一种全地形机器人的制作方法

本发明涉及机械机器人技术领域，尤其涉及一种全地形机器人。

背景技术：

由于全地形机器人在军事、太空探索、抢险救灾、现代化服务、野外科考作业等领域有着独特的优势，近年来，国内外对于全地形机器人的研究越来越重视。

全地形移动机器人目前主要由以下的几个难题：一是移动速度较低；二是适应复杂地形的能力不强；三是感知环境的能力有限，比如在夜间视觉系统受到局限；四是主动控制机器人越障做得较好但效率很低，被动适应地形越障方式环境适应能力有限，但效率很高，二者之间的平衡点很难掌握，因此亟需设计一种全地形机器人，来突破现有困境，在保证安全性、节省人力资源的基础上实现转向功能、爬坡功能和越障功能，这种全地形机器人尤其适用于我国目前的军事、太空探索、抢险救灾、现代化服务、野外科考作业等领域。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种全地形机器人，有效解决在危险环境、复杂环境和狭窄空间中作业的问题，达到提高效率、保证安全和节省人力资源的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种全地形机器人，包括机器人本体、驱动装置、控制装置和抬升装置，所述驱动装置为所述机器人本体的动力系统，用于驱动机器人本体；所述控制装置控制机器人本体完成转向、爬坡的动作；所述抬升装置实现机器人本体完成越障的动作；

所述机器人本体包括底盘、悬架部和配重部；

所述驱动装置包括第一舵机、第一固定支架、履带和车轮；

所述控制装置包括黑标传感器、触碰传感器和触须传感器；

所述抬升装置包括第二舵机和第二固定支架。

作为本发明的进一步改进，所述底盘采用平板式结构，在所述底盘上均匀开设通孔，降低底盘的重量。所述底盘的长边开设11个通孔，短边开设7个孔，相邻两通孔之间的间距为底盘的壁厚。

作为本发明的进一步改进，所述悬架部包括前行走轮、u型支架、橡胶连接带、双足支杆、悬架底盘和输出支架，所述前行走轮通过所述输出支架与所述双足支杆相连，所述u型支架固定在所述底盘上，所述悬架底盘与所述橡胶连接带相连，所述抬升装置传递过来的动力通过双足支杆将动力传递至悬架底盘和输出支架。

作为本发明的进一步改进，所述车轮包括中行走轮和后行走轮，所述第一舵机驱动所述车轮运动，所述履带连接所述中行走轮和后行走轮。

作为本发明的进一步改进，所述第一舵机和车轮分别设有六个，每个第一舵机分别驱动一个车轮，所述车轮通过传动轴与所述第一舵机连接，通过所述第一舵机的不同转速实现所述全地形机器人的差速转向。

作为本发明的进一步改进，在所述全地形机器人翻越栅格板、攀爬楼梯、走独木桥时，所述前行走轮、中行走轮和后行走轮为履带轮，在所述履带的外表面加固一排柳钉提供防滑保障，当所述全地形机器人在管道中行驶时，将所述履带缠上棉花，提高通过性。

作为本发明的进一步改进，所述黑标传感器包括第一固定孔和黑标传感器元件，所述触碰传感器包括第二固定孔和触碰开关，所述触须传感器由第三固定孔和弹簧触须，所述黑标传感器用于基础循迹，所述触须传感器用于检测障碍，所述黑标传感器安装贴近地面且与地面平行，所述触须传感器的弹簧触须与地面平行安装。

作为本发明的进一步改进，所述第一固定支架采用u型钣金制成，所述第一固定支架安装所述第一舵机的一侧设有矩形槽。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的全地形机器人能够通过车轮的不同转速实现差速转向，进而实现转向能力；通过在履带的外表面加固一排柳钉提供防滑保障，实现全地形机器人的爬坡能力；在抬升装置的驱动下，依次完成双足支杆抬升、悬架底盘抬升、前行走轮抬升，进而实现越障能力；通过六个第一舵机分别驱动六个车轮，提高全地形机器人的前进速度、复杂地形的适应能力与动力储备；通过黑标传感器、触须传感器和触碰传感器实现对环境的感知能力；具有节省人力资源，保证安全等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的机器人本体的结构示意图；

图3是本发明的驱动装置的结构示意图；

图4是本发明的控制装置的结构示意图；

图5是本发明的抬升装置的结构示意图。

其中，100、机器人本体；110、底盘；120、悬架部；130、配重部；121、前行走轮；122、u型支架；123、橡胶连接带；124、双足支杆；125、悬架底盘；126、输出支架；200、驱动装置；210、第一舵机；220、第一固定支架；230、履带；240、车轮；231、铆钉；241、中行走轮；242、后行走轮；243、传动轴；300、控制装置；310、黑标传感器；320、触碰传感器；330、触须传感器；311、第一固定孔；312、黑标传感器元件；321、第二固定孔；322、触碰开关；331、第三固定孔；332、弹簧触须；400、抬升装置；410、第二舵机；420、第二固定支架。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明(本发明)一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明提供了一种全地形机器人，包括机器人本体100、驱动装置200、控制装置300、抬升装置400。

机器人本体100为全地形机器人总体结构，包括底盘110、悬架部120、配重部130。

驱动装置200为全地形机器人的动力系统，用于驱动全地形机器人，包括第一舵机210、第一固定支架220、履带230、车轮240。

控制装置300为全地形机器人的控制系统，控制全地形机器人完成转向、爬坡和越障的技术动作，包括黑标传感器310、触碰传感器320、触须传感器330。

抬升装置400为全地形机器人的抬升系统，用于抬升全地形机器人进而完成越障功能，包括第二舵机410、第二固定支架420。

如图2所示，所述底盘110采用平板式结构，所述悬架部120包括前行走轮121、u型支架122、橡胶连接带123、双足支杆124、悬架底盘125、输出支架126，所述前行走轮121通过所述输出支架126与所述双足支杆124相连，所述u型支架122安装在所述底盘110上，所述悬架底盘125与所述橡胶连接带123相连。在所述底盘110上均匀开设通孔，降低底盘110的重量。所述底盘110的长边开设11个通孔，短边开设7个孔，相邻两通孔之间的间距为底盘110的壁厚。

如图3所示，所述驱动装置200包括第一舵机210、第一固定支架220、履带230、车轮240，所述车轮240包括中行走轮241和后行走轮242，所述第一舵机210驱动所述车轮240，所述履带230连接所述中行走轮241和后行走轮242。所述第一舵机为标准圆周舵机。

如图4所示，所述黑标传感器310由第一固定孔311与黑标传感器元件312组成，所述触碰传感器320由第二固定孔321和触碰开关322组成，所述触须传感器330由第三固定孔331和弹簧触须332组成。所述黑标传感器310的安装贴近地面且与地面平行，所述触须传感器的弹簧触须332与地面平行安装。

如图5所示，所述第二舵机410采用一个180度伺服舵机，抬升悬架部120，所述第二舵机410固定在第二固定支架420上。

具体的，所述前行走轮121、中行走轮241和后行走轮242采用柳钉履带轮，通过在履带的外表面加固一排柳钉231，提供防滑保障，当所述全地形机器人在管道中行驶时，将所述履带缠上棉花，提高通过性。

具体的，所述第一周舵机210共有六个，分别驱动六个车轮240。所述第一固定支架220采用u型钣金设计，在安装所述第一舵机210的那一面开出矩形槽。所述车轮240通过传动轴243与所述第一舵机210一一连接。

全地形机器人工作时，分别有五种对应地形：

1、当全地形机器人通过栅格地形时,所述第一舵机210驱动所述车轮240转动，进而带动所述履带230的转动，当所述全地形机器人在栅格中卡轮时，加固在所述履带230外表面上的柳钉231提供抓地力；当所述全地形机器人因为路面坑洼，车身失去平衡时，独立悬挂的前行走轮121为全地形机器人保证平衡。

2、当全地形机器人通过减速带时，所述底盘110的较高离地间隙和所述车轮240的较短轴距保证全地形机器人在通过减速带时不会出现悬空现象。

3、当全地形机器人通过台阶时，所述第二舵机410驱动所述第二固定支架420带动所述双足支杆124驱动所述悬架底盘125进而抬升前行走轮121，通过抬升所述前行走轮121实现全地形机器人攀爬功能。

4、当全地形机器人通过石块时，全地形机器人的6个分别与车轮240相连的第一舵机210为全地形机器人提供车身稳定性。

5、当全地形机器人通过隧道地形时，所述触须传感器330触碰墙壁产生控制信号，所述第一舵机210调节内外轮速度，实现全地形机器人的差速转向；所述履带230在通过隧道时缠上棉花以增大抓地力。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。