本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种轮式机器人。
背景技术：
消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，它的应用将提高消防部门消防救灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡将产生重要的作用。
面对复杂的救援环境，有时需要采用抛投式微小型智能探测机器人，在救援人员无法快速接近或不适宜进入的事故现场，实现快速部署，主动探测火灾现场情况。机器人的抛头过程中，很难确保其正面着地，造成其无法正常运转。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可双面驱动行驶，实用性更强的轮式机器人。
本发明提供的一种轮式机器人，包括具有上表面和下表面的车体；所述车体的两侧分别设置有至少两个轮组；所述轮组的车轮的上下接地点分别突出所述车体的上下表面；
所述车体上设置有沿竖直方向贯通所述车体上下表面的容纳槽，所述容纳槽内设置有机械摇臂，所述机械摇臂的一端以与所述车体转动连接的方式配置在所述容纳槽内，利用与所述机械摇臂的一端相应的设置在所述车体内的舵机组件，驱动所述机械摇臂向所述车体的上侧或下侧摆动竖起。
优选的，沿所述车体的两侧分别设置有等间距排列的三个所述轮组，对各侧的所述轮组分别设置一个驱动机构，同侧的所述轮组的各车轮间通过皮带传动连接。
优选的，所述车体1两侧的所述驱动机构3分别与两侧的所述轮组2中位于中心对称的两个所述轮组2的车轮轴连接。
优选的，所述车体两侧的所述驱动机构分别与位于一侧的所述轮组中的前侧所述轮组和位于另一侧的所述轮组中的后侧所述轮组的车轮轴连接。
优选的，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过弹性联轴器与所述轮组的车轮轴传动连接，所述轮组的车轮轴上均固定套接有带轮，位于所述车体同侧的相邻的所述带轮之间通过皮带传动连接。
优选的，所述车体内设置有电控组件，所述驱动机构及所述舵机组件均与所述电控组件电连接。
优选的，所述电控组件包括固定设置于所述车体内的安装架，所述安装架上固定安装有电控板，所述安装架上位于所述电控板的一侧固定安装有电池模组，所述电池模组与所述电控板电连接。
优选的，所述车体上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件，所述车体上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件，所述距离传感器组件与所述气体传感器组件均与所述电控组件电连接。
优选的，所述车体的外壁面上均匀喷涂有一层防火隔热漆。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
本发明的轮式机器人在车体的两侧分别设置有轮组，轮组的车轮的上下接地点分别突出车体的上下表面，使得该机器人在抛投后，无论哪面朝上均可正常行驶移动，有效提高了机器人的实用性；
车体上设置有通透的容纳槽，容纳槽内设置有机械摇臂。在机器人抛投时，机械摇臂收在容纳槽内，在机器人落地后，无论哪一面朝上，都可通过舵机组件驱动机械摇臂转动竖起。使得在机械摇臂上设置的设备或装置均可正常工作，如摄像头组件或传输天线等。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的一种轮式机器人的结构示意图；
图2为轮式机器人的内部结构示意图；
图3为驱动机构的结构示意图；
图4为电控组件的结构示意图。
图中标号：1、车体；2、轮组；3、驱动机构；4、容纳槽；5、机械摇臂；6、舵机组件；7、电控组件；8、距离传感器组件；9、气体传感器组件；
31、驱动电机；32、弹性联轴器；33、带轮；34、皮带；
71、安装架；72、电控板；73、电池模组。
需要说明的是为方便实施例的描述，图2中的2a、2b、2c、2d、2e、2f为设置在车体两侧不同位置的轮组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1～图2，本发明的实施例提供了一种轮式机器人，包括具有上表面和下表面的车体1；车体1的两侧分别设置有至少两个轮组2；轮组2的车轮的上下接地点分别突出车体1的上下表面；
车体1上设置有沿竖直方向贯通车体1上下表面的容纳槽4，容纳槽4内设置有机械摇臂5，机械摇臂5的一端以与车体1转动连接的方式配置在容纳槽4内，利用与机械摇臂5的一端相应的设置在车体1内的舵机组件6，驱动机械摇臂5向车体1的上侧或下侧摆动竖起。
在本实施例中，轮组2包括车轮以及将车轮安装到车体1上的支撑组件，车轮的轴线上设置有车轮轴。车轮的上下接地点分别突出车体1的上下表面，使得机器人正反面均可行进。同时，机械摇臂5的上下翻转可适应机器人的正反面双向行驶。机器人抛投后，任一侧表面(上表面或下表面)朝上时，均可使机械摇臂5向着朝上的表面侧竖起，而能够正常作业。
在机械摇臂5的另一端可设置摄像头组件，机器人抛投着地后，升起机械摇臂5，扩大了摄像头组件的视频采集范围，可获得更加全面的火灾现场信息，给救援提供帮助。摄像头组件包括设置于机械摇臂另一端的可见光摄像头和红外摄像头，用于采集现场的视频信息，机械摇臂5上还可设置扬声器和拾音器，通过拾音器采集现场的音频信息，通过扬声器向现场播放音频信息，实现与火灾现场被困人员的沟通，增加了救援成功率。
车体1采用了拼板拼接的无骨架结构，包括上、下、左、右、前、后六块互相独立的拼板，各拼板分别通过螺栓与轴承座固定连接。机器人抛投承受冲击力时，车体1可获得更大的形变，延长形变应力的作用时间，减小应力的破坏力，起到极佳的抗冲击减震效果。
各拼板的拼接处安装有橡胶减震条，各拼板的材质采用碳纤维材质，利用碳纤维材质的弹性构成整车抗冲击的基础。提高了机器人抛投的抗冲击性能。
碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有高硬度、高强度、重量轻、高耐化学性、耐高温的特性。碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。适用于车体1对轻质、高强及弹性的要求。
舵机组件6是一种位置(角度)伺服的驱动器，舵机包括外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的ic驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。
为增强机器人跨越障碍的性能，位于车体1前侧和后侧的轮组2的车轮均设置为突出于车体1前侧和后侧端部，在遇到障碍物时，使轮组2首先与障碍物接触，从而能够使机器人整体跨过或翻越障碍物。
在一优选实施例中，如图2所示，沿车体1的两侧分别设置有等间距排列的3个轮组2，对各侧的3个轮组2分别仅设置一个驱动机构3，同侧的3个轮组2之间通过皮带34传动连接驱动车轮。
在本实施例中，同侧的各个车轮之间通过传动带34传动连接，实现了机器人的全轮驱动，提高了机器人轮组2的抓地力，使机器人在复杂的火灾现场具有优越的行驶性能。
在一优选实施例中，如图2所示，车体1两侧的驱动机构3分别与两侧的轮组2中位于中心对称的两个轮组2的车轮轴连接。
如上所述，使车体1两侧的驱动机构3分别与两侧的轮组2中位于中心对称的两个所述轮组2a、2d的车轮轴连接。由此可最大限度地平衡因内置的两个驱动机构3的重量造成的配重不均的问题。
在一优选实施例中，如图2所示，车体1两侧的驱动机构3分别与位于一侧的轮组2中的前侧轮组2和位于另一侧的轮组2中的后侧轮组2的车轮轴连接。
本实施例中，车体1两侧的驱动机构3分别与位于一侧的轮组2中的前侧轮组2a和位于另一侧的轮组2中的后侧轮组2d的车轮轴连接，可解决车体1两侧方向上，因驱动机构3带来的重量分布不均的问题外，还可以进一步平衡车体1前后方向上的重量分配不均的问题。
在一优选实施例中，如图3所示，驱动机构3包括驱动电机31，驱动电机31的输出轴通过弹性联轴器32与轮组2的车轮轴传动连接，轮组2的车轮轴上均固定套接有带轮33，位于车体1同侧的相邻的带轮33之间通过皮带34传动连接。
在本实施例中，驱动电机31可选用伺服电机，伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高的优点。
弹性联轴器32通常由金属圆棒线切割而成，常用的材质有铝合金、不锈钢、工程塑料。弹性联轴器32运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。一体成型的设计，使弹性联轴器32实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。
在一优选实施例中，车体1内设置有电控组件7，驱动机构3及舵机组件6均与电控组件7电连接。电控组件7包括固定设置于车体1内的安装架71，安装架71上固定安装有电控板72，安装架71上位于电控板72的一侧固定安装有电池模组73，电池模组73与电控板72电连接。
在本实施例中，通过电控板72连接机器人的各个部件，实现对机器人的控制。电控板72是电脑控制器的核心元件，通常由硬件和软件组成，用于设备和系统的自动化控制。
电控板还可连接通讯模组，用于传输试音和音频信息。通讯模组包括无线电通讯模块和wifi模块。无线电通讯模块设置有580mhz天线和2.4ghz天线，用于信息传输，为防止两个频段的互相干扰，两天线之间用碳纤维板隔开；wifi模块设置有wifi天线，用于信息传输。采用无线电台通讯和网络通讯相结合的方式，无线通信在保证单机通讯距离符合要求的同时，以中继方式，保证信号在穿墙、跨障之后的衰减弥补和较远距离的传输要求。
在一优选实施例中，如图1所示，车体1上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件8，车体1上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件9，距离传感器组件8与气体传感器组件9均与电控组件7电连接。
在本实施例中，车体1的行驶方向是指机器人向前或向后直线行驶的方向。两端的距离传感器组件8分别用于探测车体1前后的地面上的障碍物，将检测到的信号传递给电控组件7，由电控组件7控制机器人的动作。
气体传感器组件9设置于车体1前后的任意一端，用于检测火灾现场的气体。气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理以及仪表显示部分。气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。
在一优选实施例中，车体1的外壁面上均匀喷涂有一层防火隔热漆，起到了阻燃隔热的作用。机器人使用的所有橡胶件中均掺有阻燃剂，可起到阻燃的作用。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种轮式机器人，其特征在于，包括具有上表面和下表面的车体(1)；所述车体(1)的两侧分别设置有至少两个轮组(2)；所述轮组(2)的车轮的上下接地点分别突出所述车体(1)的上下表面；
所述车体(1)上设置有沿竖直方向贯通所述车体(1)上下表面的容纳槽(4)，所述容纳槽(4)内设置有机械摇臂(5)，所述机械摇臂(5)的一端以与所述车体(1)转动连接的方式配置在所述容纳槽(4)内，利用与所述机械摇臂(5)的一端相应的设置在所述车体(1)内的舵机组件(6)，驱动所述机械摇臂(5)向所述车体(1)的上侧或下侧摆动竖起。
2.根据权利要求1所述的轮式机器人，其特征在于，沿所述车体(1)的两侧分别设置有等间距排列的三个所述轮组(2)，对各侧的所述轮组(2)分别设置一个驱动机构(3)，同侧的所述轮组(2)的各车轮间通过皮带(34)传动连接。
3.根据权利要求2所述的轮式机器人，其特征在于，所述车体(1)两侧的所述驱动机构(3)分别与两侧的所述轮组(2)中位于中心对称的两个所述轮组(2)的车轮轴连接。
4.根据权利要求3所述的轮式机器人，其特征在于，所述车体(1)两侧的所述驱动机构(3)分别与位于一侧的所述轮组(2)中的前侧所述轮组(2)和位于另一侧的所述轮组(2)中的后侧所述轮组(2)的车轮轴连接。
5.根据权利要求4所述的轮式机器人，其特征在于，所述驱动机构(3)包括驱动电机(31)，所述驱动电机(31)的输出轴通过弹性联轴器(32)与所述轮组(2)的车轮轴传动连接，所述轮组(2)的车轮轴上均固定套接有带轮(33)，位于所述车体(1)同侧的相邻的所述带轮(33)之间通过皮带(34)传动连接。
6.根据权利要求5所述的轮式机器人，其特征在于，所述车体(1)内设置有电控组件(7)，所述驱动机构(3)及所述舵机组件(6)均与所述电控组件(7)电连接。
7.根据权利要求6所述的轮式机器人，其特征在于，所述电控组件(7)包括固定设置于所述车体(1)内的安装架(71)，所述安装架(71)上固定安装有电控板(72)，所述安装架(71)上位于所述电控板(72)的一侧固定安装有电池模组(73)，所述电池模组(73)与所述电控板(72)电连接。
8.根据权利要求7所述的轮式机器人，其特征在于，所述车体(1)上沿行驶方向的两端均设置有两组距离传感器组件(8)，所述车体(1)上沿行驶方向的一端设置有气体传感器组件(9)，所述距离传感器组件(8)与所述气体传感器组件(9)均与所述电控组件(7)电连接。
9.根据权利要求8所述的轮式机器人，其特征在于，所述车体(1)的外壁面上均匀喷涂有一层防火隔热漆。
技术总结