排险机器人制造技术

一种排险机器人，属于机器人工程技术领域。主要包括车体、摆臂、铲斗、摆臂平台、后轮、主链传动装置、前轮、摆轮链传动装置、摆轮、摆臂电机减速器组、主电机减速器组，移动载体采用轮前摆臂结构，在保持上下楼梯等复杂地形移动基本功能的基础上，降低了整机重量和成本。要做复杂作业时机械手可设置在摆臂平台上，形成了（４＋１）自由度的机械手，较大的扩展了机械手的工作空间。移动载体采用６轮前摆臂结构，在保持上下楼梯等复杂地形移动基本功能的基础上，降低了整机重量和成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种机器人，特别是一种排险机器人，属于机器人工程

技术介绍
公安、军事等领域中有许多如炸弹、地雷等危险物需要排除，各种排险机器人和排爆机器人应运而生。美国专利4,932,831，专利技术名称为All Terrain MobileRobot(全地形移动式机器人)，公开了一种排险机器人，美国REMOTEC公司以该专利为基础生产的ANDROS产品，是目前最有代表性的一种排险机器人。该机器人由一只(3+1)自由度机械手和一辆关节履带式移动载体组成，机械手设置在移动载体上。它能在复杂地形上行走，能检查、搬运多种危险品，在部队、公安等领域得到了较为广泛的应用。但是该排险机器人存在以下不足结构比较复杂，价格高、重量重。该种机器人中的电机减速器组的数量是影响机器人价格和重量的主要因素之一。该机器人移动载体用了4套电机减速器组，基本配置的(3+1)自由度机械手用了4套电机减速器组，而适应性更大的(4+1)自由度机械手用了5套。电机减速器组利用率不高。该类机器人抓取和搬运危险品主要是靠机械手，但这类机械手负重一般只有10公斤左右，如要加大负重能力，整个机器人的重量和价格都要增加很多；另外，机器人在不平地形上移动时，机械手上抓住的危险品抖动得很厉害，容易掉下或引起爆炸。履带制造时需要开模，这对这种小批量多品种的机器人来说成本就比较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种排险机器人，在满足同类基本功能情况下，实现重量轻、价格低，能运送较重的危险品且运送时更安全。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术主要包括手爪、腕关节、大臂关节、小臂、大臂、小臂关节、无线接收器、通讯电缆、遥操作终端、控制箱、蓄电池、车体、摆臂、铲斗、摆臂平台、后轮、主链传动装置、前轮、摆轮链传动装置、摆轮、摆臂电机减速器组、主电机减速器组。铲斗和摆臂平台连接在摆臂上，摆臂靠设置在车体里的摆臂电机减速器组来驱动，摆臂可以绕前轮轴线上下摆动，摆轮和前轮之间靠摆轮链传动装置传动，前轮和后轮通过主链传动装置传动，前轮和后轮分别连接在车体上，主电机减速器组的输出轴与后轮相连形成该机器人的驱动力，摆臂电机减速器组和主电机减速器组的外壳、无线接收器、蓄电池和控制箱均固定在车体上，主电机减速器组带动后轮，同时通过主链传动装置带动前轮使其与后轮同步转动，前轮通过摆轮链传动装置带动摆轮转动，机器人左右两侧结构和传动对称相同。手爪通过腕关节与小臂相连，可实现机械人手爪沿小臂的轴向旋转；小臂通过小臂关节与大臂相连，可使小臂能够在大臂、小臂所构成的平面内绕小臂关节转动；大臂通过大臂关节与摆臂平台相连，可使大臂能够在大臂、小臂所构成的平面内绕大臂关节转动；设置在摆臂上的铲斗，可根据需要装上或拆下。根据需要，大臂关节可设置在摆臂平台上或直接设置在车体上。本专利技术具有实质性特点和显著进步，移动载体采用6轮前摆臂结构，取消了后摆臂结构和履带，在保持上下楼梯等复杂地形移动基本功能的基础上，降低了整机重量和成本。一般情况下，机械手仍可设置在车体上，要做复杂作业时机械手可设置在摆臂平台上，使机械手增加了一个自由度，即成了(4+1)自由度的机械手，较大的扩展了机械手的工作空间。根据需要，可以在摆臂上设置一只铲斗。铲斗上可以安放质量更重的危险品，机器人运动时，铲斗抖动比机械手抖动小得多，运送危险品时比较安全；如不需要，铲斗可拆下，以减轻机器人重量和更方便移动。附图说明图1本专利技术结构示意2本专利技术移动载体结构示意图具体实施方式如图1和图2所示，本专利技术主要包括手爪1、腕关节2、大臂关节3、小臂4、大臂5、小臂关节6、车体7、无线接收器8、通讯电缆9、遥操作终端10、摆臂11、铲斗12、摆臂平台13、后轮14、主链传动装置15、前轮16、摆轮链传动装置17、摆轮18、摆臂电机减速器组19、控制箱20、蓄电池21，主电机减速器组22。连接及工作方式为铲斗12和摆臂平台13连接在摆臂11上，摆臂11靠设置在车体7里的摆臂电机减速器组19来驱动，摆臂11可以绕前轮16轴线上下摆动。摆轮18和前轮16之间靠摆轮链传动装置17传动，前轮16和后轮14通过主链传动装置15传动。前轮16和后轮14分别连接在车体7上，主电机减速器组22的输出轴与后轮14相连形成该机器人的驱动力。摆臂电机减速器组19和主电机减速器组22的外壳、无线接收器8、蓄电池21和控制箱20都直接用螺钉固定在车体上。主电机减速器组22带动后轮14转动，同时通过主链传动装置15带动前轮16使其与后轮14同步转动，前轮16通过摆轮链传动装置17带动摆轮18转动。机器人左右两侧结构和传动对称相同。手爪1通过腕关节2与小臂4相连，可实现机械人手爪1沿小臂4的轴向旋转；小臂4通过小臂关节6与大臂5相连，可使小臂4能够在大臂5、小臂4所构成的平面内绕小臂关节6转动；大臂5通过大臂关节3与摆臂平台13相连，可使大臂5能够在大臂5、小臂4所构成的平面内绕大臂关节3转动。本专利技术的机器人在工作时，无线接收器8接收遥操作终端10的指令，经控制箱20信息处理后分别控制各个电机减速器组或关节等动作。比如，要指令机器人去抓物体时，手爪1、腕关节2、小臂关节6、大臂关节3等中的电机就会根据控制指令协调动作，完成抓取物体的工作。同时无线接受器8也向遥操作终端10发送当前机器人工作状态，及其机器人周围环境的各种信息，保证操作员顺利工作和机器人安全动作。权利要求1.一种排险机器人，主要包括手爪(1)、腕关节(2)、大臂关节(3)、小臂(4)、大臂(5)、小臂关节(6)、无线接收器(8)、通讯电缆(9)、遥操作终端(10)、控制箱(20)、蓄电池(21)，其特征在于还包括车体(7)、摆臂(11)、铲斗(12)、摆臂平台(13)、后轮(14)、主链传动装置(15)、前轮(16)、摆轮链传动装置(17)、摆轮(18)、摆臂电机减速器组(19)、主电机减速器组(22)，铲斗(12)和摆臂平台(13)连接在摆臂(11)上，摆臂(11)通过设置在车体(7)里的摆臂电机减速器组(19)来驱动，摆臂(11)绕前轮(16)轴线上下摆动，摆轮(18)和前轮(16)之间通过摆轮链传动装置(17)传动，前轮(16)和后轮(14)通过主链传动装置(15)传动，前轮(16)和后轮(14)分别连接在车体(7)上，主电机减速器组(22)的输出轴与后轮(14)相连，摆臂电机减速器组(19)和主电机减速器组(22)的外壳、无线接收器(8)、蓄电池(21)和控制箱(20)与车体固定，主电机减速器组(22)带动后轮(14)，同时通过主链传动装置(15)带动前轮(16)使其与后轮(14)同步转动，前轮(16)通过摆轮链传动装置(17)带动摆轮(18)转动。2.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，设置在摆臂(11)上的铲斗(12)为可拆卸式。3.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，大臂关节(3)设置在摆臂平台(13)上或设置在车体(7)上。4.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，手爪(1)通过腕关节(2)与小臂(4)相连，小臂(4)通过小臂关节(6)与大臂(5)相连，大臂(5)通过大臂关节(3)与摆臂平台(13)相连。全文摘要一种排险机器人，属于机器人工程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排险机器人，主要包括：手爪（１）、腕关节（２）、大臂关节（３）、小臂（４）、大臂（５）、小臂关节（６）、无线接收器（８）、通讯电缆（９）、遥操作终端（１０）、控制箱（２０）、蓄电池（２１），其特征在于还包括：车体（７）、摆臂（１１）、铲斗（１２）、摆臂平台（１３）、后轮（１４）、主链传动装置（１５）、前轮（１６）、摆轮链传动装置（１７）、摆轮（１８）、摆臂电机减速器组（１９）、主电机减速器组（２２），铲斗（１２）和摆臂平台（１３）连接在摆臂（１１）上，摆臂（１１）通过设置在车体（７）里的摆臂电机减速器组（１９）来驱动，摆臂（１１）绕前轮（１６）轴线上下摆动，摆轮（１８）和前轮（１６）之间通过摆轮链传动装置（１７）传动，前轮（１６）和后轮（１４）通过主链传动装置（１５）传动，前轮（１６）和后轮（１４）分别连接在车体（７）上，主电机减速器组（２２）的输出轴与后轮（１４）相连，摆臂电机减速器组（１９）和主电机减速器组（２２）的外壳、无线接收器（８）、蓄电池（２１）和控制箱（２０）与车体固定，主电机减速器组（２２）带动后轮（１４），同时通过主链传动装置（１５）带动前轮（１６）使其与后轮（１４）同步转动，前轮（１６）通过摆轮链传动装置（１７）带动摆轮（１８）转动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨汝清，赵维江，乔风斌，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]