[发明专利]一种可变姿态移动机器人

说明书

技术领域

本发明专利属于机器人领域，具体说一种可变姿态移动机器人。

背景技术

煤矿井下一旦发生如井巷透水、采场冒顶、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等矿难时，现场矿工往往被困在井下局部空间内与外界失去联系，而矿难抢险救援工作最迫切需要及时获得事故现场情况。

矿用搜救式履带机器人要求具有一定的行走速度及良好的越障能力，例如ZL:200820083326.4具有封闭履带特征的煤矿搜救机器人，此设备主要包括一对行走履带及一对摆臂履带，摆臂履带绕前轴转动，进行越障。此机器人主要是防止异物进入履带内，提高复杂环境的适应能力，而其外形体积较大，不适宜进入到升降仓体中进行矿难救援。例如ZL：201010514583.1小型可变履带式搜救机器人，此发明主要包括行走机构及直线推杆伸缩机构，通过伸缩机构来实现越障，此机器人体积较小，但并不是防爆设备，不能在煤矿井下使用。

发明内容

本发明专利主要为解决经矿井地面救援钻孔进入井下的探测机器人本体外形尺寸较大，在狭长孔道内通行的问题。尤其是解决将其装入小型矿用升降仓体内，实现由地面工控终端遥控其升降运载与释放回收的能力。为此，设计了矿用可变姿态探测机器人结构，使其既能满足乘入救援钻孔内升降仓体的空间要求，又能适应井下巷道复杂路况中高机动行走的需求。

本发明提供了以下技术方案：一种可变姿态移动机器人，包括：履带（1）、主动轮（3）、可动从动轮（7）、固定从动轮（9）、履带支撑机构（4）、旋转驱动摆臂机构（6）、张紧机构（11）；其特征在于：所述履带（1）安装在主动轮（3）、可动从动轮（7）及固定从动轮（9）上；所述旋转驱动摇臂机构（6）的一端内置滚动轴承，所述内置滚动轴承与可动从动轮（7）的输出轴相连，通过滚动轴承带动可动从动轮（7）转动；所述旋转驱动摇臂机构（6）的另一端与张紧机构（11）连接。 

优选地，所述履带（1）包括卡齿；履带（1）安装在主动轮（3）、可动从动轮（7）及固定从动轮（9）的两齿间的齿距上。

进一步，所述可变姿态机器人还包括主腔体（8）；所述履带支撑机构（4）包括至少两个支撑轮，固定于主腔体（8）的两侧，左右各2组，所述支撑轮在履带内侧的齿间中滑动。

非限制性地，所述可变姿态机器人还包括传感器（2）、照明灯（5）、摄像机（10）；摄像机（10）、照明灯（5）及传感器（2）外部都包有防爆壳体，都与主腔体（8）采用防爆线嘴座连接。

更进一步，当所述可变机器人的姿态调整方式之一为：驱动电机带动蜗杆机构使所述旋转驱动摆臂机构（6），使得所述主动轮（3）、所述固定从动轮（9）以及所述可动从动轮（7）处于同一平面内，主动轮（3）带动履带（1）旋转，固定从动轮（9）随之转动。蜗杆机构使所述旋转驱动摆臂（6）向上旋转，使所述履带（1）与地面产生姿态角度。

此外，所述主腔体（8）包括电池腔、驱动电机腔体及线路板腔体，分别安装有电池、左右驱动电机、主控制板，所述履带（1）由所述左右驱动电机驱动；所述蜗杆机构由所述左右驱动电机驱动。

本发明专利的有益效果是，在本发明动作灵活、体积较小、可根据周围环境，通过控制电机的转动而带动机体姿态发生角度变化，在装入小型矿用升降仓体内，可实现由地面工控终端遥控其升降运载与释放回收的能力。可以快速的进入矿井灾难现场，协助救援，当机器人遇到较小障碍物时，可增大履带的迎面角，使其利用运动惯性直接克服通过；在遇到较大障碍物时，其铰接轴可使机器人的前部相对障碍物产生一个姿态角度，这样机器人就可以很容易的越过障碍物。当遇到沟壑时，机器人外形呈“一”字状态，可以直接通过。通过光缆传输，机器人通过传感器等设备采集井下图像、声音、气体浓度等信息，地面可以实时掌握井下情况。本机器人除了必备的设备外，还可以安装GPS、生命探测仪等，GPS可以用于机器人的定位；生命探测仪用于探测事发地点的生命迹象。

附图说明

图1-a是可变姿态移动机器人的立体示意图；

图1-b是可变姿态移动机器人的主视图；

图2是履带张紧机构及旋转驱动摆臂机构的A-A剖视图；

图3-a是履带支撑机构示意图，图3-b是履带支撑机构的B-B剖视图;

图4是履带齿形示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。