发明名称 一种便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人
摘要 本发明公开了一种便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人,包括机架、左驱动轮、右驱动轮、伸缩系统和控制系统;左驱动轮和右驱动轮分别固定安装在机架的两端;伸缩系统包括左驱动轮、右驱动轮的伸缩和支撑尾的伸缩,安装在机架上;控制系统固连在机架正中部;本发明的机器人在收合时具有一定的伪装性能,不易被察觉;机器人轮壳具有减震性能,可承受数米的自由落体冲击;本发明可应用于危险环境中的信息侦察和收集。
申请公布号 CN102267505B 申请公布日期 2012.11.07
申请号 CN201110179043.7 申请日期 2011.06.29
申请人 北京航空航天大学 发明人 孙明磊;王启伟;张融;吴钪;宗光华;刘威龙
分类号 B62D57/02(2006.01)I 主分类号 B62D57/02(2006.01)I
代理机构 北京永创新实专利事务所 11121 代理人 赵文利
主权项 一种便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人,其特征在于:包括机架、左驱动轮、右驱动轮、伸缩系统和控制系统;机架为空心结构,机架两端固连左驱动轮和右驱动轮;机架的中部安装有伸缩系统和控制系统;所述的机架包括驱动电机连接座、驱动轮伸缩机构连接座和支撑尾伸缩机构连接座,驱动电机连接座为中空圆筒,位于机架两端,用于连接左驱动轮和右驱动轮,驱动电机连接座中圆柱通心孔1A内置左驱动轮和右驱动轮的驱动电机;驱动轮伸缩机构连接座位于驱动电机连接座之间,驱动轮伸缩机构连接座上的圆柱形通孔1B用于连接驱动轮伸缩机构的曲柄滑块机构;支撑尾伸缩机构连接座固定在驱动电机连接座外围,设有圆柱孔1D用于连接伸缩系统的丝杠传动装置,设有螺纹孔1E用于固定控制系统;机架中的驱动电机连接座上设有切口1C,用于放置伸缩系统的带轮装置;所述的左驱动轮和右驱动轮结构相同,其中,左驱动轮包括左驱动轮壳、左驱动轮电机连接座、减震盘、驱动电机和左驱动轮伸缩连接座;左驱动轮壳包括橡胶壳体、壳体骨架、花纹状突起、球状突起和橡胶肋;橡胶壳体外部设有花纹状突起、球状突起,内部设有橡胶肋,壳体骨架位于橡胶壳体内部,壳体骨架上的通孔2B用于连接左驱动轮电机连接座中的三根移动导杆,并通过螺纹孔2A固结;左驱动轮壳上均布的螺纹孔2C用于固连减震盘;左驱动轮电机连接座包括固定座、驱动电机座、轴承、轴向止动片、轴承定位套、三根移动导杆和驱动轮四氟套;其中,固定座为内凹的锥形结构,内凹处设有阶梯轴以安装驱动电机座、轴承和轴承定位套;轴承内圈同心安装驱动电机座,外圈同心安装轴承定位套;轴承定位套上通过腰型槽2D与机架的驱动电机连接座相连;固定座的周向设有三个均布的通孔以连接驱动轮四氟套;三根移动导杆均为圆柱状且相互平行,一端固定在壳体骨架上,另一端穿过驱动轮四氟套上与移动导杆相应的孔,最后与减震盘固定连接;驱动电机座上的沉孔2F用于固连机架的驱动电机连接座,螺纹孔2E用于固定驱动电机;轴向止动片紧贴固定座的端面,沉孔2G与固定座上的螺纹孔2H相对应;驱动电机内装于机架的圆柱形通孔1A中,通过螺钉连接固定在驱动电机座上,驱动电机座与固定座之间为轴承连接,驱动电机的电机伸出轴穿过驱动电机座,插入到固定座中,且通过固定座上的螺纹孔2I和2J与固定座固定;减震盘包括橡胶盘体、减震骨架和轮壳连接座;减震骨架上的圆柱通孔2K与左驱动轮 电机连接座上的三根移动导杆相连;减震骨架上的一组螺纹孔2L用于固结左驱动轮伸缩连接座;轮壳连接座上的螺纹孔2M用于连接左驱动轮壳,其尺寸与螺纹孔2C相对应;左驱动轮伸缩连接座包括滚珠轴向止动座、滚珠中间体、收缩固定座、四氟轴瓦和滚珠体;其中,滚珠中间体的一侧与滚珠轴向止动座的内侧形成一列滚珠弹道,内装滚珠体;滚珠中间体的另一侧与固定座的内侧圆弧槽形成另一列滚珠弹道,内装滚珠体;滚珠中间体安装在滚珠轴向止动座和收缩固定座之间,其上的螺纹孔2Q用于连接减震盘上的减震骨架;通过沉孔2P和螺纹孔2Y的连接将滚珠轴向止动座和收缩固定座固结;四氟轴瓦与机架同心安装形成移动副,通过沉孔2Z与螺纹孔2X的连接实现四氟轴瓦和收缩固定座的固定;收缩固定座上的圆柱形通孔2R与收缩系统中的曲柄滑块机构相连;所述的伸缩系统包括伸缩驱动、驱动轮伸缩机构和支撑尾伸缩机构;其中,伸缩驱动固定于机架上,驱动轮伸缩机构固定于机架中的驱动轮伸缩机构连接座上;支撑尾伸缩机构固定于机架中的支撑尾伸缩机构连接座上;伸缩驱动包括伸缩驱动电机、伸缩驱动电机座、电机延长轴、驱动锥齿轮和固定卡环;其中,伸缩驱动电机通过螺纹孔4B与伸缩驱动电机座固连;伸缩驱动电机座通过沉孔4A与机架固连;伸缩驱动电机的伸出轴穿过伸缩驱动电机座,通过周向螺纹孔与电机延长轴固连;驱动锥齿轮与电机延长轴同心安装,通过周向螺纹孔实现驱动锥齿轮的周向固定,通过固定卡环实现驱动锥齿轮的轴向固定;驱动锥齿轮与驱动轮伸缩机构的驱动轮伸缩锥齿轮标准啮合,将动力传递给驱动轮伸缩机构;驱动轮伸缩机构安装在机架中的驱动轮收缩机构连接座上,包括驱动轮伸缩锥齿轮、不完全锥齿轮、轴承盖、轴承、锥齿轮轴、曲柄、左摇杆、右摇杆和滑块;驱动轮伸缩机构采用曲柄滑块机构实现左驱动轮和右驱动轮的伸缩,曲柄滑块机构包括曲柄、左摇杆、右摇杆和滑块;其中曲柄固结在锥齿轮轴的末端;曲柄与左摇杆、右摇杆的连接采用外套轴承的销轴;滑块通过螺纹孔4C固连左驱动轮伸缩连接座,其尺寸与收缩固定座上的圆柱形通孔2R对应;轴承盖与锥齿轮轴同心安装且与驱动轮收缩机构连接座固连;不完全锥齿轮与支撑尾伸缩机构中的支撑尾锥齿轮啮合;支撑尾伸缩机构包括支撑尾锥齿轮、支撑尾传动轴、传动轴锥齿轮端支承、传动轴带轮端支承、小带轮、大带轮、同步齿形带、同步带保护壳、丝杠轴、丝杠轴两端支承、丝杠螺母、丝杠螺母滑座、支撑尾片体、片体销轴和支撑脚轮;其中,支撑尾锥齿轮与不完全锥齿 轮啮合;支撑尾传动轴与机架中的驱动电机连接座同心安装,通过传动轴锥齿轮端支承上的螺纹孔4D和传动轴带轮端支承固定于机架中;小带轮、大带轮、同步齿形带和同步带保护壳构成同步带传动系统;小带轮安装在支撑尾传动轴的一端,大带轮安装在丝杠轴的一端,通过啮合型带传动将支撑尾传动轴的动力传递给丝杠轴,而同步带保护壳位于同步带传动系统外围,固定安装于机架;丝杠轴、丝杠轴两端支承、丝杠螺母和丝杠螺母滑座构成丝杠传动系统;丝杠轴通过丝杠轴两端支承固定于机架上的支撑尾伸缩机构连接座上;丝杠螺母与丝杠轴以螺旋副的形式形成螺旋机构;丝杠螺母与丝杠螺母滑座形成移动副,且丝杠螺母滑座通过螺栓孔4E固结于机架上的支撑尾伸缩机构连接座上;丝杠轴的4F和4G分别为左旋螺纹和右旋螺纹;支撑尾片体、片体销轴和支撑脚轮构成支撑尾;支撑尾由数片支撑尾片体通过片体销轴连接而成,末端再连接支撑脚轮以支撑机器人的行走;每片支撑尾片体上有三个销轴通孔以安装片体销轴,且中间销轴通孔位于支撑尾片体的正中间;所述控制系统包括控制系统壳体、摄像头座、摄像头固定外壳、无线视觉摄像头、主控电路板、左驱动轮电机驱动板、右驱动轮电机驱动板、伸缩系统电机驱动板和电源;其中,控制系统壳体为内部空心的圆柱形壳体,主控电路板、左驱动轮电机驱动板、左驱动轮电机驱动板、伸缩系统电机驱动板和电源设置在控制系统壳体内部;控制系统壳体上开有通孔5C以固定控制系统于机架中的支撑尾伸缩机构连接座;摄像头座通过安装孔5A固定于机架中的支撑尾伸缩机构连接座上,其上表面安装摄像头固定外壳,而无线视觉摄像头内置于摄像头固定外壳中;无线视觉摄像头主要用于传输机器人行进前方的实时视觉图像信息并通过其上的摄像头天线5F将信息传输给主控电路板,主控电路板通过主控天线5E收发信息;左驱动轮电机驱动板和右驱动轮电机驱动板用来控制驱动轮电机的运动并将驱动轮的位置和速度信息反馈给主控电路板;伸缩系统电机驱动板用来控制伸缩系统电机的运动并监测左驱动轮与右驱动轮收合张开的状态信息以及支撑尾的收合张开信息,并将信息反馈给主控电路板;电源通过走线孔5H连接摄像头电源端5G给无线视觉摄像头供电;通过走线槽5B和5I给主控电路板及左驱动轮电机驱动板、左驱动轮电机驱动板、伸缩系统电机驱动板提供驱动电源。
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