排险机器人

1.一种排险机器人，主要包括：手爪(1)、腕关节(2)、大臂关节(3)、小 臂(4)、大臂(5)、小臂关节(6)、车体(7)、无线接收器(8)、通讯电缆(9)、 遥操作终端(10)、摆臂(11)、铲斗(12)、摆臂平台(13)、后轮(14)、主链传 动装置(15)、前轮(16)、摆轮链传动装置(17)、摆轮(18)、控制箱(20)、蓄 电池(21)，摆臂(11)绕前轮(16)轴线上下摆动，摆轮(18)和前轮(16)之 间通过摆轮链传动装置(17)传动，前轮(16)和后轮(14)通过主链传动装置 (15)传动，前轮(16)和后轮(14)分别连接在车体(7)上，其特征在于还包 括：摆臂电机减速器组(19)、主电机减速器组(22)，铲斗(12)和摆臂平台(13) 连接在摆臂(11)上，摆臂(11)通过设置在车体(7)里的摆臂电机减速器组(19) 来驱动，主电机减速器组(22)的输出轴与后轮(14)相连，摆臂电机减速器组 (19)和主电机减速器组(22)的外壳、无线接收器(8)、蓄电池(21)和控制 箱(20)与车体固定，主电机减速器组(22)带动后轮(14)，同时通过主链传动 装置(15)带动前轮(16)使其与后轮(14)同步转动，前轮(16)通过摆轮链 传动装置(17)带动摆轮(18)转动。
2.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，设置在摆臂(11)上的铲 斗(12)为可拆卸式。
3.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，大臂关节(3)设置在摆 臂平台(13)上。
4.根据权利要求1所述的排险机器人，其特征是，手爪(1)通过腕关节(2) 与小臂(4)相连，小臂(4)通过小臂关节(6)与大臂(5)相连，大臂(5)通 过大臂关节(3)与摆臂平台(13)相连。

技术领域\n本发明涉及的是一种机器人，特别是一种排险机器人，属于机器人工程技术 领域。\n背景技术\n公安、军事等领域中有许多如炸弹、地雷等危险物需要排除，各种排险机器 人和排爆机器人应运而生。美国专利4,932,831，发明名称为：All Terrain Mobile Robot(全地形移动式机器人)，公开了一种排险机器人，美国REMOTEC公司以该 专利为基础生产的ANDROS产品，是目前最有代表性的一种排险机器人。该机器人 由一只(3+1)自由度机械手和一辆关节履带式移动载体组成，机械手设置在移动 载体上。它能在复杂地形上行走，能检查、搬运多种危险品，在部队、公安等领域 得到了较为广泛的应用。但是该排险机器人存在以下不足：结构比较复杂，价格 高、重量重。该种机器人中的电机减速器组的数量是影响机器人价格和重量的主 要因素之一。该机器人移动载体用了4套电机减速器组，基本配置的(3+1)自由 度机械手用了4套电机减速器组，而适应性更大的(4+1)自由度机械手用了5套。 电机减速器组利用率不高。该类机器人抓取和搬运危险品主要是靠机械手，但这 类机械手负重一般只有10公斤左右，如要加大负重能力，整个机器人的重量和价 格都要增加很多；另外，机器人在不平地形上移动时，机械手上抓住的危险品抖 动得很厉害，容易掉下或引起爆炸。履带制造时需要开模，这对这种小批量多品 种的机器人来说成本就比较高。\n发明内容\n本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种排险机器人，在满足同 类基本功能情况下，实现重量轻、价格低，能运送较重的危险品且运送时更安全。\n本发明是通过以下技术方案实现的，本发明主要包括：手爪、腕关节、大臂 关节、小臂、大臂、小臂关节、无线接收器、通讯电缆、遥操作终端、控制箱、 蓄电池、车体、摆臂、铲斗、摆臂平台、后轮、主链传动装置、前轮、摆轮链传 动装置、摆轮、摆臂电机减速器组、主电机减速器组。铲斗和摆臂平台连接在摆 臂上，摆臂靠设置在车体里的摆臂电机减速器组来驱动，摆臂可以绕前轮轴线上 下摆动，摆轮和前轮之间靠摆轮链传动装置传动，前轮和后轮通过主链传动装置 传动，前轮和后轮分别连接在车体上，主电机减速器组的输出轴与后轮相连形成 该机器人的驱动力，摆臂电机减速器组和主电机减速器组的外壳、无线接收器、 蓄电池和控制箱均固定在车体上，主电机减速器组带动后轮，同时通过主链传动 装置带动前轮使其与后轮同步转动，前轮通过摆轮链传动装置带动摆轮转动，机 器人左右两侧结构和传动对称相同。\n手爪通过腕关节与小臂相连，可实现机械人手爪沿小臂的轴向旋转；小臂通 过小臂关节与大臂相连，可使小臂能够在大臂、小臂所构成的平面内绕小臂关节 转动；大臂通过大臂关节与摆臂平台相连，可使大臂能够在大臂、小臂所构成的 平面内绕大臂关节转动；设置在摆臂上的铲斗，可根据需要装上或拆下。根据需 要，大臂关节可设置在摆臂平台上或直接设置在车体上。\n本发明具有实质性特点和显著进步，移动载体采用6轮前摆臂结构，取消了 后摆臂结构和履带，在保持上下楼梯等复杂地形移动基本功能的基础上，降低了 整机重量和成本。一般情况下，机械手仍可设置在车体上，要做复杂作业时机械 手可设置在摆臂平台上，使机械手增加了一个自由度，即成了(4+1)自由度的 机械手，较大的扩展了机械手的工作空间。根据需要，可以在摆臂上设置一只铲 斗。铲斗上可以安放质量更重的危险品，机器人运动时，铲斗抖动比机械手抖动 小得多，运送危险品时比较安全；如不需要，铲斗可拆下，以减轻机器人重量和 更方便移动。\n附图说明\n图1本发明结构示意图\n图2本发明移动载体结构示意图\n具体实施方式\n如图1和图2所示，本发明主要包括：手爪1、腕关节2、大臂关节3、小臂 4、大臂5、小臂关节6、车体7、无线接收器8、通讯电缆9、遥操作终端10、摆 臂11、铲斗12、摆臂平台13、后轮14、主链传动装置15、前轮16、摆轮链传动 装置17、摆轮18、摆臂电机减速器组19、控制箱20、蓄电池21，主电机减速器 组22。连接及工作方式为：铲斗12和摆臂平台13连接在摆臂11上，摆臂11靠 设置在车体7里的摆臂电机减速器组19来驱动，摆臂11可以绕前轮16轴线上下 摆动。摆轮18和前轮16之间靠摆轮链传动装置17传动，前轮16和后轮14通过 主链传动装置15传动。前轮16和后轮14分别连接在车体7上，主电机减速器组 22的输出轴与后轮14相连形成该机器人的驱动力。摆臂电机减速器组19和主电 机减速器组22的外壳、无线接收器8、蓄电池21和控制箱20都直接用螺钉固定 在车体上。\n主电机减速器组22带动后轮14转动，同时通过主链传动装置15带动前轮 16使其与后轮14同步转动，前轮16通过摆轮链传动装置17带动摆轮18转动。 机器人左右两侧结构和传动对称相同。\n手爪1通过腕关节2与小臂4相连，可实现机械人手爪1沿小臂4的轴向旋 转；小臂4通过小臂关节6与大臂5相连，可使小臂4能够在大臂5、小臂4所 构成的平面内绕小臂关节6转动；大臂5通过大臂关节3与摆臂平台13相连，可 使大臂5能够在大臂5、小臂4所构成的平面内绕大臂关节3转动。\n本发明的机器人在工作时，无线接收器8接收遥操作终端10的指令，经控制 箱20信息处理后分别控制各个电机减速器组或关节等动作。比如，要指令机器人 去抓物体时，手爪1、腕关节2、小臂关节6、大臂关节3等中的电机就会根据控 制指令协调动作，完成抓取物体的工作。同时无线接受器8也向遥操作终端10发 送当前机器人工作状态，及其机器人周围环境的各种信息，保证操作员顺利工作 和机器人安全动作。