[发明专利]履带式多臂杆移动机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种履带式多臂杆高自由度的移动机器人。

背景技术

在反恐领域中，当发现爆炸可疑物品时，传统的排爆工作有两种方法，一是人工直接接触，进行手工搬运或拆除；二是采用3米长的手杆进行挂、拉、托，将爆炸可疑物品运送到安全方便的地方，再通过人工直接接触进行处理。这两种方法至今仍被广泛采用，明显可见在排爆过程中，人的生命安全直接受到威胁，操作过程极不安全，操作手段及工具也十分落后。

在核工业应用中，当需要对辐射物质进行抓取、搬运、放置时，现有方法也是人工操作。尽管有防护服，其作业过程对人的身心健康及生命危害也是极大的。

在化工化学物质泄漏、在铀核物质泄漏或受到核辐射的地段、在煤矿瓦斯爆炸后及其它危险有毒有害作业地区，需要采用相应检测仪器进行测试数据或侦察地理环境时，现有的方法也是人工手持相关仪器进行检测。其面临的问题除了人身安全外，另外危险物质浓度大、危害大时人不敢过去尽管有时穿防护服，单等有害有毒物质自然散去，浓度小时再检测时机已过。

各个科研单位需要寻求可以满足上述作业要求的机器人，以便取代人工作业，保障工作人员的人身安全。

中国专利CN 200410033770.2提供了一种变结构履带式爬壁机器人，其本体包括两条对称布置的形状可变的履带、位于两条履带之间的车载作业系统和与履带啮合的带轮，所述履带外表面均匀安装吸盘，其特征是所述机器人本体中的带轮的数量至少为4个，所述带轮由至少两根支撑杆支撑，且与支撑杆的末端活动连接，所述支撑杆与车载作业系统活动连接，所述履带在末端装有带轮的支撑杆的支撑下形成多边形结构。该发明所述的履带式爬壁机器人可以灵活而大幅度地改变履带的形状，从而能够在曲率半径较小的曲面上稳定行走，以及在具有较大交角范围的相交壁面之间过渡。

实际使用中发现，这种机器人一方面在沙地和泥地中行走效果不理想，更重要的是由于采用支撑杆的设计，使得机器人整体强度不够，无法满足上述作业要求。

中国专利申请CN200610150840.1提供了一种适用于煤矿矿井搜索探测的履带式多关节铰接机器人，它将电源单元模块、控制传感单元模块、搭载单元模块、头部单元模块、尾部单元模块和铰驱动单元模块之间通过铰链连接成为蛇形；在所述各单元模块的外表面都设有履带，所述履带都通过各自单元模块的电机控制转动。

这种机器人灵活，但是应用范围较小，有明显的局限性。

发明内容

【要解决的技术问题】

本发明的目的是要克服现有技术的不足，提供一种履带式机器人，它应该至少具有以下功能或优势：

1、可以自由移动，包括在各种障碍路面自由行驶；

2、手臂装置灵活性好，适应性强，可以完成推、拉、抓取等多种动作，可以代替人去完成各种危险作业；

3、手臂装置各关节体积更小、扭矩更大，实现低转速；

4、简化结构、减轻重量、降低成本；

5、在行驶过程中履带不易脱落和卡阻。

【技术方案】

为了达到上述目的，本发明提供了一种履带式多臂杆移动机器人，它由手臂工作装置1和履带式行走装置2组成。所述手臂工作装置1和履带式行走装置2之间通过设在履带式行走装置2上部的腰转关节6连接，所述腰转关节6可以实现手臂工作装置1在水平面方面的360°旋转。

所述履带式行走装置2由箱体、安装在所述箱体内的传动装置、位于所述箱体对称两侧、与所述传动装置相连接的履带轮及履带组成。其中，所述每一侧的履带轮包括至少两个行走履带轮40和具有仰角的轮，所述具有仰角的轮位于行走履带轮40的一侧或分别位于两个行走履带轮40前后两侧，通过连杆装置连接所述具有仰角的轮的轴。

所述手臂工作装置1包括至少两段臂杆和一个手爪装置11。所述两段臂杆之间通过臂关节装置连接，所述臂杆和手爪装置11之间通过腕转关节10连接。

根据本发明的履带式多臂杆移动机器人，其履带式行走装置2可以是单履带式、双履带式或多段履带式，如三段履带式。

根据本发明的履带式多臂杆移动机器人，所述具有仰角的轮的仰角是可调的或固定的。

根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述腰转关节6包括设于所述箱体上部的固定底座17、与固定底座17相接的旋转底座16、安装在固定底座17上的电机12、与电机12相连的蜗杆减速器13、与蜗杆减速器13相连的旋转轴14、围绕着旋转轴14的推力轴承15。这样，腰转关节6可以实现手臂工作装置1在水平方向的360°转动。