此，本发明实施例在保证地面移动机器人具有良好的运动性能的前提下，有效降低地面移动机器人的重量，提高了机器人的功率重量比，从而使得机器人具有负重大、移动快的优点。具体地，所述移动机构，可以采用履带式、车轮式或其它形式的移动机构。具体地，作为优选，如图1所示，本例中，所述移动机构为履带式，包括设于对称车体两侧的两个履带1和四个车轮2，其中，每个履带1内部设置着前后布置的两个车轮2。具体地，作为优选，所述轻质材料为皮革、人造皮革或者橡胶。具体地，作为优选，参见图2，所述上车体10和所述下车体15的外缘分别设有各自的褶边，所述上车体10和所述下车体15通过各自的褶边相连，并通过设置在所述各自的褶边上的螺栓螺母固定，从而形成密封性良好的气包，其中，所述各自的褶边均由硬质铝制材料制成。具体的，如图2及图4所示，本例中，所述上车体10和下车体15的褶边由硬质铝制材料制成，其余部分采用皮革或者人造皮革或者橡胶制成，褶边和其余部分胶合在一起， 然后用螺栓螺母将上车体10和下车体15的褶边固结在一起，从而能够实现良好的密封效^ ο具体地，作为优选，如图2所示，所述下车体骨架14设置在所述下车体15的底部， 并且所述下车体骨架14与所述下车体15的底部通过粘结固定，使所述下车体15底部在充气后不会涨的太大而离地面太近。具体地，作为优选，如图3所示，每个所述驱动及传动机构均包括电机8、电机端盖 6及毡圈7，所述电机8的输出轴穿过所述车体并穿入与其相对应的移动机构中，穿出所述车体的所述输出轴上套接着电机端盖6，通过所述电机端盖6及螺钉4将所述电机8与所述车体固定在一起，所述电机端盖6的前端面上设有凹槽，所述凹槽内放置所述毡圈7，通过所述毡圈7实现水封及油封，所述电机8的输出轴上设有键3，通过所述键3将所述输出轴与所述移动机构连接在一起。进一步地，如图3所示，为了防止气体从所述驱动及传动机构进入所述车体内腔， 所述电机8的外部套设有密封袋9，所述密封袋9由不透气材料制成，所述密封袋9的端口胶合在所述下车体15的内壁，使所述车体的内腔形成一个密闭的空间以形成气封。从而整个车体形成一个密闭的气包，使得车体的密封性能良好，使所述地面移动机器人能够在水中运动，具备两栖运动能力。进一步地，为了保证每组履带式车轮中两个车轮的运行的一致性，如图2所示，所述车体同侧的所述履带式车轮所对应的所述电机端盖6之间连接有电机端盖连接件5，通过所述电机端盖连接件5使得所述车体同侧的所述移动机构在移动时能够保持其行驶方向的一致性。本例中，保持了同侧的两个车轮2行驶方向的一致性。具体地，作为优选，如图2所示，所述电机端盖连接件5整体为板材，其上设有穿孔和通孔，所述穿孔用于穿过所述电机8的输出轴，所述通孔用于穿过所述螺钉4。如图2、图3及图4所示，由于密封环境下会产生散热的问题，为解决散热的问题， 除选择散热性能良好的硬质铝制材料作为上车体10和下车体15的褶边，同时选择散热性能良好的电机端盖连接件5和电机端盖6作为驱动部分的散热元件。特别的，参见图2，当机器人需要维修时，只需要松开上车体10和下车体15之间固连的螺栓螺母，让上车体10与下车体15分开即可；当气包有漏气情况发生时，在漏气的地方涂上用胶水补漏即可，维修十分方便。进一步地，参见图2所示，车体内部设有加强筋，所述加强筋采用薄而韧的材料制成，它只起到辅助定位的作用。以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种带有充气车体的地面移动机器人，包括车体，设于车体侧部的移动机构，设于车体内的电气与控制模块和电源模块，以及设于车体上的驱动及传动机构，所述驱动及传动机构与所述移动机构的数量相对应，各自的驱动及传动机构与各自移动机构相连，其特征在于，所述车体包括上车体、下车体和下车体骨架，所述上车体与所述下车体相连接并形成密闭的气包式车厢，所述上车体上设有气嘴，所述气嘴用于充气和放气，所述下车体固定在所述下车体骨架上，其中，所述上车体及所述下车体均由轻质材料制成。
2.如权利要求1所述的地面移动机器人，其特征在于，所述轻质材料为皮革、人造皮革或者橡胶。
3.如权利要求1所述的地面移动机器人，其特征在于，所述移动机构为履带式，包括设于对称车体两侧的两个履带和四个车轮，其中，每个履带内部设置着前后布置的两个车轮。
4.如权利要求1所述的地面移动机器人，其特征在于，所述上车体和所述下车体的外缘分别设有各自的褶边，所述上车体和所述下车体通过各自的褶边相连，并通过设置在所述各自的褶边上的螺栓螺母固定，所述各自的褶边均由硬质铝制材料制成。
5.如权利要求1所述的地面移动机器人，其特征在于，所述下车体骨架设置在所述下车体的底部，并且所述下车体骨架与所述下车体的底部通过粘结固定。
6.如权利要求1所述的地面移动机器人，其特征在于，每个所述驱动及传动机构均包括电机、电机端盖及毡圈，所述电机的输出轴穿过所述车体并穿入与其相对应的所述移动机构中，穿出所述车体的所述输出轴上套接着电机端盖，通过所述电机端盖及螺钉将所述电机与所述车体固定在一起，所述电机端盖的前端面上设有凹槽，所述凹槽内放置所述毡圈，通过所述毡圈实现水封及油封，所述电机的输出轴上设有键，通过所述键将所述输出轴与所述移动机构连接在一起。
7.如权利要求6所述的地面移动机器人，其特征在于，所述电机的外部套设有密封袋， 所述密封袋由不透气材料制成，并且所述密封袋的端口胶合在所述下车体的内壁，使所述车体的内腔形成一个密闭的空间以形成气封。
8.如权利要求6所述的地面移动机器人，其特征在于，所述车体同侧的所述驱动及传动机构中的所述电机端盖之间连接有电机端盖连接件，通过所述电机端盖连接件使得所述车体同侧的所述移动机构在移动时能够保持其行驶方向的一致性。
9.如权利要求1-8任一项权利要求所述的地面移动机器人，其特征在于，所述电机端盖连接件整体为板材，其上设有穿孔和通孔，所述穿孔用于穿过所述电机的输出轴，所述通孔用于穿过所述螺钉。
全文摘要
本发明公开了一种带有充气车体的地面移动机器人，包括车体、移动机构、电气与控制模块和电源模块，以及驱动及传动机构，驱动及传动机构与移动机构的数量相对应，各自的驱动及传动机构与各自的移动机构相连，车体包括上车体、下车体和下车体骨架，上车体与下车体相连接并形成密闭的气包式车厢，上车体上设有气嘴，下车体固定在下车体骨架上，其中，上车体及下车体均由轻质材料制成。本发明实施例在以轻质、坚硬的充气车体作为车体受力结构，从而有效降低地面移动机器人的车体重量，提高了机器人的功率重量比，从而使得机器人具有负重大、移动快的优点，同时由于其密封性好，机器人还可以在水中运动，使其具有两栖能力。
文档编号B62D55/26GK102381358SQ201110279609
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者任沛杰, 吴倩颖, 朱建国, 王成, 赵正阳, 高峻峣, 黄承祖 申请人:北京理工大学