[发明专利]一种基于轮履复合的地面机器人

说明书

技术领域

本发明属于自动化技术领域，尤其涉及一种通过履带或者轮系驱动的，可以在多种地面情况下移动，结合装备的机械手和摄像头，可以遂行侦察、排爆、搬运等任务的基于轮履复合的地面机器人。

背景技术

当前国内外已经大量装备各种类型的地面机器人，广泛应用于军、警、消防等特种领域，并且取得了显著的成效，节省了大量人力，挽救了无数的生命。但实际应用中，受制于现有技术，市面常见的机器人存在以下不足：

行驶速度和通过能力相矛盾

其中轮式机器人适用于中大型、快速移动的地面机器人，在建筑物、崎岖山区等特殊区域则无法有效使用，小型轮式地面机器人通过性能更差，只能通过手抛等手段执行短距离的室内简单任务；履带机器人具备较强的地面适应性和复杂地形的通过能力，但履带自身效率较低，特别在寒冷的环境中，履带上厚重的橡胶或聚氨酯等弹性材料变硬，电机需要克服巨大阻力行驶，严重降低行驶速度和行驶里程；

功能强大与携带方便相冲突

现有轮履复合是机器人通常体积巨大，运输不便，价格昂贵，配套体系复杂，给需求单位的大批量装备以及多任务广泛普及带来的极大不便。

目前国内外专利已经有相近的检索，国外有以美国Packbot为代表的履带机器人产品，国内有模仿Packbot的产品，但具体实现方法与本专利略有不同。

Packbot的产品，具备厚重的履带，通过履带的外齿型，实现了加大地面摩擦力，提高台阶攀爬能力，减小跌落时系统所受冲击等一系列功能。Packbot装有两个模块化辅助履带，可以辅助机器人翻越障碍物。

现有Packbot的产品，具备良好的通过性和抗冲击载荷能力。但其履带结构在转向时效率略低，制造工艺复杂，因而制造价格昂贵，不适于大批量装备。

另外，均匀配置的电池等模块的设计局限了重心的位置，过于靠后，加之辅助履带的长度原因，限制了其攀爬高度障碍物的通过性。

国内现有仿制产品，虽然外形与Packbot相似，制造工艺上虽然避免了Packbot复杂的工艺，但为此牺牲了车体重量，重心高度，重心前后位置等多项实际应用中关注的性能参数，Packbot拥有的通过性和抗冲击载荷能力在国内仿制产品上并没有得到实现，而且重量大，不便于携带和搬运。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的是提供一种通过重心的优化配置，进一步提高了产品的爬坡和侧坡通过能力；通过形态的优化配置，降低了产品重量，从重量和操作姿态两方面提高了便携性；采用了特有的模块化设计，简化了操作，提高了系统的工作柔性的重量轻、速度快，通过性能好，紧凑便携的基于轮履复合的地面机器人。

本发明的技术方案是：一种基于轮履复合的地面机器人，该基于轮履复合的地面机器人包括主体结构、行走部分和电池箱；

所述主体结构包括前主体和后框体，所述前主体的前端两侧安装有驱动轴，前端中间位置设有前置摄像头，所述前主体内部安装有控制系统和驱动所述驱动轴的电机；所述前主体的后侧设置有后置摄像头、操作面板和用于安装天线的留接口，所述操作面板上设有急停开关和数据接口，所述前置摄像头、后置摄像头、操作面板、急停开关、数据接口和留接口均匀所述控制系统电连接；

所述后框体呈口字型，其中一端与所述前主体的后侧固接，另一端为提手；

所述行走部分包括双面齿同步带做成的履带系统和辅助履带系统，所述双面齿同步带做成的履带系统通过左侧支撑板和右侧支撑板安装在所述主体结构的两侧，所述辅助履带系统安装在所述双面齿同步带做成的履带系统的前端；

所述电池箱通过挂载装置设置在所述主体结构的两侧的侧壁上。

进一步，所述履带系统包括双面齿同步带做成的履带系统包括履带、履带轮、张紧装置和弹性轮；

其中，2个所述履带轮分别安装在所述前主体的驱动轴上，另外2个所述履带轮通过连接轴安装在所述后框体的后端的两侧，2条所述履带分别设置在4个所述履带轮上，每个所述履带轮的外侧均连接所述弹性轮，所述张紧装置设置在所述后连接轴上。

进一步，所述辅助履带系统包括辅助履带支撑臂、同步履带轮、辅助履带、辅助履带轮和限位法兰；

其中，2个所述同步履带轮通过所述限位法兰安装在位于弹性轮外侧的所述驱动轴上，2个所述同步履带轮分别与所述辅助履带支撑臂的一端铰接，2个所述辅助履带支撑臂的另一端设置所述辅助履带轮，所述辅助履带设置在所述同步履带轮和辅助履带轮上。

进一步，所述弹性轮的直径是所述履带轮直径的1.2倍。