一种巷道变形行驶机器人

本发明涉及机器人，特别是一种巷道变形行驶机器人。

背景技术：

1、目前，移动式机器人大都采用平面行驶机器人，其行驶机构适用于平整路面行驶，少部分机器人通过减震、升降机构调节行驶轮后能够适应于凹凸不平的路面行驶。

2、然而，上述两类机器归根结底还是在一个相对平面内行驶，而对于具有一定凹陷程度的凹面环境中来说，例如：较窄的下凹巷道、部分排水沟、下水道涵管内，平面行驶机器人在其中行驶过程中存在严重的机器主体倾斜，在遇到一定的波动或振动情况下，极易出现机器主体倾倒的情况发生，导致现有机器人难以在凹面环境展开巡检、搜救等工作。

3、因此，如何研究设计一种巷道变形行驶机器人是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种巷道变形行驶机器人，解决现有平面机器人难以在具有一定凹陷程度的凹面环境中平稳行驶的问题。

2、本发明是这样实现的

3、一种巷道变形行驶机器人，包括机器主体，所述机器主体上表面对称安装有两个弧形展板，两个弧形展板的背离端均通过转动轴与机器主体转动连接，弧形展板的外凸面安装有弧形导轨；机器主体底面对称设置有两个直线导轨，移动轮驱动件活动的装设在直线导轨上，移动轮驱动件可在直线导轨上左右移动，移动轮驱动件固定连接有移位行驶轮；机器主体内设有驱使两个弧形展板同时打开或合拢的变形驱动件；两个弧形展板完全打开后，与弧形展板连接的弧形导轨与对应的弧形导轨平滑对接；机器主体底面安装有两个主动行驶轮，两个主动行驶轮前后布置，两个主动行驶轮通过各自的主电机驱动。

4、进一步的是，所述移动轮驱动件包括滑套、驱动电机、主动齿轮和齿条；齿条分别设置在弧形导轨、直线导轨上，齿条沿对应的弧形导轨、直线导轨的轴线轨迹方向布设；滑套与直线导轨活动套接，驱动电机与滑套固定连接，驱动电机的输出轴安装主动齿轮，主动齿轮与齿条啮合。

5、进一步的是，所述弧形导轨背离端均设有限制滑套移动的限位块。

6、进一步的是，所述弧形导轨、直线导轨对接后的相向端分别设有插接柱、插接孔，插接柱与插接孔插接。

7、进一步的是，所述变形驱动件包括驱动气缸以及两个对称设置的电动伸缩节，驱动气缸竖向安装在机器主体内部；电动伸缩节一端与驱动气缸的输出轴铰接，另一端与弧形展板的内凹面铰接。

8、进一步的是，所述电动伸缩节为双向伸缩节。

9、进一步的是，所述主动行驶轮安装在升降驱动杆上。

10、进一步的是，所述机器主体设有控制器、图像处理器、摄像头，摄像头安装在机器主体前端；摄像头的信号输出端与图像处理器的信号输入端连接，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与主电机、驱动电机、驱动气缸、电动伸缩节以及升降驱动杆的信号输入端连接。

11、一种巷道变形行驶机器人的工作方法包括：

12、步骤1.当巷道变形行驶机器主体行驶至具有一定凹陷程度的凹面环境中时，变形驱动件启动后驱使两个弧形展板旋转打开，使得两个弧形导轨的端部分别与对应的直线导轨端部对接，将弧形导轨、直线导轨连接成一个变形导轨。

13、步骤2.控制器控制移动轮驱动件驱使移位行驶轮沿变形导轨的布设轨迹方向移动，调整移位行驶轮的至能通过凹面的位置。

14、步骤3.待机器人变形移位后，两个主动行驶轮在凹面环境中竖直高度较低的点位行驶，并为机器人行驶提供前进动力。

15、步骤4.两个移位行驶轮呈倾斜状态在凹面环境中竖直高度较高的点位行驶，为机器人行驶提供倾斜支撑，保障机器人平稳行驶。

16、进一步的技术方案是，摄像头实时采集机器人行驶前方的路面图像信息，图像处理器对路面图像信息进行图像处理后识别出路面类别，若满足变形要求则图像处理器向控制器发出变形信号，控制器接收到变形信号后控制驱动电机、驱动气缸、电动伸缩节以及升降驱动杆做相应动作，整体实现机器人行驶自动化变形。

17、本发明的优点及积极效果为：

18、待机器人变形移位后，两个主动行驶轮在凹面环境中竖直高度较低的点位行驶，并为机器人行驶提供前进动力。同时，两个移位行驶轮将从竖直状态调整成八字状的倾斜状态，在凹面环境中竖直高度较高的的点位行驶，为机器人行驶提供倾斜支撑，保障机器人平稳行驶。并且移动轮驱动件可以在直线导轨和弧形导轨上滑动，即可根据凹面的大小调整移位行驶轮与水平面的夹角，增强了本发明的适应性。

19、此外，移位行驶轮为辅助轮，不为机器人行驶提供前进动力，所以在变形过程中不影响机器人的正常行驶。

20、本发明提供的行驶机器人能够在具有一定凹陷程度的凹面环境中平稳行驶，为在凹面环境展开巡检、搜救等工作提供了基础条件。

技术特征：

1.一种巷道变形行驶机器人，包括机器主体，其特征在于，所述机器主体上表面对称安装有两个弧形展板，两个弧形展板的背离端均通过转动轴与机器主体转动连接，弧形展板的外凸面安装有弧形导轨；机器主体底面对称设置有两个直线导轨，移动轮驱动件活动的装设在直线导轨上，移动轮驱动件能在直线导轨上左右移动，移动轮驱动件固定连接有移位行驶轮；机器主体内设有驱使两个弧形展板同时打开或合拢的变形驱动件；两个弧形展板完全打开后，与弧形展板连接的弧形导轨与对应的弧形导轨平滑对接；机器主体底面安装有两个主动行驶轮，两个主动行驶轮前后布置，两个主动行驶轮通过各自的主电机驱动。

2.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述移动轮驱动件包括滑套、驱动电机、主动齿轮和齿条；齿条分别设置在弧形导轨、直线导轨上，齿条沿对应的弧形导轨、直线导轨的轴线轨迹方向布设；滑套与直线导轨活动套接，驱动电机与滑套固定连接，驱动电机的输出轴安装主动齿轮，主动齿轮与齿条啮合。

3.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述弧形导轨背离端均设有限制滑套移动的限位块。

4.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述弧形导轨、直线导轨对接后的相向端分别设有插接柱、插接孔，插接柱与插接孔插接。

5.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述变形驱动件包括驱动气缸以及两个对称设置的电动伸缩节，驱动气缸竖向安装在机器主体内部；电动伸缩节一端与驱动气缸的输出轴铰接，另一端与弧形展板的内凹面铰接。

6.根据权利要求5所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述电动伸缩节为双向伸缩节。

7.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，主动行驶轮安装在升降驱动杆上。

8.根据权利要求1所述的巷道变形行驶机器人，其特征在于，所述机器主体设有控制器、图像处理器、摄像头，摄像头安装在机器主体前端；摄像头的信号输出端与图像处理器的信号输入端连接，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与主电机、驱动电机、驱动气缸、电动伸缩节以及升降驱动杆的信号输入端连接。

9.一种巷道变形行驶机器人的工作方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的巷道变形行驶机器人的工作方法，其特征在于，步骤2还包括：摄像头实时采集机器人行驶前方的路面图像信息，图像处理器对路面图像信息进行图像处理后识别出路面类别，若满足变形要求则图像处理器向控制器发出变形信号，控制器接收到变形信号后控制驱动电机、驱动气缸、电动伸缩节以及升降驱动杆做相应动作。

技术总结本发明公开一种巷道变形行驶机器人，涉及机器人技术领域，包括机器主体安装有两个弧形展板，两个弧形展板均通过转动轴与机器主体连接，弧形展板安装有弧形导轨；机器主体底部设置有两个直线导轨，直线导轨活动连接有移动轮驱动件，移动轮驱动件固定连接有移位行驶轮；机器主体内设有驱使两个弧形展板同时打开或合拢的变形驱动件；弧形展板完全打开后，弧形导轨与对应的直线导轨平滑对接；机器主体设置有两个主动行驶轮两个主动行驶轮通过各自的主电机驱动。本发明提供的行驶机器人能够在具有一定凹陷程度的凹面环境中平稳行驶，为在凹面环境展开巡检、搜救等工作提供了基础条件。技术研发人员：赵金国,刘守法受保护的技术使用者：西京学院技术研发日：技术公布日：2024/11/21