[发明专利]一种便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种机器人系统。具体来说，是一种在复杂环境中有较强机动性和隐蔽性的便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人。

背景技术

近十几年来，机器人技术迅猛发展。作为战场侦察、反恐监控和危险环境搜救尖兵的微小型地面移动机器人，近期频繁出现在世界舞台上，成为引人瞩目的焦点。地面移动机器人技术的研究也处在飞速发展的关键阶段。侦察机器人作为微小型地面移动机器人的一个分支，是一类用于为操作人员提供前方实时信息(视觉、听觉、潜在威胁等)的辅助型机器人，它在空间探索、危险环境探查和取样、战场侦察、城市救援、排爆和反恐防化等领域具有广泛的应用需求。

美国、英国和德国等发达国家在此类移动机器人研制及应用方面取得了显著成就，如由美国明尼苏达大学研制并商业化的Scout机器人就是此类机器人的典型代表(http://www.reconrobotics.com/index.cfm)，该机器人具有两个驱动轮，一个支撑尾，质量轻便于携带且能够抵抗数米距离的自由落体冲击。但Scout机器人仅对机身颜色黑色处理，不具有较好的伪装性能，隐蔽性不高，易于被察觉。由于以上原因，使得Scout的应用受到诸多限制。

基于以上背景和现实需求，有必要设计出一种便于携带且隐蔽性高的新型侦察机器人。

发明内容

本发明的目的是针对现有侦察机器人技术上的不足，提供一种结构简单，易携带，且具有较强伪装性能的便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人。该便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人凭借其体积小、重量轻和伪装性能好的优势，可在城市巷战、恐怖事件和工业事故的处理中代替人进入危险环境，从事侦察、排险和救援等危险工作，从而减少人员伤亡，提高保障性能和工作效率。

本发明一种便携式可伸缩球型抛掷侦察机器人，包括机架、左驱动轮、右驱动轮、伸缩系统和控制系统；机架为空心结构，机架两端螺纹固连左驱动轮和右驱动轮；机架的中部安装有伸缩系统和控制系统。

其中，左驱动轮和右驱动轮结构相同，包括驱动轮壳、驱动轮电机连接座、减震盘、驱动电机和驱动轮伸缩连接座。驱动轮壳是一体注塑加工而成的球形结构，内部空心并安装有驱动电机连接座和减震盘，减震盘上装有驱动轮伸缩连接座；驱动轮壳外侧周向位置上设有横纵交错的花纹状突起并在球形表面设有均布的球状突起。

所述的伸缩系统包括伸缩驱动、驱动轮伸缩机构和支撑尾伸缩机构。其中，伸缩驱动固定于机架上；驱动轮伸缩机构固定于机架中的驱动轮伸缩机构连接座上；支撑尾伸缩机构固定于机架中的支撑尾伸缩机构连接座上。伸缩系统由伸缩驱动提供动力，经锥齿轮组换向后两路传动，一路传动给驱动轮伸缩机构以实现驱动轮的伸缩运动；另一路传动给支撑尾伸缩机构以实现支撑尾的伸缩运动。

所述控制系统安装在机架上，包括控制系统壳体、摄像头座、摄像头固定外壳、无线视觉摄像头、主控电路板、左驱动轮电机驱动板、右驱动轮电机驱动板、伸缩系统电机驱动板和电源，主要用来监测及控制伸缩系统的收合展开状态，以及驱动左驱动轮电机、右驱动轮电机和伸缩系统电机的运动。

本发明机器人在实施操作时具有展开和收合两种状态：展开时机器人既可以在相对平坦地面灵活运动快速行驶并执行任务，也可以在复杂的崎岖环境中横越草地沙砾、翻越台阶等典型障碍，完成指定工作；收合时机器人只留出左驱动轮2与右驱动轮3于外界，其余部分都收缩于内部，整个机器人呈球形，极具伪装，不易被察觉。

本发明机器人在设计上采用了精益结构，减轻了重量；左驱动轮与右驱动轮的驱动轮壳采用固连橡胶减震盘的减震设计，能够承受数米的自由落体冲击；左驱动轮与右驱动轮的收缩，能够将机器人很好的伪装起来，不易被察觉；较小的尺寸设计便于携带及部署；机器人功能较全，控制简单，既可应用于辅助军事作战侦察，亦可用作城市救援和排爆反恐，具有广泛的应用背景和市场前景。

本发明的优点在于：

1、本发明机器人通过简单的机械传动优化，只用一个电机驱动完成驱动轮伸缩和支撑尾伸缩两个方向的运动，操作方便，控制简单；

2、本发明机器人驱动轮壳采用一体化注塑而成的减震盘减震系统，能够吸收一定的冲击振动能量，承受数米的自由落体冲击；驱动轮壳外表面设有横纵交错的花纹状突起和均布的球状突起，提升了机器人的攀爬性能；

3、本发明机器人驱动轮壳外形似球形，且本发明机器人具有伸缩功能，能够将左右两驱动轮壳收合起来进行伪装，不易被察觉，确保机器人更好地完成侦察等任务；