本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人。

背景技術(shù)：

當(dāng)今突發(fā)事件頻繁發(fā)生，突發(fā)事件所給平民百姓帶來(lái)的精神恐慌和財(cái)產(chǎn)損失已難以估計(jì)，而對(duì)救援人員的傷害更為嚴(yán)重，救援人員在實(shí)施救援工作時(shí)經(jīng)受著更大的潛在危險(xiǎn)，特別對(duì)于排爆救援人員，爆炸物隨時(shí)會(huì)威脅到排爆救援人員的性命安全，為此，現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了排爆機(jī)器人。

在排爆場(chǎng)合中，排爆機(jī)器人一般需要在復(fù)雜的地形上行駛，這對(duì)排爆機(jī)器人的越障能力提出了較高的要求。現(xiàn)有技術(shù)中的排爆機(jī)器人，一般在其前后兩端設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)臂，轉(zhuǎn)動(dòng)臂套設(shè)有履帶，當(dāng)要翻越障礙時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂向上轉(zhuǎn)動(dòng)，使履帶搭在障礙上，以提供翻越障礙所需的動(dòng)力；但這無(wú)疑對(duì)排爆機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作者提出了較高的要求，轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的高度不合適的話，履帶將不能很好地與障礙的表面接觸，造成摩擦力不足，導(dǎo)致排爆機(jī)器人不能正常翻越障礙，這就需要遠(yuǎn)程操作者不斷作調(diào)整，浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間。另外，現(xiàn)有的排爆機(jī)器人的轉(zhuǎn)向一般是通過(guò)左右履帶差速運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是在狹小的地形內(nèi)，可能不足以提供車(chē)身旋轉(zhuǎn)的空間，這會(huì)大大影響排爆機(jī)器人的靈活度。上述問(wèn)題皆不利于排爆工作正常、高效地進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人，其能夠橫向運(yùn)動(dòng)，靈活度高，其還能夠快速翻越不同高度的障礙物，適應(yīng)性強(qiáng)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人，包括車(chē)身、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在車(chē)身的機(jī)械臂，所述車(chē)身的兩側(cè)均設(shè)置一組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；每組所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力箱、履帶、支撐桿、張緊輪以及兩個(gè)錐形橫動(dòng)輪，所述錐形橫動(dòng)輪的錐面設(shè)置螺紋結(jié)構(gòu)；所述動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)所述履帶運(yùn)動(dòng)和所述錐形橫動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述支撐桿往該橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人前進(jìn)的方向伸出，所述支撐桿的第一端與所述動(dòng)力箱鉸接，所述支撐桿的第二端抵頂所述履帶，所述支撐桿與所述動(dòng)力箱之間設(shè)置有張緊彈簧，所述履帶與所述動(dòng)力箱之間設(shè)置張緊輪；所述車(chē)身與所述動(dòng)力箱之間設(shè)置有展開(kāi)機(jī)構(gòu)，所述展開(kāi)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力箱轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述動(dòng)力箱具有相對(duì)于所述車(chē)身的原始狀態(tài)和展開(kāi)狀態(tài)；所述動(dòng)力箱處于所述原始狀態(tài)時(shí)，所述錐形橫動(dòng)輪的錐面與行駛面分離，所述履帶與行駛面接觸；所述動(dòng)力箱處于所述展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，所述錐形橫動(dòng)輪的錐面與行駛面接觸，所述履帶與行駛面分離。

其中，所述動(dòng)力箱的下側(cè)與所述車(chē)身鉸接，所述展開(kāi)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)力箱繞其與所述車(chē)身的鉸接處轉(zhuǎn)動(dòng)。

其中，所述展開(kāi)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述車(chē)身的轉(zhuǎn)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)兩條連桿分別與兩個(gè)所述動(dòng)力箱連接；第一連桿的第一端和第二連桿的第一端以所述轉(zhuǎn)盤(pán)的圓心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地鉸接在所述轉(zhuǎn)盤(pán)上，第一連桿的第二端與第一動(dòng)力箱鉸接，第二連桿的第二端與第二動(dòng)力箱鉸接。

其中，所述展開(kāi)機(jī)構(gòu)包括第一液壓機(jī)構(gòu)和第二液壓機(jī)構(gòu)，所述第一液壓機(jī)構(gòu)的固定端固定在所述車(chē)身，所述第一液壓機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端連接第一動(dòng)力箱，所述第二液壓機(jī)構(gòu)的固定端固定在所述車(chē)身，所述第二液壓機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端連接第二動(dòng)力箱。

其中，所述動(dòng)力箱包括電機(jī)和被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的減速齒輪組，所述減速齒輪組傳動(dòng)連接該動(dòng)力箱的輸出端，所述輸出端連接有履帶齒輪，所述履帶齒輪與所述履帶嚙合傳動(dòng)。

其中，所述錐形橫動(dòng)輪安裝于所述履帶齒輪的外側(cè)面，所述錐形橫動(dòng)輪與所述履帶齒輪同軸。

其中，所述車(chē)身設(shè)置有用于調(diào)節(jié)所述支撐桿初始角度的支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定端和活動(dòng)端，所述活動(dòng)端能夠相對(duì)于所述固定端滑動(dòng)，所述固定端固定于所述車(chē)身，所述活動(dòng)端抵頂所述支撐桿。

其中，所述支撐桿的第二端連接滾輪，所述滾輪抵頂所述履帶。

其中，所述錐形橫動(dòng)輪的錐面設(shè)置有橡膠螺旋線。

其中，所述機(jī)械臂包括轉(zhuǎn)臺(tái)、大臂、小臂和作業(yè)組件，所述轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在所述車(chē)身，所述大臂的第一端與所述轉(zhuǎn)臺(tái)鉸接，所述大臂的第二端與所述小臂的第一端鉸接，所述小臂的第二端連接作業(yè)組件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：當(dāng)該種排爆機(jī)器人遇到障礙物時(shí)，障礙物會(huì)抵頂履帶，同時(shí)履帶能夠帶動(dòng)支撐桿向上翻轉(zhuǎn)，使支撐桿的高度與障礙物相適應(yīng)，張緊彈簧一直對(duì)支撐桿進(jìn)行回拉，被回拉的履帶能夠與障礙物的表面發(fā)生較好的接觸，為排爆機(jī)器人翻越障礙物提供足夠的摩擦力，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，支撐桿在面對(duì)不同高度的障礙物時(shí)均能自適應(yīng)地調(diào)節(jié)，越障適應(yīng)性強(qiáng)；當(dāng)該種排爆機(jī)器人需要橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，展開(kāi)機(jī)構(gòu)展開(kāi)，使車(chē)身兩側(cè)的錐形橫動(dòng)輪的錐面與行駛面接觸，由于錐形橫動(dòng)輪的錐面設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)，利用螺紋的斜面原理，螺紋結(jié)構(gòu)的存在能夠把錐形橫動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)身的橫向平移，使得排爆機(jī)器人在較為狹小的空間內(nèi)以橫向平移代替換向前進(jìn)，無(wú)需旋轉(zhuǎn)車(chē)身，靈活度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是動(dòng)力箱處于所述原始狀態(tài)時(shí)的示意圖；

圖4是動(dòng)力箱處于所述展開(kāi)狀態(tài)時(shí)的示意圖；

圖5是本發(fā)明的橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人在與障礙物接觸時(shí)的示意圖；以及

圖6是支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)支撐桿時(shí)的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

本發(fā)明的一種橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人，如圖1至圖6所示，其包括車(chē)身1、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在車(chē)身1的機(jī)械臂，車(chē)身1的兩側(cè)均設(shè)置一組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力箱21、履帶22、支撐桿23、張緊輪24以及兩個(gè)錐形橫動(dòng)輪25，錐形橫動(dòng)輪25的錐面設(shè)置螺紋結(jié)構(gòu)，動(dòng)力箱21驅(qū)動(dòng)履帶22運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力箱21還可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)錐形橫動(dòng)輪25轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，支撐桿23往該橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人前進(jìn)的方向伸出，支撐桿23的第一端與動(dòng)力箱21鉸接，支撐桿23的第二端抵頂履帶22，支撐桿23與動(dòng)力箱21之間設(shè)置有張緊彈簧27，履帶22與動(dòng)力箱21之間設(shè)置張緊輪24，張緊輪24與動(dòng)力箱21之間設(shè)置彈簧241，張緊輪24為履帶22提供足夠的變形空間，并且防止履帶22脫落。如圖5所示，當(dāng)該種排爆機(jī)器人遇到障礙物時(shí)，障礙物會(huì)抵頂并把履帶22往上推(即從實(shí)線所示狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樘摼€所示狀態(tài))，同時(shí)履帶22能夠帶動(dòng)支撐桿23向上翻轉(zhuǎn)，使支撐桿23的高度與障礙物相適應(yīng)，張緊彈簧27一直對(duì)支撐桿23進(jìn)行回拉，支撐桿23在被回拉的過(guò)程中帶動(dòng)履帶22，被回拉的履帶22能夠與障礙物的表面發(fā)生較好的接觸，為排爆機(jī)器人翻越障礙物提供足夠的摩擦力，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，支撐桿23在面對(duì)不同高度的障礙物時(shí)均能自適應(yīng)地調(diào)節(jié)，越障適應(yīng)性強(qiáng)。

在本實(shí)施例中，車(chē)身1與動(dòng)力箱21之間設(shè)置有展開(kāi)機(jī)構(gòu)，展開(kāi)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)動(dòng)力箱21轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)力箱21具有相對(duì)于車(chē)身1的原始狀態(tài)和展開(kāi)狀態(tài)；動(dòng)力箱21處于原始狀態(tài)時(shí)，錐形橫動(dòng)輪25的錐面與行駛面(如地面)分離，履帶22與行駛面接觸，使該橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人在行駛面上行駛；動(dòng)力箱21處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，錐形橫動(dòng)輪25的錐面與行駛面接觸，履帶22與行駛面分離，此時(shí)，該橫動(dòng)越障排爆機(jī)器人依靠錐形橫動(dòng)輪25在行駛面上橫向運(yùn)動(dòng)。如圖3和圖4所示，動(dòng)力箱21的下側(cè)與車(chē)身1鉸接，展開(kāi)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)動(dòng)力箱21繞其與車(chē)身1的鉸接處轉(zhuǎn)動(dòng)；展開(kāi)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在車(chē)身1的轉(zhuǎn)盤(pán)31，轉(zhuǎn)盤(pán)31通過(guò)兩條連桿32分別與兩個(gè)動(dòng)力箱21連接；第一連桿的第一端和第二連桿的第一端以轉(zhuǎn)盤(pán)31的圓心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地鉸接在轉(zhuǎn)盤(pán)31上，第一連桿的第二端與第一動(dòng)力箱鉸接，第二連桿的第二端與第二動(dòng)力箱鉸接，圖3所示為動(dòng)力箱21處于原始狀態(tài)，轉(zhuǎn)盤(pán)31轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力箱21轉(zhuǎn)變?yōu)閳D4所示的展開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)該種排爆機(jī)器人需要橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，展開(kāi)機(jī)構(gòu)展開(kāi)，使車(chē)身1兩側(cè)的錐形橫動(dòng)輪25的錐面與行駛面接觸，由于錐形橫動(dòng)輪25的錐面設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)，利用螺紋的斜面原理，螺紋結(jié)構(gòu)的存在能夠把錐形橫動(dòng)輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)身1的橫向平移，使得排爆機(jī)器人在較為狹小的空間內(nèi)也能進(jìn)行換向，以橫向平移代替換向前進(jìn)，無(wú)需旋轉(zhuǎn)車(chē)身，靈活度高。當(dāng)然，除了采用轉(zhuǎn)盤(pán)與連桿配合的方式展開(kāi)動(dòng)力箱21以外，還可以采用液壓機(jī)構(gòu)：展開(kāi)機(jī)構(gòu)包括第一液壓機(jī)構(gòu)和第二液壓機(jī)構(gòu)，第一液壓機(jī)構(gòu)的固定端固定在車(chē)身1，第一液壓機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端連接第一動(dòng)力箱，第二液壓機(jī)構(gòu)的固定端固定在車(chē)身1，第二液壓機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端連接第二動(dòng)力箱，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力箱21的運(yùn)動(dòng)。另外，實(shí)現(xiàn)上述展開(kāi)動(dòng)力箱21的機(jī)構(gòu)還有很多，如直線電機(jī)、齒輪與齒條配合等，而且，動(dòng)力箱21也不一定與車(chē)身1鉸接，可以在動(dòng)力箱21的上下均連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)變?yōu)檎归_(kāi)狀態(tài)時(shí)，上方的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出較多，而下方的動(dòng)力機(jī)構(gòu)伸出較小或不伸出，只要能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力箱21的翻轉(zhuǎn)，能夠讓錐形橫動(dòng)輪25的錐面與行駛面接觸，履帶22與行駛面分離即可，上述類似的替換也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本發(fā)明中，錐形橫動(dòng)輪25的錐面設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)，排爆機(jī)器人是利用螺紋的斜面原理實(shí)現(xiàn)橫動(dòng)，因此螺紋的旋向會(huì)影響到橫動(dòng)的方向，但是同時(shí)，錐形橫動(dòng)輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也是同樣影響著橫動(dòng)的方向，即螺紋的旋向和錐形橫動(dòng)輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向這兩個(gè)因素共同影響著橫動(dòng)的方向，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)控制螺紋的旋向和錐形橫動(dòng)輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向這兩個(gè)因素來(lái)決定橫動(dòng)時(shí)的方向。因此，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)各個(gè)錐形橫動(dòng)輪25的螺紋的旋向來(lái)選擇在該錐形橫動(dòng)輪25在需要橫動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可通過(guò)設(shè)置傳動(dòng)齒輪的奇偶數(shù)來(lái)改變錐形橫動(dòng)輪25轉(zhuǎn)動(dòng)方向，或者各個(gè)錐形橫動(dòng)輪25單獨(dú)連接不同電機(jī)，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，即可控制各個(gè)錐形橫動(dòng)輪25的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，亦可，上述的替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本實(shí)施例中，如圖2所示，動(dòng)力箱21包括電機(jī)和被電機(jī)驅(qū)動(dòng)的減速齒輪組，減速齒輪組傳動(dòng)連接該動(dòng)力箱21的輸出端，輸出端連接有履帶齒輪，履帶齒輪與履帶22嚙合傳動(dòng)。錐形橫動(dòng)輪25安裝于履帶齒輪的外側(cè)面，錐形橫動(dòng)輪25與履帶齒輪同軸，即履帶齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)錐形橫動(dòng)輪25轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，也可增設(shè)驅(qū)動(dòng)輪26，動(dòng)力箱21帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪26轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪26帶動(dòng)履帶22運(yùn)動(dòng)，而錐形橫動(dòng)輪25單獨(dú)被電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，亦可，上述的替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本實(shí)施例中，如圖6所示，車(chē)身1設(shè)置有用于調(diào)節(jié)支撐桿23初始角度的支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定端231和活動(dòng)端232，活動(dòng)端232能夠相對(duì)于固定端231滑動(dòng)，固定端231固定于車(chē)身1，活動(dòng)端232抵頂支撐桿23。通過(guò)支撐桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以提調(diào)節(jié)支撐桿23的初始角度，例如在障礙物普遍較高的場(chǎng)合中，可預(yù)先把支撐桿23的初始角度調(diào)高，即把支撐桿23的第二端的原始高度調(diào)高，這樣便于翻越較高的障礙物。如圖2所示，支撐桿23的第二端連接滾輪28，滾輪28抵頂履帶22，使得履帶22滾動(dòng)得更順暢。

在本實(shí)施中，如圖2所示，錐形橫動(dòng)輪25的錐面設(shè)置有橡膠螺旋線251，增加錐形橫動(dòng)輪25與行駛面之間的摩擦，使橫動(dòng)效果更好。

在本實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，機(jī)械臂包括轉(zhuǎn)臺(tái)41、大臂42、小臂43和作業(yè)組件44，轉(zhuǎn)臺(tái)41安裝在車(chē)身1，為機(jī)械臂提供360°旋轉(zhuǎn)，大臂42的第一端與轉(zhuǎn)臺(tái)41鉸接，大臂42的第二端與小臂43的第一端鉸接，小臂43的第二端連接作業(yè)組件44，大臂42上設(shè)置有皮帶421，皮帶421連接小臂43的第一端，通過(guò)皮帶421傳動(dòng)帶動(dòng)小臂43運(yùn)動(dòng)，小臂43第二端的作業(yè)組件44可為攝像機(jī)、機(jī)械抓手、鉗子等。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。