[发明专利]具有全向缓冲能力的弹簧减振充气轮的抛投式微小型机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术和自动化领域，特别涉及一种具有全向缓冲能力的弹簧减振充气轮的抛投式微小型机器人，该机器人通过抛投方式介入特殊目标区域，着陆后，能够有效地抗落地过载冲击并通过自主运动进行现场信息获取和重要目标监视。

背景技术

以室内、山洞和城区巷道等特殊区域的目标监视、侦察为应用背景，要求机器人体积小、隐蔽性强。同时由于区域环境未知，要求机器人具有较强的环境适应能力，尤其是要具有过硬的抗落地过载冲击的能力，以保证落地后机器人功能的完整性。目前，微小型地面机器人由于抗落地过载冲击的能力差不能保证落地后机器人功能的完整性，并且还因其体积小、重量轻和电池容量有限，使得此种微小型地面机器人难以快速进入目标区域和有效完成任务。因此需要设计出一种抗落地过载冲击的能力强的微小型机器人，以抛投方式介入特殊目标区域着陆后，能够有效地抗落地过载冲击，保证落地后的机器人的功能完整性，快速进入目标区域和有效完成任务。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种具有全向缓冲能力的弹簧减振充气轮的抛投式微小型机器人，以抛投方式介入特殊目标区域着陆后，能够有效地抗落地过载冲击，保证落地后的机器人的功能完整性，快速进入目标区域和进行现场信息获取和重要目标监视。特别适合完成以室内、山洞和城区巷道等特殊区域的目标监视、侦察任务。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种具有全向缓冲能力的弹簧减振充气轮的抛投式微小型机器人，包括机身、连接在机身两端的车轮及设于机身下方用于平衡的底脚轮；机身上设有天线、无线摄像头和传感模块，机身内部设有驱动两车轮运动的电机和减速器；车轮为具有全向缓冲能力的弹簧减振充气式车轮。本发明采用左右两车轮驱动，结构简单，并增加一底脚轮作为支撑点，保证了所述机器人姿态和天线方向。由于本发明的车轮结构具备抗落地过载冲击能力，保证落地后的机器人的功能完整性，使本发明所述机器人能够采用抛投的方式实现快速部署，可灵活、机动、快速的部署到室内、山洞或城区巷道等一般运载平台或小型机器人难以到达的特殊区域，通过手持式或穿戴式PDA等实时了解其内部情况，实现近距离主动探测，及时准确地获取现场信息或完成目标监视；同时可以大面积的抛投布撒，通过自主运动进行现场监视、侦察和核化生探测等任务。

所述具有全向缓冲能力的弹簧减振充气式车轮，主要包括充气式轮胎、设置在所述车轮轮毂外侧的减振弹簧和减振盖，减振盖为弧形网状盖或弧形实体盖、其底端嵌入并支撑在轮毂上，减振弹簧的一端支撑在轮毂的中心处、另一端支撑在减振盖的内壁中心处。所述具有全向缓冲能力的弹簧减振充气式车轮，主要针对在冲击环境下的机械使用，通过轮毂外侧高强度的减振弹簧、减振盖来吸收轴向及侧向冲击能量，通过高弹性充气式轮胎米吸收径向冲击能量，从而达到减小对传动轴冲击的目的，有效保护了电机轴，进而可靠的实现全向减振、缓冲和保证机器人落地后功能的完整性。一般情况下减振盖为弧形网状结构，对于特殊的应用场合如草地、泥泞地等采用弧形实体结构。

为了进行特殊区域的监视、侦察，所述传感模块是声音传感器、光照传感器、温度传感器、图像传感器、距离传感器或核化生探测传感器中的一种或几种组合。

所述电机是微小型无刷直流电机，相应的所述减速器是与其相配套的行星轮减速器。

所述无线摄像头是微小型的CMOS摄像头或CCD摄像头。

本发明的有益效果是：

1)相比现有技术，本发明所述机器人具有新型的目标区域介入模式：通过抛投的方式快速部署到目标区域，突破了微小型地面机器人工作范围有限的缺点；

2)相比现有技术，本发明所述具有全向缓冲能力的弹簧减振充气式车轮采用全方位的抗过载结构设计，主要针对在冲击环境下的机械使用，通过轮毂外侧高强度的减振弹簧、减振盖来吸收轴向及侧向冲击能量，通过高弹性充气式轮胎来吸收径向冲击能量，从而达到减小对传动轴冲击的目的，有效保护了电机轴，进而可靠的实现全向减振、缓冲和保证机器人落地后功能的完整性；采用左右两车轮驱动，机构简单且成本低廉，具有在目标区域实现现场快速的信息反馈、监视、侦察功能；

3)本发明所述机器人根据作业任务的需要，机器人可以携带成像、声、核化生等传感器，进行目标区域的信息侦察、核化生探测等任务。