消防探测快速移动机器人平台

摘要

本发明提供一种消防探测快速移动机器人平台，包括主车体和两个履带行走部；两个履带行走部与主车体的两侧相连且包括：履带主架、驱动轮组件、主改向轮组件、下改向轮组、履带悬架组件、履带，其中驱动轮组件、主改向轮组件、下改向轮组件均与履带主架相连，下改向轮组件为两个，其下改向轮架与履带主架可枢转的相连，并通过减震元件与履带主架相连；所述履带悬架不少于一个，其主摇架与履带主架可枢转地相连，主摇架通过缓冲元件与履带主架相连，平衡架的中部与主摇架下端可枢转地相连；托带轮安装在主摇架的上端，承重轮安装在平衡架的两端；履带包络在驱动轮、主改向轮、下改向轮、托带轮与承重轮外。

权利要求

1.一种消防探测快速移动机器人平台，其特征在于，包括：主车体，

履带行走部，所述履带行走部为两个，与所述主车体的两侧相连；所以履带行走部包括：履带主架，所述履带主架与所述主车体的侧边相连；

驱动轮组件，所述驱动轮组件包括驱动轮与驱动件，所述驱动轮安装在履带主架上，所述驱动件与所述驱动轮相连并驱动所述驱动轮转动；

主改向轮组件，所述主改向轮组件包括张紧装置和主改向轮，所述主改向轮安装在所述张紧装置上，所述张紧装置与所述履带主架相连；

下改向轮组件，所述下改向轮组件为两个，分别与所述履带主架的两端相连，所述下改向轮组包括：下改向轮架，所述下改向轮架与所述履带主架可枢转地相连，且所述下改向轮架下方与所述履带主架存在一定夹角；

减震元件，所述下改向轮架通过所述减震元件与所述履带主架相连；

下改向轮，所述下改向轮多于两个，且所述下改向轮与所述下改向轮架相连；

履带悬架组件，所述履带悬架组件不少于一个，所述履带悬架组件与所述履带主架可枢转地相连，所述履带悬架组件包括：主摇架，所述主摇架与所述履带主架可枢转地相连；

缓冲元件，所述主摇架通过所述缓冲元件与所述履带主架相连；

平衡架，所述平衡架的中部与所述主摇架下端可枢转地相连；

托带轮，所述托带轮安装在所述主摇架的上端；

承重轮，所述承重轮安装在所述平衡架的两端；

履带，所述履带包络在所述驱动轮、所述主改向轮、所述下改向轮、所述托带轮与所述承重轮外；

所述主车体上设有消防探测用传感装置；消防探测用传感装置，包括气体检测装置、视觉传感装置。

2.根据权利要求1所述的消防探测快速移动机器人平台，其特征在于，所述履带包括：履带块，所述履带块包括：

履带块主体，所述履带块主体的侧边上设有边连接孔，所述边连接孔为通孔，且不少于两个；

导向件，所述导向件设于所述履带块主体的上方中部；

间隔件，所述间隔件设有中心连接孔；

挠性连接线，所述挠性连接线依次串过所述履带块的所述边连接孔与所述间隔件的中心连接孔，将多个履带块与间隔件间隔相连，形成环形；

锁定件，所述锁定件将所述挠性连接线端头锁定。

3.根据权利要求2所述的消防探测快速移动机器人平台，其特征在于，所述间隔件为球形或鼓形，所述间隔件处于两个所述履带块之间，置于两个所述履带块之间的所述间隔件不少于一个。

4.根据权利要求3所述的消防探测快速移动机器人平台，其特征在于，所述挠性连接线为钢丝绳。

5.根据权利要求4所述的消防探测快速移动机器人平台，其特征在于：所述驱动轮包括左右两个驱动侧轮，所述驱动件与所述驱动轮相连并驱动所述驱动轮转动；所述驱动侧轮的轮齿处于所述履带的两个所述履带块之间并驱动所述履带。

6.根据权利要求5所述的消防探测快速移动机器人平台，其特征在于：所述主改向轮中部设有轮槽，所述履带的所述导向件处于所述主改向轮的所述轮槽中；

所述承重轮、所述下改向轮与所述托带轮设计为轮对结构，每组所述承重轮包括两个同轴相连的侧轮，所述导向件设在两个所述侧轮之间。

说明书

消防探测快速移动机器人平台

技术领域

[0001] 本发明涉及一种消防探测快速移动机器人平台，属于履带式移动机器人领域，尤其是消防探测用的机器人的移动平台。

背景技术

[0002] 一些消防探测机器人需要快速地进入探测现场，及时探测并传递出探测现场的环境信息，通常这种功能的消防探测机器人装备有多种探测仪器，还要面对较为复杂的地形，且要求行使动作快；因此，机器人行走部需要进行减震设计以减小对探测仪器的影响，且具有一定的越障性能与地形通过性。所以小型移动平台多采用履带式行走系统。消防探测机器人有时面临一定高温与明火，因此要求机器人的履带部应具有一定的耐高温与抵抗短暂明火的工况。目前轻型的移动机器人很少进行减震设计，且通常采用橡胶履带，因此不能满足消防探测的应用需要。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的在于提出一种消防探测快速移动机器人平台，采用了耐高温、抗明火的履带，履带行走部进行了减震设计，适合在消防探测场所中的复杂地形中的快速移动。

[0004] 本发明的具体技术方案为：一种消防探测快速移动机器人平台，包括:主车体和履带行走部，所述履带行走部为两个，与所述主车体的两侧相连，所述履带行走部包括：履带主架、驱动轮组件、主改向轮组件、下改向轮组件、履带悬架组件和履带；所述履带主架与所述主车体的侧边相连；所述驱动轮组件包括驱动轮与驱动件，所述驱动轮安装在履带主架上，所述驱动件与所述驱动轮相连并驱动所述驱动轮转动；所述主改向轮组件包括张紧装置和主改向轮，所述主改向轮安装在所述张紧装置上，所述张紧装置与所述履带主架相连；所述下改向轮组件为两个，分别与所述履带主架的两端相连，所述下改向轮组包括：下改向轮架，所述下改向轮架与所述履带主架可枢转地相连，且所述下改向轮架下端与所述履带主架存在一定夹角；减震元件，所述下改向轮架通过所述减震元件与所述履带主架相连；下改向轮，所述下改向轮不少于两个，且所述下改向轮与所述下改向轮架相连；所述履带悬架组件不少于一个，所述履带悬架组件与所述履带主架可枢转地相连，所述履带悬架组件包括：主摇架，所述主摇架与所述履带主架可枢转地相连；缓冲元件，所述主摇架通过所述缓冲元件与所述履带主架相连；平衡架，所述平衡架的中部与所述主摇架下端可枢转地相连；
托带轮，所述托带轮安装在所述主摇架的上端；承重轮，所述承重轮安装在所述平衡架的两端；所述履带包络在所述驱动轮、所述主改向轮、所述下改向轮、所述托带轮与所述承重轮外。

[0005] 作为优选，在本发明的技术方案中，一种消防探测快速移动机器人平台，所述履带包括：履带块、间隔件、挠性连接线、锁定件；所述履带块包括：履带块主体，所述履带块主体的侧边上设有边连接孔，所述边连接孔为通孔，且不少于两个；导向件，所述导向件设于所述履带块主体的上方中部；所述间隔件设有中心连接孔；所述挠性连接线依次串过所述履带块的所述边连接孔与所述间隔件的中心连接孔，将多个履带块与间隔件间隔相连，形成环形；所述锁定件将所述挠性连接线端头锁定。

[0006] 可选的，根据本发明的一些实施例，所述间隔件为球形，也可以为鼓形，所述间隔件处于两个所述履带块之间，置于两个所述履带块之间的所述间隔件不少于一个。所述挠性连接线为钢丝绳。

[0007] 可选的，在本发明的技术方案中，所述驱动轮包括左右两个驱动侧轮，所述驱动件与所述驱动轮相连并驱动所述驱动轮转动；所述驱动侧轮的轮齿处于所述履带的两个所述履带块之间并驱动所述履带；所述主改向轮中部设有轮槽，所述履带的所述导向件处于所述主改向轮的所述轮槽中；所述承重轮、所述下改向轮与所述托带轮设计为轮对结构，每组所述承重轮包括两个同轴相连的侧轮，所述导向件设在两个所述侧轮之间。

[0008] 可选的，在本发明的技术方案中，所述主车体上设有消防探测用传感装置。

[0009] 采用上述技术方案与结构，所述履带由所述履带块、所述间隔件、所述挠性连接线和所述锁定件几种零件组成，与常规的金属履带相比较，省去了连接履带板的销柱，本发明的所述履带比普通的金属履带轻便。所述挠性连接线依次串过所述履带块与所述间隔件，将多个所述履带块与所述间隔件间隔相连，形成环形；因为采用所述挠性连接线串联，所以整个履带具有挠性。所述间隔件将两个相邻的所述履带块间隔成间隙，两个间隙的距离即为履带的节距。所述间隔件的大小与数量决定了履带的节距。所述履带块的数量决定了履带的节数及长度。因此，采用不同数量的所述履带块、所述间隔件及长度不同的所述挠性连接线可构成多种规格的履带。所述履带的零件采用金属材料，且所述挠性连接线为钢丝绳，可使得所述履带具有一定的抗高温与通过明火的能力。

[0010] 采用上述方案与结构，所述下改向轮组件为两个，分别与所述履带主架的两端相连，所述下改向轮组件的所述下改向轮架与所述履带主架可枢转的相连，所述下改向轮架下端与所述履带主架存在一定夹角，所述下改向轮与所述下改向轮架下端相连，这样可对履带的底部形成斜角改向；又因所述下改向轮架与所述履带主架通过所述减震元件相连；因此，当履带通过障碍地形时，所述减震元件会发生压缩变形，而所述下改向轮架摆动，因此所述下改向轮组件具有改向履带和缓冲减震的功能。所述履带悬架组件通过所述主摇架与所述履带主架可枢转地相连，所述主摇架通过所述缓冲元件与所述履带主架相连；因此，所述履带悬架组件相对所述履带主架可缓冲地摆动。有因所述平衡架的中部与所述主摇架下端可枢转地相连，而所述承重轮安装在所述平衡架的两端，又所述托带轮安装在所述主摇架的上端；这种所述平衡架的设计，当所述履带行使在不平的地面上时，所述平衡架被动的摆动以适应地形，较大的地形变化或运动冲击，除了促使所述平衡架摆动外，所述主摇架也跟随着做出摆动，而这种摆动又受到所述缓冲元件的弹性制约，也缓解了地形对履带行走部的冲击，使得机器人的受到的震动较小。又因所述主改向轮安装在所述张紧装置上，所述张紧装置与所述履带主架相连，因此，所述主改向轮同样起到张紧缓冲作用，所述张紧装置会随着所述履带悬架组件变形、所述下改向轮组件发生变形而改变压缩量，保证了履带始终处于张紧状态。同时也可以保证所述主改向轮、所述下改向轮、所述承重轮、所述托带轮始终与所述履带内侧接触并张紧履带。又因本发明的履带的所述履带块上设有所述导向件，而所述主改向轮中部设有轮槽，所述履带的所述导向件处于所述主改向轮的所述轮槽中；所述承重轮、所述下改向轮与所述托带轮设计为轮对结构，每组所述承重轮包括两个同轴相连的侧轮，所述导向件设在两个所述侧轮之间，本发明的这种限位设计，可保证在行驶的过程中履带不会发生脱落现象。通过本发明的技术方案与结构，可以使得机器人履带行走部能够进行弹性的变形以适应地形的起伏变化，且缓冲掉由于地形的不平给履带行走部带来的震动冲击，可使得消防探测机器人在较复杂的地形上快速且震动较小地移动。

[0011] 通过上述技术方案达到了以下有益效果：(1)可以利用相同种类的履带的零件，装配成节线长度不同和节距不同的多种参数的履带，且所装备的履带轻便；(2)所述履带采用金属材料制作，具有了耐高温、抗明火的性能；(3)所述履带行走部采用了减震设计，能够使得履带行走部被动的适应复杂地形，能够较小地形起伏带来的震动，适合机器人在复杂地形上的快速移动；(4)本发明适用轻型的快速移动的消防探测机器人的设计。

附图说明

[0012] 图1是根据本发明实施例的消防探测快速移动机器人平台的立体示意图；

[0013] 图2是图1所示实施例的履带行走部的主视示意图；

[0014] 图3是图1所示实施例的履带行走部的立体示意图；

[0015] 图4是图1所示实施例的履带的立体示意图；

[0016] 图5是图4所示I处的局部放大图；

[0017] 图6是图4所示履带的履带块的立体示意图；

[0018] 图7是图1所示实施例的履带的间隔件的立体示意图；

[0019] 图8是另一实施例的履带的间隔件的立体示意图；

[0020] 图9是根据本发明实施例的挠性连接线串联与锁定方式的示意图；

[0021] 图10根据本发明其他实施例的挠性连接线串联与锁定方式的示意图；

[0022] 图11是图1所示实施例的履带悬架组件的结构示意图；

[0023] 图12是图1所示实施例的下改向轮组件的结构示意图；

[0024] 图13根据本发明其他实施例的履带行走部主视示意图；

[0025] 图14是图1所示实施例的履带行走部立体示意图；

[0026] 附图标记：

[0027] 1000主车体；2000履带行走部；3000消防水枪；4000视觉传感装置；

[0028] 1履带主架；

[0029] 2驱动轮组件；

[0030] 21驱动轮；22驱动件；

[0031] 211驱动侧轮；

[0032] 31张紧装置；32主改向轮；

[0033] 3主改向轮组件；

[0034] 4下改向轮组件；

[0035] 41下改向轮架；42减震元件；43下改向轮；

[0036] 5履带悬架组件；

[0037] 51主摇架；52缓冲元件；53平衡架；54托带轮；55承重轮；

[0038] 6履带；

[0039] 61履带块；

[0040] 611履带块主体；612导向件；

[0041] 6111边连接孔；

[0042] 62间隔件；

[0043] 621中心连接孔；

[0044] 63挠性连接线；

[0045] 64锁定件；

具体实施方式

[0046] 下面详细描述本发明的实施例，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0047] 在本发明的一些实施例中的消防探测快速移动机器人平台，如图1所示，包括:主车体1000和履带行走部2000，履带行走部2000为两个，与主车体1000的两侧相连；如图2、图3所示，履带行走部2000包括：履带主架1、驱动轮组件2、主改向轮组件3、下改向轮组件4、履带悬架组件5和履带6。履带主架1与主车体1000的侧边相连；驱动轮组件2包括驱动轮21与驱动件22，驱动轮21安装在履带主架1上，驱动件22与驱动轮21相连并驱动驱动轮21转动；
主改向轮组件3包括张紧装置31和主改向轮32，主改向轮32安装在张紧装置31上，张紧装置
31与履带主架1相连；下改向轮组件4为两个(如图12所示)，分别与履带主架1的两端相连，所述下改向轮组4包括：下改向轮架41，下改向轮架41与履带主架1可枢转的相连，且下改向轮架41下端与履带主架1存在一定夹角；减震元件42，下改向轮架41通过减震元件42与履带主架1相连；下改向轮43，下改向轮43不少于两个，且下改向轮43与下改向轮架41相连；履带悬架组件5不少于一个，履带悬架组件5与履带主架1可枢转地相连，履带悬架组件5包括：主摇架51，主摇架51与履带主架1可枢转地相连；缓冲元件52，主摇架51通过缓冲元件52与履带主架1相连；平衡架53，平衡架53的中部与主摇架51下端可枢转地相连；托带轮54，托带轮
54安装在主摇架51的上端；承重轮55，承重轮55安装在平衡架53的两端；履带6包络在驱动轮21、主改向轮32、下改向轮43、托带轮54与承重轮55外。履带悬架组件5的结构示意图如图
11所示。

[0048] 在本发明的一些实施例中的消防探测快速移动机器人平台，如图4、图5、图6所示，履带6包括：履带块61、间隔件62、挠性连接线63、锁定件64；履带块61包括：履带块主体611，履带块主体611的侧边上设有边连接孔6111，边连接孔6111为通孔，且不少于两个；导向件612，导向件612设于履带块主体611的上方中部；间隔件62设有中心连接孔621；挠性连接线
63依次串过所述履带块51的边连接孔6111与间隔件62的中心连接孔621，将多个履带块61与间隔件62间隔相连，形成环形；锁定件64与挠性连接线63并将挠性连接线63端头锁定。

[0049] 可选的，根据本发明的一些实施例，间隔件62为球形，如图7所示；也可以为鼓形，如图8所示；间隔件62处于两个履带块61之间，置于两个履带块61之间的所述间隔件不少于一个。

[0050] 图9所示实施例中，采用了一根挠性连接线63将履带块61和间隔件62串联，采用8字双孔铝套作为锁定件64将挠性连接线63的两个端头夹紧在一起。图10所示实施例中，挠性连接线63采用了钢丝绳，锁定件64采用了两个钢丝绳夹头，分别将钢丝绳的两个端头夹住。

[0051] 可选的，在本发明的一些实施例中，所述驱动轮21包括左右两个驱动侧轮211，驱动件22与驱动轮21相连并驱动驱动轮21转动；驱动侧轮211的轮齿处于履带6的两个履带块61之间并驱动履带6；主改向轮32中部设有轮槽221，履带6的导向件612处于主改向轮32的所述轮槽221中；承重轮55、下改向轮43与托带轮54设计为轮对结构，每组承重轮55包括两个同轴相连的侧轮，导向件612设在两个所述侧轮之间。

[0052] 在本发明的一些实施例中，可以省去专门的所述下改向轮组件，由设置于两端的履带悬架组件5起到对所述履带的下方改向作用，如图13、图14所示。

[0053] 可选的，在本发明的一些实施例中，主车体1000上装备了消防探测用传感装置，包括气体检测装置、视觉传感装置4000等，还可以装备消防水枪3000等灭火装置。

[0054] 采用上述技术方案与结构，履带6由履带块61、间隔件62、挠性连接线63和锁定件64几种零件组成，与常规的金属履带相比较，省去了连接履带板的销柱，本发明的履带6比普通的金属履带轻便。挠性连接线63依次串过履带块61与间隔件62，将多个履带块61与间隔件62间隔相连，形成环形；因为采用挠性连接线3串联，所以整个履带6具有挠性。间隔件
62将两个相邻的履带块61间隔成间隙，两个间隙的距离即为履带6的节距。间隔件62的大小与数量决定了履带6的节距。履带块61的数量决定了履带6的节数及长度。因此，采用不同数量的履带块61、间隔件62及长度不同的挠性连接线63可构成多种规格的履带。履带6的零件采用金属材料，且挠性连接线63为钢丝绳，可使得履带6具有一定的抗高温与通过明火的能力。

[0055] 采用上述方案与结构，下改向轮组件4为两个，分别与履带主架1的两端相连，下改向轮组件4的下改向轮架41与履带主架1可枢转的相连，下改向轮架41下端与履带主架1存在一定夹角，下改向轮43与下改向轮架41下端相连，这样可对履带6的底部形成斜角改向；又因下改向轮架41与履带主架1通过减震元件42相连；因此，当履带通过障碍地形时，减震元件42会发生压缩变形，而下改向轮架41摆动，因此下改向轮组件4具有改向履带和缓冲减震的功能。履带悬架组件5通过其主摇架51与履带主架1可枢转地相连，主摇架51通过缓冲元件52与履带主架1相连；因此，履带悬架组件5相对履带主架1可缓冲地摆动。有因平衡架
53的中部与主摇架51下端可枢转地相连，而承重轮55安装在平衡架53的两端，又托带轮54安装在主摇架51的上端；这种平衡架53的设计，当履带6行使在不平的地面上时，平衡架53被动的摆动以适应地形，较大的地形变化或运动冲击，除了促使平衡架53摆动外，主摇架53也跟随着做出摆动，而这种摆动又受到缓冲元件52的弹性制约，也缓解了地形对履带行走部2000的冲击，使得机器人的受到的震动较小。又因主改向轮32安装在张紧装置31上，张紧装置31与履带主架1相连，因此，主改向轮32同样起到张紧缓冲作用，张紧装置31会随着履带悬架组件5变形、下改向轮组件4发生变形而改变压缩量，保证了履带6始终处于张紧状态。同时也可以保证主改向轮32、下改向轮43、承重轮55、托带轮54始终与履带6内侧接触并张紧履带6。又因本发明的履带6的履带块61上导向件612，而主改向轮32中部设有轮槽221，履带6的导向件612处于主改向轮32的所述轮槽221中；承重轮55、下改向轮43与托带轮54设计为轮对结构，每组承重轮55包括两个同轴相连的侧轮，导向件612设在两个所述侧轮之间，本发明的这种限位设计，可保证在行驶的过程中履带不会发生脱落现象。通过本发明的技术方案与结构，可以使得机器人履带行走部2000能够进行弹性的变形以适应地形的起伏变化，且缓冲掉由于地形的不平给履带行走部带来的震动冲击，可使得消防探测机器人在较复杂的地形上快速且震动较小地移动。

[0056] 通过上述技术方案，可以利用相同种类的履带的零件，装配成节线长度不同和节距不同的多种参数的履带，且所装备的履带轻便；所述履带采用金属材料制作，具有了耐高温、抗明火的性能；所述履带行走部采用了减震设计，能够使得履带行走部被动的适应复杂地形，能够较小地形起伏带来的震动，适合机器人在复杂地形上的快速移动；本发明适用轻型的快速移动的消防探测机器人的设计。

[0057] 对于机器人平台的其他构成，已为现有技术，且为本领域的普通技术人员熟知，故不再详细描述。

[0058] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。