一種擺臂式履帶排爆機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于安防領(lǐng)域，涉及一種可在復(fù)雜地形排除爆炸物的排爆機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，恐怖主義也日益猖獗，違法分子自制炸藥，自制遙控和定時(shí)炸彈裝置的能力也越來越強(qiáng)，對世界各國造成了威脅，給各國人民造成了恐慌?？植阑顒?dòng)帶來的破壞和傷亡也日益加劇，與此同時(shí)在危險(xiǎn)和突發(fā)事故的處置中，機(jī)器人的應(yīng)用日益廣泛。
[0003]排爆機(jī)器人可以代替人工進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行偵查，排除爆炸物。目前，國際市場上多為陸地式排爆機(jī)器人，而在復(fù)雜崎嶇的地形環(huán)境中的排爆案例日益增多，同時(shí)對下部車體要求越來越高，對車體的開發(fā)也越來越成熟，但還存在一定缺陷，機(jī)動(dòng)性差，布局失衡，越障能力差，不能夠越過較高障礙，不能攀爬樓梯，只能穿越路面情況復(fù)雜的平地。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是:提供一種可以在復(fù)雜地形中順利行進(jìn)的擺臂履帶式排爆機(jī)器人。
[0005]一種擺臂式履帶排爆機(jī)器人，包括車體(4)，機(jī)械臂(2)，位于機(jī)械臂(2)前端并用于夾持爆炸物的機(jī)械手爪(1-1)和視覺監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，
[0006]所述的車體(4)包括箱體(20)、4個(gè)輪胎(7)、4個(gè)輪胎履帶輪(19)、兩個(gè)輪胎履帶(16)、4個(gè)小履帶輪(5)、4個(gè)擺臂履帶(6)和2組擺臂(10)，所述的輪胎(7)、輪胎履帶輪(19)、輪胎履帶(16)和小履帶輪(5)和擺臂履帶(6)對稱分布在箱體兩側(cè)，2組擺臂分別位于箱體的前方和后方，輪胎電機(jī)(23)和擺臂電機(jī)(22)與箱體固定連接；
[0007]每個(gè)輪胎(7)固定在輪胎連接筒(18)上，輪胎連接筒(18)固定在帶輪連接盤
(17)上，帶輪連接盤(17)與輪胎履帶輪(19)固定連接；
[0008]每個(gè)輪胎履帶(16)越過兩個(gè)輪胎履帶輪(19)、輪胎履帶張緊輪和輪胎履帶導(dǎo)向輪，并通過T型槽對輪胎履帶張緊輪的位置的改變來調(diào)節(jié)輪胎履帶(16)的張緊程度，輪胎履帶導(dǎo)向輪使輪胎履帶(16)保持正確位置不偏離；
[0009]輪胎電機(jī)(23)驅(qū)動(dòng)輪胎履帶輪(19)，輪胎履帶輪(19)帶動(dòng)輪胎履帶(16)運(yùn)動(dòng)；
[0010]每組擺臂包括用擺臂連接桿(21)連接起來并對稱分布在箱體兩側(cè)的2個(gè)擺臂
[10]，擺臂(10)通過軸承(28)與箱體相連，通過軸承(27)與輪胎履帶輪(19)相連，由擺臂電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)擺臂(10)上下動(dòng)作；
[0011]4個(gè)小履帶輪(5)分別通過擺臂小履帶輪軸(49)連接在相應(yīng)的擺臂(10)的前端；每個(gè)擺臂履帶(6)越過位于同側(cè)并相鄰的小履帶輪(5)、輪胎履帶輪(19)、張緊輪和擺臂履帶導(dǎo)向輪，并通過T型槽對擺臂履帶張緊輪的位置的改變來調(diào)節(jié)擺臂履帶(6)的張緊程度，擺臂履帶導(dǎo)向輪使擺臂履帶(6)保持正確位置不偏離；
[0012]所述的機(jī)械臂包括小臂(1-3)，肘關(guān)節(jié)(1-5)，大臂(1-24)、肩關(guān)節(jié)(1_14)和底座關(guān)節(jié)(1-27)，
[0013]小臂(1-3)包括外殼、小臂腕關(guān)節(jié)(1-19)和位于小臂(1-3)外殼內(nèi)的小臂移動(dòng)關(guān)節(jié)(1-2)，機(jī)械手爪(1-1)與小臂移動(dòng)關(guān)節(jié)(1-2)通過小臂腕關(guān)節(jié)(1-19)相連；機(jī)械手爪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1-15)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪(1-1)轉(zhuǎn)動(dòng)和腕關(guān)節(jié)(1-19)的旋轉(zhuǎn)；
[0014]小臂移動(dòng)關(guān)節(jié)(1-2)在推桿電機(jī)(1-4)驅(qū)動(dòng)下伸長或收縮；在小臂(1-3)外殼內(nèi)側(cè)的頂端固定有大L滑塊(1-31)，用于限制小臂移動(dòng)關(guān)節(jié)(1-2)的行程；
[0015]肘關(guān)節(jié)(1-5)包括與小臂(1-3)相連的機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿(1-16)、機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)電機(jī)(1-17)，驅(qū)動(dòng)肘關(guān)節(jié)(1-5)的機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)電機(jī)(1-17)通過機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿(1-16)被固定在側(cè)板(1-23)上，側(cè)板(1-23)固定在機(jī)械臂大臂(1_24)上，通過機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)電機(jī)(1-17)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿(1-16)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小臂(1-3)轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0016]大臂(1-24)與肩關(guān)節(jié)(1-14)相連，肩關(guān)節(jié)(1_14)由機(jī)械臂肩關(guān)節(jié)的電機(jī)(1_18)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂肩關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿(1-11)，從而帶動(dòng)機(jī)械臂大臂的旋轉(zhuǎn)；由底座關(guān)節(jié)電機(jī)(1-28)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底座關(guān)節(jié)(1-27)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]其中，擺臂電機(jī)(22)驅(qū)動(dòng)擺臂(10)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)包括由擺臂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的小齒輪(25)，與小齒輪(25)相嚙合的大齒輪(26)以及大帶輪軸(35)和二減速機(jī)(30)，大齒輪
(26)通過大帶輪軸(35)將運(yùn)動(dòng)傳遞給第二減速機(jī)(30)，由第二減速機(jī)(30)驅(qū)動(dòng)擺臂(10)上下動(dòng)作。
[0018]本實(shí)用新型將整個(gè)機(jī)器人行走部分設(shè)計(jì)為坦克式履帶行走方式，整個(gè)機(jī)器人的底部都由履帶繞過，既解決了動(dòng)力的傳輸方式，也增加了整個(gè)機(jī)器人的穩(wěn)定性及越障能力，較長的擺臂可當(dāng)橋梁使用，遇到較深的溝壑可以用擺臂當(dāng)橋梁直接碾壓過，同時(shí)遇到障礙物在擺臂的幫助下可輕松越過而不會(huì)被困，履帶的安裝問題通過張緊輪得到了更加合理的解決，在行走過程中更加平穩(wěn)，越障性能好，動(dòng)作靈活，且可攀爬樓梯，機(jī)械臂中攝像頭的設(shè)計(jì)使排爆機(jī)器人機(jī)械手的抓獲動(dòng)作更加精確。
【附圖說明】
[0019]圖1為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)正視圖
[0021]圖3為機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖4為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人車體結(jié)構(gòu)(該機(jī)器人的車體部分，車體外觀為軸對稱結(jié)構(gòu)，正面的兩個(gè)輪胎和背面的兩個(gè)輪胎是對稱的，為了便與結(jié)構(gòu)的展示將正面的兩個(gè)輪胎卸下，以便于看清內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu))
[0023]圖5為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人剖視圖示意圖(為車體的俯視圖，表明剖視圖剖視的位置)
[0024]圖6為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人A-A剖視圖
[0025]圖7為圖6局部放大圖一
[0026]圖8為圖6局部放大圖二
[0027]圖9為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人B-B剖視圖
[0028]圖10為模塊化擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人C-C剖視圖
[0029]圖11為攝像頭升降機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)
[0030]圖12為攝像頭升降機(jī)構(gòu)中攝像頭放大圖
[0031]圖13為反恐排爆機(jī)器人的四種行走狀態(tài):A為兩組擺臂10前后同時(shí)抬起只用輪胎行走；B為將兩組擺臂放平與地面平行，與輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)使該機(jī)器人像坦克一樣行走；C為抓取較低位置爆炸物是排爆機(jī)器人的形態(tài)，兩擺臂立起，架高整個(gè)機(jī)器人；D為前后兩組擺臂一上一下；E為兩組擺臂直立像人腿一樣立起；F為該機(jī)器人使用擺臂與輪胎爬樓梯示意圖。
[0032]圖中:1_1、機(jī)械手爪，2、機(jī)械臂包括(1-2、機(jī)械臂移動(dòng)關(guān)節(jié)，1-3、機(jī)械臂小臂，1-4、推桿電機(jī)，1-5、機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)，1-10、機(jī)械臂固定蓋板，1-11、機(jī)械臂肩關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置，1-14機(jī)械臂肩關(guān)節(jié)，1-15機(jī)械手爪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、1-16，機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、1-17，機(jī)械臂肘關(guān)節(jié)的電機(jī)、1-18機(jī)械臂肩關(guān)節(jié)的電機(jī)、1-19機(jī)械臂腕關(guān)節(jié)、1-20推桿電機(jī)固定塊、1-21推桿、1-22推桿支座、1-23側(cè)板、1_24機(jī)械臂大臂、1_25肩部機(jī)械臂部分、1-26底座臂、1-27底座關(guān)節(jié)、1-28底座關(guān)節(jié)電機(jī)、1-30, L型滑塊、1_31，大L型滑塊)，3、攝像頭升降機(jī)構(gòu)，4、車體，5、小履帶輪，6、擺臂履帶，7、輪胎，8、導(dǎo)向輪，9、張緊輪，10、擺臂，11、T型槽，12、光電開關(guān)，13、LED燈，14傳感器，15攝像頭、16，輪胎履帶、17，帶輪連接盤、18，輪胎鏈接筒、19，輪胎履帶輪、20，箱體、21，擺臂連接桿、22，擺臂電機(jī)、23，輪胎電機(jī)、24，減速機(jī)一、25，小齒輪、26，大齒輪、27，軸承一、28，軸承二、29，電機(jī)連接盤、30，減速機(jī)二、31，擺臂傳動(dòng)蓋、32，電機(jī)安裝座、33，深溝球軸承、34，連接鍵一、35，大帶輪軸、36，電池、37，紅外燈、38，攝像頭、39，舵機(jī)安裝板、40，攝像頭安裝板、41，180度舵機(jī)、42，300度舵機(jī)、43，升降彎板、44，攝像頭升降桿、45，滑塊式推桿電機(jī)、46，帶輪端蓋、47，小履帶輪軸承、48，軸承端蓋、49擺臂小履帶輪軸
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本說明實(shí)施方式進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0034]首先對本實(shí)用新型提到的名字解釋一下，以便于理解:
[0035]名詞解釋:
[0036]1.機(jī)械臂小臂:整個(gè)機(jī)械臂類似于人的手臂，完全可以比擬人的手臂，所以衍生了腕關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)，機(jī)械臂小臂完全類似于人的小臂，就是由腕關(guān)節(jié)到肘關(guān)節(jié)中間的部分組成的，在這里是由推桿電機(jī)1-4手爪轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)1-15肘關(guān)節(jié)1-5肘關(guān)節(jié)電機(jī)1-17肘關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿1-16組成。
[0037]2.機(jī)械臂大臂:是由肘關(guān)節(jié)到肩關(guān)節(jié)中間的部分組成的，機(jī)械臂的大臂由肘關(guān)節(jié)電機(jī)1-17肩關(guān)節(jié)電機(jī)1-18肩關(guān)節(jié)電機(jī)蝸輪蝸桿1-11組成。
[0038]由圖1一 12可知，擺臂履帶式反恐排爆機(jī)器人包括機(jī)械手爪1-1抓取部分，機(jī)械臂2運(yùn)動(dòng)伸展部分，攝像頭升降機(jī)構(gòu)3部分，多功能移動(dòng)平臺(tái)即車體4部分等。
[0039]該機(jī)器人在監(jiān)控視覺方面分配有三個(gè)攝像頭，來監(jiān)控定位目標(biāo)物輔助該機(jī)器人實(shí)施工作，分別為機(jī)械臂上的攝像頭，車體前端的攝像頭15，攝像頭升降機(jī)構(gòu)3中的攝像頭，機(jī)械臂上的攝像頭可以近距離的觀察爆炸物，精確定位目標(biāo)物的位置，使排爆實(shí)施更加精準(zhǔn)；車體前端攝像頭15可以監(jiān)測車體前方路況，觀察是否有溝壑，障礙物等，使機(jī)器人能及時(shí)針對面臨路況進(jìn)行分析，并順利通過；
[0040]攝像頭升降機(jī)構(gòu)3中如圖11和圖12，攝像頭升降機(jī)構(gòu)3中攝像頭38和紅外燈37由攝像頭安裝板40固定連接，180°舵機(jī)41與攝像頭安裝板40固定連接使其成為整體，控制攝像頭38和紅外燈37做俯仰運(yùn)動(dòng)，在舵機(jī)安裝板39上固定180°舵機(jī)41，300°舵機(jī)42與舵機(jī)連接板39連接，300°舵機(jī)并控制期以上整體在固定水平面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用滑塊式推桿電機(jī)45推動(dòng)升降板43使攝像頭38和紅外燈37做上升下降運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)舵機(jī)與滑塊式推桿電機(jī)45同時(shí)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)攝像頭升降機(jī)構(gòu)3模塊的功能，該攝像頭使該機(jī)器人可觀測周圍整體環(huán)境情況，使整個(gè)機(jī)器人的視角更廣，機(jī)器人應(yīng)用的范圍更大。
[0041]該機(jī)械臂為5自由機(jī)械臂，由5個(gè)關(guān)節(jié)組成。第一個(gè)關(guān)節(jié)為腕關(guān)節(jié)1-19，該關(guān)節(jié)由機(jī)械手抓驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-15驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手抓驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-15轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)機(jī)械手爪1-1轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)1-19的旋轉(zhuǎn)；機(jī)械臂移動(dòng)關(guān)節(jié)1-2，該關(guān)節(jié)由推桿電機(jī)1-4驅(qū)動(dòng)，當(dāng)推桿電機(jī)1-4工作伸長收縮時(shí)可以使移動(dòng)關(guān)節(jié)1-2伸長收縮，從而改變機(jī)械臂的長度；第三個(gè)關(guān)節(jié)為肘關(guān)節(jié)1-5，由肘關(guān)節(jié)電機(jī)1-17驅(qū)動(dòng)肘關(guān)節(jié)蝸輪蝸桿1-16從而帶動(dòng)機(jī)械臂小臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小臂的俯仰姿態(tài)；第四個(gè)關(guān)節(jié)為肩