一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人的制作方法

1.本发明涉及移动机器人技术领域，特别涉及一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人。


背景技术：

2.履带机器人是一种特种地面移动机器人，与轮式、足式移动机器人相比，其优点是适应能力强，技术更为成熟，在军事和民用领域都得到了广泛应用。现有国内履带机器人尺寸和质量都比较大，不适合在狭窄空间作业，而现有小型履带机器人的动力和供电系统置于底盘内，空间利用率并不高，负载能力低，从而限制了机器人的使用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人，以解决现有的履带机器人尺寸和质量较大，不利于在狭窄空间作业的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人，包括动力模块、控制模块、搭载平台模块、供电模块及行走模块，其中搭载平台模块的顶部后侧和前侧分别设有动力模块和供电模块；搭载平台模块的左右侧对称，均设有控制模块和行走模块，行走模块与动力模块连接，且通过动力模块的驱动行走，控制模块用于控制动力模块，供电模块用于为动力模块和控制模块供电。
6.所述搭载平台模块包括搭载平台板、动力舱圆筒、车梁、控制箱体及电池舱圆筒，其中车梁的顶部设置搭载平台板，车梁的后端设置动力舱圆筒，所述动力模块设置于动力舱圆筒内；车梁的前端设置电池舱圆筒，所述供电模块设置于电池舱圆筒内；车梁的左右侧均设有控制箱体，控制箱体内设置所述控制模块。
7.所述车梁包括底梁及设置于底梁前后端且向外侧倾斜的两个支撑架，所述动力舱圆筒和所述电池舱圆筒分别设置于两个支撑架的顶部。
8.两个所述支撑架上相对应的设有限位台，所述搭载平台板的两端通过两个限位台支撑。
9.所述动力舱圆筒和所述电池舱圆筒相互平行，且直径相同。
10.所述动力模块包括两个电机减速机，两个电机减速机的输出轴分别与两组所述行走模块连接。
11.所述行走模块包括驱动轮、诱导轮、履带及两个大承重轮，其中两个大承重轮分别设置于所述车梁底部前后端，驱动轮和诱导轮分别设置于车梁顶部前后端，履带环绕于驱动轮、诱导轮及两个大承重轮的外侧，驱动轮与所述电机减速机的输出端连接。
12.本发明的优点及有益效果是：本发明提出了一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人，解决了现有的履带机器人尺寸和质量较大，不利于在狭窄空间作业；空间利用率不高，负载能力低，限制了机器人使用的问题。
13.本发明采用左右对称布置，模块化设计，结构紧凑、体积小、负载能力大，中间平台可搭载侦查检测设备完成环境侦察及数据采集等任务，也可搭载小型机械手实现物件拾取维修等功能，同时机器人履带底盘具有较强的越障能力和环境适应能力。
附图说明
14.图1为本发明一种小型履带机器人的轴测图；
15.图2为本发明中动力模块和行走模块的结构示意图；
16.图3为本发明中搭载平台模块的结构示意图；
17.图中：1为动力模块，101为电机减速机，2为控制模块，3为搭载平台模块，301为搭载平台板，302为动力舱圆筒，303为车梁，304为控制箱体，305为电池舱圆筒，4为供电模块，401为锂电池，5为行走模块，501为驱动轮，502为大承重轮，503为小承重，504为诱导轮，505为履带。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
19.如图1所示，本发明提供的一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人，包括动力模块1、控制模块2、搭载平台模块3、供电模块4及行走模块5，其中搭载平台模块3的顶部后侧和前侧分别设有动力模块1和供电模块4，搭载平台模块3的左右侧对称，均设有控制模块2和行走模块5，行走模块5与动力模块1连接，且通过动力模块1的驱动行走。动力模块1通过控制模块2控制，供电模块4用于为动力模块1和控制模块2供电。动力模块1为整个机器人提供动力，搭载平台模块3可搭载侦查检测设备和小型机械手等。
20.如图3所示，本发明的实施例中，搭载平台模块3包括搭载平台板301、动力舱圆筒302、车梁303、控制箱体304及电池舱圆筒305，其中搭载平台板301设置于车梁303的顶部，动力舱圆筒302和控制箱体304分别设置于搭载平台板301的前端和后端，动力模块1设置于动力舱圆筒302内，供电模块4设置于电池舱圆筒305内；车梁303的左右侧均设有控制箱体304，控制箱体304内设置控制模块2，控制模块2包括控制器工控机等元器件。
21.具体地，车梁303为倒梯形结构，包括底梁及设置于底梁前后端且向外倾斜的两个支撑架，动力舱圆筒302和电池舱圆筒305分别设置于两个支撑架的顶部。进一步地，动力舱圆筒302和电池舱圆筒305相互平行，且直径相同。
22.进一步地，两个支撑架上相对应的设有限位台，搭载平台板301的前后端通过两个限位台支撑。搭载平台板301为镂空结构，以便减轻重量。
23.如图2所示，本发明的实施例中，动力模块1包括两个电机减速机101，两个电机减速机101容置于动力舱圆筒302内，且输出轴分别与两组行走模块5连接。
24.如图2所示，本发明的实施例中，行走模块5为履带行走机构，具有较强的越障能力和环境适应能力。行走模块5包括驱动轮501、诱导轮504、履带505及两个大承重轮503，其中两个大承重轮503分别设置于车梁303底部前后端，驱动轮501和诱导轮504分别设置于车梁303顶部前后端，履带505环绕于驱动轮501、诱导轮504及两个大承重轮503的外侧，驱动轮501与电机减速机101的输出端连接。电机减速机101驱动两侧的履带行走机构转动。供电模
块4由锂电池401及其电池控制系统组成。
25.本发明提供的一种结构紧凑模块化设计的小型履带机器人，整个机器人呈左右对称布置，动力模块由电机和减速机构成，置于机器人后部，为机器人提供动力，同时为了保证机器人整体宽度，减速机选用较短的谐波减速机。供电模块由圆形锂电池及相应电池控制板组成，置于机器人前部，为机器人整体供电。控制模块集成在机器人两侧的箱体内，控制整车运动及平台搭载设备运行。平台搭载模块可搭载侦查检测设备完成环境侦察，数据采集等任务，也可搭载小型机械手，实现对物件的拾取等功能。车体是机器人的主体结构，采用304不锈钢型材和钢板焊接后加工而成，加工前进行去除焊接参与应力处理，保证整车强度、刚度和精度。两驱动电机和驱动轮直连，驱动轮带动橡胶履带运动。分别控制两个电机的运动速度大小和方向，可以实现机器人的前进、后退和转弯。
26.本发明采用左右对称布置，模块化设计，结构紧凑、体积小、负载能力大，中间平台可搭载侦查检测设备完成环境侦察及数据采集等任务，也可搭载小型机械手实现物件拾取维修等功能，同时机器人履带底盘具有较强的越障能力和环境适应能力。
27.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。