一种履带机器人的制作方法

1.本发明涉及管道机器人技术领域，尤其涉及一种履带机器人。


背景技术：

2.城市污水管道因地势或历史遗留问题，会出现各种复杂的环境。对于斜坡、壕沟和垂直障碍这样的复杂的地形时有发生，常规的轮式检测机器人无法通过。
3.由于履带机器人具有转向灵活、不宜打滑、越障能力好、爬坡性能强等优点，所以在跨越坡面、淤积等环境有较大的优势。但现有的履带机器人的跨越距离、攀爬能力、通过沟壑的能力较差，难以适应复杂的场景，无法在狭窄的管道进行环境探查，因此不适合复杂环境的探测。


技术实现要素：

4.本发明提供一种履带机器人，用以解决现有履带机器人的跨越距离、攀爬能力、通过沟壑的能力较差，难以适应复杂的场景，无法在狭窄的管道进行环境探查，因此不适合复杂环境的探测的问题。
5.本发明实施例提供一种履带机器人，包括：
6.底盘，所述底盘中设有驱动电机和摆臂电机；
7.第一轮组和第二轮组，所述第一轮组设置在所述底盘第一端的两侧，所述第二轮组设置在所述底盘第二端的两侧，所述第一轮组和/或所述第二轮组与所述驱动电机传动连接；
8.多个摆臂组件，每个所述摆臂组件均包括：摆臂主动轮、摆臂从动轮、摆臂支架和传动机构；所述摆臂支架上设有所述摆臂从动轮和所述摆臂主动轮，所述摆臂主动轮通过摆臂履带与所述摆臂从动轮传动连接，所述摆臂支架通过所述传动机构与所述摆臂电机传动连接，所述摆臂主动轮与所述第一轮组或所述第二轮组可拆卸地连接。
9.根据本发明提供的一种履带机器人，多个所述摆臂组件包括：第一摆臂组件和第二摆臂组件；
10.所述第一摆臂组件的所述摆臂主动轮与所述第一轮组的一侧连接，所述第二摆臂组件的所述摆臂主动轮与所述第二轮组的一侧连接。
11.根据本发明提供的一种履带机器人，多个所述摆臂组件包括：第一摆臂组件、第二摆臂组件、第三摆臂组件和第四摆臂组件；
12.所述第一摆臂组件和所述第三摆臂组件的所述摆臂主动轮连接在所述第一轮组的两侧，所述第二摆臂组件和所述第四摆臂组件的所述摆臂主动轮连接在所述第二轮组的两侧。
13.根据本发明提供的一种履带机器人，所述摆臂电机包括：
14.第一摆臂电机，所述第一摆臂组件的所述摆臂支架与所述第一摆臂电机传动连接；
15.第二摆臂电机，所述第二摆臂组件的所述摆臂支架与所述第二摆臂电机传动连接；
16.第三摆臂电机，所述第三摆臂组件的所述摆臂支架与所述第三摆臂电机传动连接；
17.第四摆臂电机，所述第四摆臂组件的所述摆臂支架与所述第四摆臂电机传动连接。
18.根据本发明提供的一种履带机器人，所述履带机器人还包括：
19.转轮，所述转轮可拆卸地与所述摆臂支架、所述摆臂主动轮、所述第一轮组和所述第二轮组中的至少一者连接。
20.根据本发明提供的一种履带机器人，所述履带机器人还包括：
21.升降机构，所述升降机构设置在所述底盘上；
22.扫描机构，所述扫描机构设置在所述升降机构的升降端。
23.根据本发明提供的一种履带机器人，所述履带机器人还包括：
24.第一底盘履带，所述第一底盘履带设置在所述第一轮组和第二轮组对应的第一端上；
25.第二底盘履带，所述第二底盘履带设置在所述第一轮组和第二轮组对应的第二端上。
26.根据本发明提供的一种履带机器人，所述驱动电机包括：
27.第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述第一轮组和/或所述第二轮组传动连接；
28.第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述第一轮组和/或所述第二轮组传动连接。
29.根据本发明提供的一种履带机器人，所述第一轮组包括：第一车轮和第二车轮；所述第二轮组包括：第三车轮和第四车轮；
30.所述驱动电机包括：
31.第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述第一车轮传动连接；
32.第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述第二车轮传动连接；
33.第三驱动电机，所述第三驱动电机与所述第三车轮传动连接；
34.第四驱动电机，所述第四驱动电机与所述第四车轮传动连接。
35.根据本发明提供的一种履带机器人，所述履带机器人还包括：电池机构，所述电池机构设置在所述底盘中，与所述驱动电机和所述摆臂电机电性连接。
36.本发明提供的履带机器人，通过在底盘上设置驱动电机和摆臂电机，在底盘上配合设置第一轮组和第二轮组，并将第一轮组和/或第二轮组与驱动电机传动连接，同时配合设置多个摆臂组件，在摆臂支架上设置摆臂从动轮和摆臂主动轮，利用摆臂主动轮通过摆臂履带与摆臂从动轮传动连接，并将摆臂支架通过传动机构与摆臂电机传动连接，摆臂主动轮与第一轮组或第二轮组可拆卸地连接。由此可利用摆臂电机驱动摆臂转动，从而可调整摆臂组件的位置，使得该履带机器人具备了单履带式和履带摆臂式两种行走模式，同时满足了快速切换的需求，能够适应多种不同的场景需求，具有更高的适用性，可胜任多种复杂环境的探测任务。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明提供的履带机器人的立体机构示意图；
39.图2是本发明提供的履带机器人的主视图；
40.图3是本发明提供的履带机器人的后视图；
41.图4是本发明提供的履带机器人的左视图；
42.图5是本发明提供的履带机器人的俯视图；
43.附图标记：
44.100、第一轮组；200、第二轮组；300、底盘；400、摆臂组件；401、摆臂主动轮；402、摆臂从动轮；403、摆臂支架；404、摆臂履带；405、第一摆臂组件；406、第二摆臂组件；407、第三摆臂组件；408、第四摆臂组件；500、升降机构；600、扫描机构；700、第一底盘履带；800、第二底盘履带。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
46.在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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实施例中的具体含义。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.对于斜坡、壕沟和垂直障碍这样的复杂的地形时有发生，常规的轮式检测机器人无法通过。
50.为解决上述问题，本技术实施例提出一种履带机器人，下面结合图1至图5描述本发明实施例提供的履带机器人，该履带机器人为管道机器人，该履带机器人工作过程中用于设置在管道中，对管道进行探测。
51.本实施例中，履带机器人包括：底盘300、第一轮组100、第二轮组200和多个摆臂组件400。
52.其中，底盘300可该履带机器人的主体结构，用于配合设置和连接其它结构，底盘300中设有用于驱动履带机器人移动的驱动电机，以及用于控制摆臂组件400的摆臂电机。第一轮组100设置在底盘300第一端的两侧，第二轮组200设置在底盘300第二端的两侧，第一轮组100或第二轮组200与驱动电机传动连接，或者第一轮组100和第二轮组200同时与驱动电机传动连接。
53.假设第一轮组100设置在底盘300前端的两侧，第二轮组200设置在底盘300后端的两侧。
54.在驱动电机仅与第一轮组100传动连接时，第一轮组100为主动轮组，第二轮组200为从动轮组，由此整个履带机器人采用前驱的方式移动。
55.在驱动电机仅与第二轮组200传动连接时，第二轮组200为主动轮组，第一轮组100为从动轮组，由此整个履带机器人采用后驱的方式移动。
56.在驱动电机同时与第一轮组100和第二轮组200传动连接时，整个履带机器人采用四驱的方式进行移动。
57.本实施例中，每个摆臂组件400均包括：摆臂主动轮401、摆臂从动轮402、摆臂支架403和传动机构。摆臂支架403上设有摆臂从动轮402和摆臂主动轮401，摆臂主动轮401通过摆臂履带404与摆臂从动轮402传动连接，摆臂支架403通过传动机构与摆臂电机传动连接，摆臂主动轮401与第一轮组100或第二轮组200可拆卸地连接。
58.由于摆臂主动轮401与第一轮组100或第二轮组200可拆卸地连接，每个摆臂组件400可选择是否连接在第一轮组100或第二轮组200上。
59.在需要在第一轮组100上设置摆臂组件400时，可在第一轮组100上连接摆臂主动轮401。在第一轮组100与驱动电机传动连接的情况下，可利用第一轮组100驱动摆臂组件中的摆臂主动轮401和摆臂从动轮402转动，通过摆臂电机可控制摆臂支架403的旋转角度，从而调整摆臂组件400相对于底盘300的位置，满足不同的场景需求，从而摆臂组件400具备了履带式的行走模式。第一轮组100不与驱动电机传动连接的情况下，可通过设置底盘履带或其他传动机构(例如齿轮、链轮等)传递动力，驱动电机驱动第二轮组200，第二轮组200通过底盘履带带动第一轮组100，传递动力，第一轮组100与摆臂组件400连接，传递动力，从而形成履带行走模式。
60.在需要在第二轮组200上设置摆臂组件400时，可在第二轮组200上连接摆臂主动轮401。在第二轮组200与驱动电机传动连接的情况下，可利用第二轮组200驱动摆臂组件中的摆臂主动轮401和摆臂从动轮402转动，通过摆臂电机可控制摆臂支架403的旋转角度，从而调整摆臂组件400相对于底盘300的位置，满足不同的场景需求，从而摆臂组件400具备了履带式的行走模式。第二轮组200不与驱动电机传动连接的情况下，可通过设置底盘履带或其他传动机构(例如齿轮、链轮等)传递动力。驱动电机驱动第一轮组100，第一轮组100通过底盘履带带动第二轮组200，传递动力，第二轮组200与摆臂组件400连接，传递动力，从而形成履带行走模式。
61.本发明提供的履带机器人，通过在底盘上设置驱动电机和摆臂电机，在底盘上配合设置第一轮组和第二轮组，并将第一轮组和/或第二轮组与驱动电机传动连接，同时配合设置多个摆臂组件，在摆臂支架上设置摆臂从动轮和摆臂主动轮，利用摆臂主动轮通过摆臂履带与摆臂从动轮传动连接，并将摆臂支架通过传动机构与摆臂电机传动连接，摆臂主
动轮与第一轮组或第二轮组可拆卸地连接。由此可利用摆臂电机驱动摆臂转动，从而可调整摆臂组件的位置，使得该履带机器人具备了单履带式和履带摆臂式两种行走模式，同时满足了快速切换的需求，能够适应多种不同的场景需求，具有更高的适用性，可胜任多种复杂环境的探测任务。
62.需要说明的是，履带机器人的尺寸可根据需求进行调整，以满足不同使用场景的需求。
63.在一个示例中，如图1至图5所示，多个摆臂组件400包括：第一摆臂组件和第二摆臂组件。
64.本实施例中，履带机器人设有两个摆臂组件400，分别为第一摆臂组件405和第二摆臂组件406。第一摆臂组件405的摆臂主动轮401与第一轮组100的一侧连接，第二摆臂组件406的摆臂主动轮401与第二轮组200的一侧连接。
65.具体而言，由于同时在第一轮组100和第二轮组200上设置摆臂组件400。假设第一轮组100和第二轮组200均与驱动电机传动连接，则第一摆臂组件405能够在底盘300第一端进行转动，为底盘300第一端提供支撑，同时在底盘300第一端提供履带式的行走模式。第二摆臂组件406能够在底盘300第二端进行转动，为底盘300第二端提供支撑，同时在底盘300第二端提供履带式的行走模式。
66.在另一个示例中，如图1至图5所示，多个摆臂组件400包括：第一摆臂组件405、第二摆臂组件406、第三摆臂组件407和第四摆臂组件408。
67.本实施例中，履带机器人设有四个摆臂组件400，分别为第一摆臂组件405、第二摆臂组件406、第三摆臂组件407和第四摆臂组件408。第一摆臂组件405和第三摆臂组件407的摆臂主动轮401连接在第一轮组100的两侧，第二摆臂组件406和第四摆臂组件408的摆臂主动轮401连接在第二轮组200的两侧。
68.具体而言，由于同时在第一轮组100和第二轮组200上设置摆臂组件400。假设第一轮组100和第二轮组200均与驱动电机传动连接，则第一摆臂组件405和第三摆臂组件407能够在底盘300第一端进行转动，为底盘300第一端提供支撑，同时在底盘300第一端提供履带式的行走模式。第二摆臂组件406和第四摆臂组件408能够在底盘300第二端进行转动，为底盘300第二端提供支撑，同时在底盘300第二端提供履带式的行走模式。
69.一般情况下，摆臂电机共设有两个，其中一个摆臂电机用于控制第一摆臂组件405和第三摆臂组件407同步运行，另一摆臂电机用于控制第二摆臂组件406和第四摆臂组件408同步运行。
70.为了能够自由调节不同摆臂组件的旋转角度，摆臂电机共设有四个，分别为第一摆臂电机、第二摆臂电机、第三摆臂电机和第四摆臂电机。
71.其中，第一摆臂组件405的摆臂支架403与第一摆臂电机传动连接，第二摆臂组件406的摆臂支架403与第二摆臂电机传动连接，第三摆臂组件407的摆臂支架403与第三摆臂电机传动连接，第四摆臂组件408的摆臂支架403与第四摆臂电机传动连接。
72.由此，第一摆臂组件405通过第一摆臂电机控制旋转角度，第二摆臂组件406通过第二摆臂电机控制旋转角度，第三摆臂组件407通过第三摆臂电机控制旋转角度，第四摆臂组件408通过第四摆臂电机控制旋转角度。从而第一摆臂组件405、第二摆臂组件406、第三摆臂组件407和第四摆臂组件408可进行不同方向的转动，满足不同场景的需求。
73.在一个实施例中，如图1至图5所示，履带机器人还包括：转轮，转轮可拆卸地与摆臂支架403、摆臂主动轮401、第一轮组100和第二轮组200中的至少一者连接。也即，可在摆臂支架403、摆臂主动轮401、第一轮组100和第二轮组200上设置转轮，可为摆臂组件400提供轮式和履带式两种行走模式。通过设置转轮在提高该机器人越障能力的同时并未增加产品体积，可胜任多种复杂环境的探测任务。
74.此外，履带机器人还包括：升降机构500和扫描机构600。升降机构500设置在底盘300上，扫描机构600设置在升降机构500的升降端。
75.本实施例中，扫描机构600包括：包括摄像头、三维轮廓仪、激光测距探头和照明灯中的至少一种。升降机构500采用电动式双剪式升降平台，用于调整扫描机构600的高度，使得在探测管道时，扫描机构600能够保持在一定的工作高度。
76.基于上述实施例，如图1至图5所示，履带机器人还包括：第一底盘履带700和第二底盘履带800。
77.其中，第一底盘履带700设置在第一轮组100和第二轮组200对应的第一端上，第二底盘履带800设置在第一轮组100和第二轮组200对应的第二端上。
78.本实施例中，第一轮组包括：同轴连接的第一车轮和第二车轮；第二轮组包括：同轴连接的第三车轮和第四车轮。第一底盘履带700设置在第一轮组100中的第一车轮和第二轮组200中的第三车轮上，第二底盘履带800设置在第一轮组100中的第二车轮和第二轮组200中的第四车轮上。第一轮组100和第二轮组200中的一者为主动轮组，另一者为从动轮组，其中一个与驱动电机传动连接，第一轮组100通过第一底盘履带700和第二底盘履带800与第二轮组200传动连接，由此该履带机器人的底盘300可实现履带式行走模式。
79.驱动电机包括：第一驱动电机和第二驱动电机。第一驱动电机与第一轮组100或第二轮组200传动连接，或者同时与第一轮组100和第二轮组200传动连接。由此，第一驱动电机可控制第一轮组100和/或第二轮组200正向转动。第二驱动电机与第一轮组100或第二轮组200传动连接，或者同时与第一轮组100和第二轮组200传动连接。由此，第二驱动电机可控制第一轮组100和/或第二轮组200反向转动。
80.若第一轮组包括：相对设置第一车轮和第二车轮；第二轮组包括：相对设置第三车轮和第四车轮时，在第一驱动电机与第一车轮传动连接，第二驱动电机与第二车轮传动连接时，第一底盘履带700设置在第一轮组100中的第一车轮和第二轮组200中的第三车轮上，第二底盘履带800设置在第一轮组100中的第二车轮和第二轮组200中的第四车轮上。从而第一车轮转动时可通过第一底盘履带700带动第三车轮转动，第二车轮转动时可通过第二底盘履带800带动第四车轮转动。
81.若第一驱动电机控制第一车轮正转，而第二驱动电机控制第二车轮反转时，则可控制履带机器人转向。若第一车轮和第二车轮同时正转或反转，则履带机器人正向或反向移动。
82.在一个实施例中，如图1至图5所示，第一轮组包括：相对设置的第一车轮和第二车轮。第二轮组包括：相对设置的第三车轮和第四车轮。
83.其中，驱动电机共设有四个，分别为第一驱动电机、第二驱动电机、第四驱动电机和第四驱动电机。第一驱动电机与第一车轮传动连接，第二驱动电机与第二车轮传动连接，第三驱动电机与第三车轮传动连接，第四驱动电机与第四车轮传动连接。
84.工作过程中，第一驱动电机用于单独控制第一车轮的转动方向和转速，第二驱动电机用于单独控制第二车轮的转动方向和转速，第三驱动电机用于单独控制第三车轮的转动方向和转速，第四驱动电机用于单独控制第四车轮的转动方向和转速，从而能够满足各车轮的不同需求。
85.在一个实施例中，履带机器人还包括：电池机构。电池机构设置在底盘300中，电池机构与驱动电机和摆臂电机电性连接，由此电池机构可为整个履带机器人提供动力。
86.在设置多个驱动电机和摆臂电机的情况下，电池机构能够与其中的一个或者多个驱动电机和摆臂电机电连接，以供整个履带机器人移动。
87.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。