專利名稱：偵察機器球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型智能化裝置，特別涉及一種能夠在反恐、營救、 突發(fā)災(zāi)難等應(yīng)急反應(yīng)任務(wù)現(xiàn)場代替人員進行隱秘偵察的智能化偵察裝置。
背景技術(shù)：
在執(zhí)行反恐、營救、應(yīng)對突發(fā)災(zāi)難事件、軍事行動等高危任務(wù)時， 對現(xiàn)場情報的偵察是保證任務(wù)完成質(zhì)量、保證人員安全的關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)場情報的偵察收集主要有兩種方式，遠距離望遠 鏡觀測和近距離武裝人員滲透偵察。遠距離望遠鏡觀測在匪徒故意設(shè) 置遮蔽或隱藏的情況下基本是沒有偵察效果的。武裝人員的滲透偵察 是一種危險作業(yè)，往往造成營救人員的傷亡，或匪徒情緒失控造成現(xiàn) 場情況不可控。目前用于這類領(lǐng)域的智能化裝置很少，已經(jīng)實戰(zhàn)應(yīng)用的只有排爆 機器人和排爆機器車，但這兩種智能化裝置的體積大，目標(biāo)大，容易 被發(fā)現(xiàn)，不適合改成隱秘偵察裝置。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種偵察機器球，它帶有微型攝像機、麥克 風(fēng)、無線設(shè)備，體積小、可投擲、抗跌落，落地后自動調(diào)整姿態(tài)，可遙 控轉(zhuǎn)動，變化攝像機方位尋找目標(biāo)物，可投擲到建筑物內(nèi)部進行攝像 偵察或竊聽偵察。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種偵察機器球，具有上球殼、下球殼、底座和球芯，上球殼、 下球殼扣合在一起，底座設(shè)置在下球殼的底部，其特征是所述球芯 由驅(qū)動組件、電路組件、攝像組件三部分組成；驅(qū)動組件由齒輪箱和電機組成，齒輪箱內(nèi)裝有初級齒輪、二級齒 輪、太陽輪、齒圈、底盤和三個行星輪，電機固定在齒輪箱頂蓋上， 電機的主軸向下伸入齒輪箱中與初級齒輪固接，初級齒輪與二級齒輪 嚙合，太陽輪安裝在二級齒輪的下方，太陽輪、二級齒輪都與底盤上 的中心軸固接，三個行星輪布置在太陽輪與齒圈之間，該三個行星輪 與太陽輪以及齒圈嚙合，齒圈通過螺釘固定在齒輪箱內(nèi)，齒輪箱與下球殼的內(nèi)腔側(cè)壁固接，底盤的下部與底座固接；電路組件由上、下支撐板、電路板、主控制器、兩立柱組成，電 路板粘接在上支撐板的頂面上，主控制器安裝在下支撐板的表面上； 兩立柱跨接在上、下支撐板之間，兩立柱的底端固接在齒輪箱頂蓋上；攝像組件由補形墊、微型攝像機、攝像機支座、麥克風(fēng)、紅外 傳感器、紅外發(fā)光管組成，微型攝像機嵌裝在攝像機支座中，麥克風(fēng)、 紅外傳感器、紅外發(fā)光管固接在一個弓形的聯(lián)接板上，該聯(lián)接板與攝 像機支座粘接固定，攝像機支座嵌裝在上球殼中，攝像機支座與上球 殼內(nèi)壁之間設(shè)置有補形墊，補形墊為球缺的形狀，補形墊的中心通孔 套接在攝像機支座上，補形墊被攝像機支座和上球殼夾緊，攝像機支 座后部由上支撐板卡緊，補形墊上開有供麥克風(fēng)、紅外傳感器、紅外 發(fā)光管穿置的通孔，上球殼上開有用于透露麥克風(fēng)、紅外傳感器、紅 外發(fā)光管和微型攝像機鏡頭的通孔。所述上球殼、下球殼的銜接處設(shè)置有支撐架，支撐架為圓盤形， 其中部鏤空，鏤空的形狀與球芯中部外輪廓的形狀相符。所述主控制器的外側(cè)設(shè)置有防塵環(huán)，防塵環(huán)粘合在下支撐板上并 緊貼著上球殼。所述上球殼、下球殼、底座、補形墊的材質(zhì)為橡膠。所述下支撐板上裝有電源開關(guān)，所述下球殼上開有用于透露電源 開關(guān)的通孔。所述電路板上集成有無線圖像傳輸模塊；所述主控制器由無線數(shù) 字傳輸模塊和鋰電池組兩部分組成。 本發(fā)明有以下積極有益效果本發(fā)明的偵察機器球是一種隱秘偵察的智能化裝置，機器球內(nèi)部 零件尺寸經(jīng)過優(yōu)化組合，裝配緊密，直徑小于80毫米，無線控制距離 大于30m。便于隨身攜帶，機器球具有抗震、抗摔的性能，能夠人工 投擲或通過無人飛行器投擲到任何目標(biāo)地點附近，進行隱秘偵察，操 作人員不必靠近危險區(qū)域。機器球的重心配置如同不倒翁，不管機器 球以何種角度和姿態(tài)落地，穩(wěn)定后皆能以底部著地正立于地面上，使 攝像機以正確的視角進行攝像偵察。機器球的球體相對底座能夠旋轉(zhuǎn)， 從而帶動微型攝像機改變方位，尋找目標(biāo)物。微型攝像機具有紅外感 應(yīng)功能，能夠在漆黑環(huán)境看清目標(biāo)物。操作人員在安全距離外通過操 作控制器進行遠程無線遙控，并實時接收偵察機器球反饋的圖像、語 音信息，提高現(xiàn)場情報收集速度和效率，提高任務(wù)完成質(zhì)量，減少人 員傷亡。


圖1是本發(fā)明的偵察機器球一實施例的外形示意圖。
圖2是本發(fā)明的操作控制器的外形示意圖。圖3是圖1中上球殼、下球殼、球芯分離后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中球芯的后視軸測圖。圖5是圖3中全部零件的軸測分解圖。圖6是圖5中驅(qū)動組件的放大圖；圖7是圖5中電路組件、攝像組件的放大圖；圖8是圖5的側(cè)向視圖。圖9是圖1的A — A剖視圖。圖10是圖9的B — B剖視圖。圖11是本發(fā)明偵察機器球的重心設(shè)計圖。圖12是本發(fā)明偵察機器球的重心設(shè)計圖。圖13是本發(fā)明偵察機器球的重心設(shè)計圖。圖14是本發(fā)明的操作控制器面板圖。
具體實施方式
圖中標(biāo)號100偵察機器球；1補形墊3攝像機支座4底座6底盤7行星輪10齒輪箱13電路板14麥克風(fēng)15紅外傳感器16紅外發(fā)光管17電源開關(guān)18初級齒輪20太陽輪22上球殼23下球殼24上支撐架26下支撐架29立柱31控制按鈕33控制按鈕35信息顯示按鈕9電機 12防塵環(huán)200操作控制器； 2微型攝像機301通孔 302通孔5無線數(shù)字傳輸模塊 601中心軸 8鋰電池組 11支撐架141通孔 142通孔151通孔 152通孔161通孔 162通孔171通孔 19 二級齒輪 21齒圈221止口231止口 25齒輪箱頂蓋 27主控制模塊 30球芯32控制按鈕34控制按鈕36信息顯示按鈕28聯(lián)接板 37信息顯示按鈕 39信息顯示按鈕 41天線 44液晶顯示屏38信息顯示按鈕 40信息顯示按鈕42電源開關(guān)45通道切換按鈕43揚聲器請參照圖1、圖2、圖3，本發(fā)明是一種偵察機器球100，由上球 殼22、下球殼23、底座4、球芯30組成，上球殼22、下球殼23扣合 在一起，底座4設(shè)置在下球殼23的底部，偵察機器球100由操作控制 器200控制。請參照圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10，球芯30由驅(qū) 動組件、電路組件、攝像組件三部分組成；驅(qū)動組件由齒輪箱10和電機9組成，齒輪箱10內(nèi)裝有初級齒輪 18、 二級齒輪19、太陽輪20、齒圈21、底盤6和三個行星輪7，電機 9固定在齒輪箱頂蓋25上，電機9的主軸向下伸入齒輪箱10中與初 級齒輪18固接，初級齒輪18與二級齒輪19嚙合，太陽輪20安裝在 二級齒輪19的下方，太陽輪20、 二級齒輪19都與底盤6上的中心軸 601固接，三個行星輪7布置在太陽輪20與齒圈21之間，該三個行 星輪7與太陽輪20以及齒圈21嚙合，齒圈21通過螺釘固定在齒輪箱 10內(nèi)，齒輪箱10與下球殼23的內(nèi)腔側(cè)壁固接，底盤6的下部與底座 4固接；底座4的材質(zhì)為橡膠，與地面的摩擦力很大，當(dāng)三個行星輪7 轉(zhuǎn)動時，底座4與地面相對靜止，底盤6與地面也相對靜止，齒圈21 轉(zhuǎn)動，帶動整個球體轉(zhuǎn)動。電路組件由上、下支撐板24、 26、電路板13、主控制器27、兩 立柱29組成，電路板13通過膠粘接在上支撐板24的頂面上，電路板 13上集成有無線圖像傳輸模塊；主控制器27由無線數(shù)字傳輸模塊5 和鋰電池組8兩部分組成，主控制器27安裝在下支撐板26的表面上； 兩立柱29跨接在上、下支撐板24、 26之間，兩立柱29的底端固接在 齒輪箱頂蓋25上，齒輪箱頂蓋25與齒輪箱10固接。攝像組件由補形墊l、微型攝像機2、攝像機支座3、麥克風(fēng)14、 紅外傳感器15、紅外發(fā)光管16組成，微型攝像機2嵌裝在攝像機支 座3中，麥克風(fēng)14、紅外傳感器15、紅外發(fā)光管16固接在一個弓形 的聯(lián)接板28上，該聯(lián)接板28與攝像機支座3粘合固定，攝像機支座 3嵌入到上球殼22中，攝像機支座3與上球殼22內(nèi)壁之間設(shè)置有補 形墊1，補形墊1為球缺形狀，補形墊1的中心通孔301套接在攝像 機支座3上，補形墊1被攝像機支座3和上球殼22夾緊，攝像機支座 3后部由上支撐板24卡緊。請參照圖8，補形墊1上開有供麥克風(fēng)14穿置的通孔141。補形 墊1上開有供紅外傳感器15穿置的通孔151。補形墊1上開有供紅外 發(fā)光管16穿置的通孔161。上球殼22上開有用于透露微型攝像機2
鏡頭的通孔302。上球殼22上開有用于透露麥克風(fēng)14的通孔142。上 球殼22上開有用于透露紅外傳感器15的通孔152。上球殼22上開有 用于透露紅外發(fā)光管16的通孔162。請參照圖3、圖5、圖6、圖7，下支撐板26上裝有電源開關(guān)17， 下球殼23上開有用于透露電源開關(guān)17的通孔171。補形墊1是利用橡膠的彈性摩擦力來固定的，它可以大大減小上 球殼22受沖擊時引起的攝像機模塊的位移和變形，攝像機支座3自身 的彈性摩擦力較大，再加上球體本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，可以被很好的固 定住。上球殼22、下球殼23的銜接處設(shè)置有支撐架11，支撐架11為 圓盤形，其中部鏤空，鏤空的形狀與球芯中部外輪廓的形狀相符。支 撐架11可大大減小球體中部受沖擊時引起的變形。上球殼22、下球殼23的銜接處有相互配合的臺階狀的止口 221、 231，支撐架11嵌裝在下球殼23的止口 231上，并由上球殼22的止口 221壓緊。主控制器27的外側(cè)設(shè)置有防塵環(huán)12，防塵環(huán)12粘合在下支撐板 26上，并緊貼著上球殼22，防塵環(huán)12起防塵作用。微型攝像機2具有夜視功能，配合紅外傳感器15、紅外發(fā)光管 16可以在漆黑環(huán)境中看清楚目標(biāo)物。微型攝像機2由鋰電池組8供電，并將圖像和語音信號通過無線圖像傳輸模塊傳送出去。請參照圖5、圖6、圖7、圖8,當(dāng)電機9啟動工作后，電機9通 過初級齒輪18帶動二級齒輪19旋轉(zhuǎn)，從而帶動與二級齒輪19同軸連 接的太陽輪20旋轉(zhuǎn)，太陽輪20轉(zhuǎn)動同時帶動三個行星輪7轉(zhuǎn)動，由 于底座4的材質(zhì)為橡膠，與地面的摩擦力很大，當(dāng)三個行星輪7轉(zhuǎn)動 時，底座4與地面相對靜止，底盤6與地面也相對靜止，所以齒圈21 隨三個行星輪7轉(zhuǎn)動，因齒圈21與齒輪箱10固接，所以齒圈21轉(zhuǎn)動 時會帶動整個機器球主體在底座4上平緩轉(zhuǎn)動，從而達到調(diào)整微型攝 像機方位，尋找目標(biāo)的目的。控制電機9的信號由操作控制器2發(fā)出，由偵察機器球上的無線 數(shù)字傳輸模塊接收并解析給電機，以控制電機的速度和方向。本發(fā)明的偵察機器球具有抵抗沖擊的能力。上球殼22、下球殼 23、底座4、補形墊l的材質(zhì)為橡膠。上球殼22、下球殼23、底座4 作為第一防護層，能夠吸收大部分沖擊；支撐架11能減小球體中部受 沖擊時引起的變形，攝像機支座3也能有效抵抗沖擊，從而保護微型攝 像機2。請參照圖9、圖10，偵察機器球的內(nèi)部非常緊密。上球殼22和 下球殼23有互補的臺階狀的止口，所以能把支撐架11完全固定；主 控制模塊27是通過立柱29固定到齒輪箱上蓋25的表面上；上支撐板 24也是通過立柱29支撐并用螺釘固定的；此外，重要元器件部位、
主要沖擊部位都填充發(fā)泡材料進行保護。偵察機器球在投擲后橡膠球殼著地，由于橡膠具有良好的彈性， 能夠保護機器球在受到?jīng)_擊時球芯不受到損壞。請參照圖11、 12、 13，機器球落地時姿態(tài)各異，為保證攝像機能 夠以正確地姿態(tài)進行攝像作業(yè)，必須使機器球在靜止下來時剛好是球 體底部著地。所以機器球的重心G配置必須類似不倒翁，齒輪箱中的 各齒輪都是以不銹鋼為材料，使得機器球的重心G在其三分之一高度 位置。底座4的底面是一個能夠使機器球穩(wěn)定停止的平面，這個平面 的半徑36mm，剛好使機器球重心線始終通過這個平面中心。請參照圖2、圖14，操作控制器200主要作用是對偵察機器球100 進行操作控制并顯示機器球回傳的圖像和傳感器信息。操作控制器 200的面板上設(shè)置有天線41、總開關(guān)42、揚聲器43、液晶顯示屏44、 通道切換按鈕45以及控制按鈕和信息顯示按鈕?？刂瓢粹o31、 32、 33、 34用于對偵察機器球的狀態(tài)進行操作。信息顯示按鈕35、 36、 37、 38、 39、 40用于對操作控制器200 自身狀態(tài)進行設(shè)定。
權(quán)利要求
1. 一種偵察機器球，具有上球殼、下球殼、底座和球芯，上球 殼、下球殼扣合在一起，底座設(shè)置在下球殼的底部，其特征是所述 球芯由驅(qū)動組件、電路組件、攝像組件三部分組成；驅(qū)動組件由齒輪箱和電機組成，齒輪箱內(nèi)裝有初級齒輪、二級齒 輪、太陽輪、齒圈、底盤和三個行星輪，電機固定在齒輪箱頂蓋上， 電機的主軸向下伸入齒輪箱中與初級齒輪固接，初級齒輪與二級齒輪 嚙合，太陽輪安裝在二級齒輪的下方，太陽輪、二級齒輪都與底盤上 的中心軸固接，三個行星輪布置在太陽輪與齒圈之間，該三個行星輪 與太陽輪以及齒圈嚙合，齒圈通過螺釘固定在齒輪箱內(nèi)，齒輪箱與下球殼的內(nèi)腔側(cè)壁固接，底盤的下部與底座固接；電路組件由上、下支撐板、電路板、主控制器、兩立柱組成，電 路板粘接在上支撐板的頂面上，主控制器安裝在下支撐板的表面上； 兩立柱跨接在上、下支撐板之間，兩立柱的底端固接在齒輪箱頂蓋上；攝像組件由補形墊、微型攝像機、攝像機支座、麥克風(fēng)、紅外 傳感器、紅外發(fā)光管組成，微型攝像機嵌裝在攝像機支座中，麥克風(fēng)、 紅外傳感器、紅外發(fā)光管固接在一個弓形的聯(lián)接板上，該聯(lián)接板與攝 像機支座粘接固定，攝像機支座嵌裝在上球殼中，攝像機支座與上球 殼內(nèi)壁之間設(shè)置有補形墊，補形墊為球缺的形狀，補形墊的中心通孔 套接在攝像機支座上，補形墊被攝像機支座和上球殼夾緊，攝像機支 座后部由上支撐板卡緊，補形墊上開有供麥克風(fēng)、紅外傳感器、紅外 發(fā)光管穿置的通孔，上球殼上開有用于透露麥克風(fēng)、紅外傳感器、紅 外發(fā)光管和微型攝像機鏡頭的通孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的偵察機器球，其特征是所述上球殼、 下球殼的銜接處設(shè)置有支撐架，支撐架為圓盤形，其中部鏤空，鏤空 的形狀與球芯中部外輪廓的形狀相符。
3. 如權(quán)利要求1所述的偵察機器球，其特征是所述主控制器 的外側(cè)設(shè)置有防塵環(huán)，防塵環(huán)粘合在下支撐板上并緊貼著上球殼。
4. 如權(quán)利要求1所述的偵察機器球，其特征是所述上球殼、下球殼、底座、補形墊的材質(zhì)為橡膠。
5. 如權(quán)利要求1所述的偵察機器球，其特征是所述下支撐板上裝有電源開關(guān)，所述下球殼上開有用于透露電源開關(guān)的通孔。
6. 如權(quán)利要求1所述的偵察機器球，其特征是所述電路板上 集成有無線圖像傳輸模塊；所述主控制器由無線數(shù)字傳輸模塊和鋰電池組兩部分組成。
全文摘要
一種偵察機器球，具有上球殼、下球殼、底座和球芯，球芯由驅(qū)動組件、電路組件、攝像組件組成；驅(qū)動組件由齒輪箱和電機組成，齒輪箱內(nèi)裝有初級齒輪、二級齒輪、太陽輪、齒圈、底盤和三個行星輪，底盤的下部與底座固接；電路組件由上、下支撐板、電路板、主控制器、兩立柱組成，電路板粘接在上支撐板的頂面上，主控制器安裝在下支撐板上；兩立柱跨接在上、下支撐板之間，攝像組件由補形墊、微型攝像機、攝像機支座、麥克風(fēng)、紅外傳感器、紅外發(fā)光管組成，本發(fā)明的偵察機器球，體積小、可投擲、抗跌落，落地后自動調(diào)整姿態(tài)，可遙控轉(zhuǎn)動，變化攝像方位尋找目標(biāo)物，可投擲到建筑物內(nèi)部進行攝像偵察或竊聽偵察。
文檔編號H04N5/225GK101146180SQ20071017566
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者野 王, 廣 韓 申請人:北京博創(chuàng)興盛機器人技術(shù)有限公司