1.一種剪刀手機器人,其特征在于,包括車架(1),所述車架(1)兩側設有行走裝置(2),所述行走裝置(2)包括履帶、電機和減速機構,所述車架(1)頂部設有剪切裝置(3),所述剪切裝置(3)包括剪刀手、電機和傳動機構,所述車架頂部設有控制系統(4)、電源系統(5)、通信模塊(6)、傳感器模塊(7)、攝像頭模塊(8),所述傳感器模塊(7)包括壓力傳感器;
所述控制系統(4)和電源系統(5)、行走裝置(2)連接驅動行走裝置(2)進行全方位運動;所述控制系統(4)、電源系統(5)、剪切裝置(3)連接驅動剪切裝置(3)進行張合運動;所述控制系統(4)和通信模塊(6)連接實現遠程控制;所述控制系統(4)和傳感器模塊(7)連接用于檢測剪刀手是否完成剪切任務;所述控制系統(4)和攝像頭模塊(8)連接用于獲取剪切目標的位置信息。
2.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述車架(1)包括縱向支架(11)、前端橫軸(12)、第一車架橫軸(13)、第二車架橫軸(14)、車架連接軸(15);其中,所述縱向支架(11)用于支撐車身前端橫軸(12)、第一車架橫軸(13)、第二車架橫軸(14)、車架連接軸(15),所述電源系統(5)設置在縱向支架(11)的中間;所述前端橫軸(12)設置在縱向支架(11)的最前端,用于連通車架(1)兩側的履帶輪;所述第一車架橫軸(13)、第二車架橫軸(14)通過螺母固定在縱向支架(11)底部,用于連通履帶減速機構;所述車架連接軸(15)通過螺母固定在縱向支架(11)的上端,用于固定所述剪切裝置(3)。
3.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述行走裝置(2)包括履帶(31)、電機(23)、減速機構(21),所述減速機構(21)包括第一從動輪(22)、電機支座(24)、一級皮帶(25)、一級輸出軸齒輪(26)、一級減速連通軸(27)、一級輸入軸齒輪(28)、二級輸入軸齒輪(29)、二級皮帶(30)、第一連接架(32)、法蘭圈(33)、螺母(34)、支撐架(35)、履帶傳動連通軸(36)、傳動桿(37)、減震器(38)、履帶支撐架(39)、第二連接架(40)、二級履帶輪(41)、從動輪支架(42);
所述電機(23)通過電機支座(24)固定在縱向支架(11)上,所述電機(23)上方設置控制系統(4)和通信模塊(6),所述電機(23)通過一級皮帶(25)輸出力矩驅動一級輸入軸齒輪(28)轉動;所述一級輸入軸齒輪(28)和一級輸出軸齒輪(26)通過一級減速連通軸(27)進行連通,完成第一級減速;所述二級皮帶(30)連接一級輸出軸齒輪(26)和二級輸入軸齒輪(29);所述二級輸入軸齒輪(29)和二級履帶輪(41)通過前端橫軸(12)進行連通;所述第二連接架(40)連接履帶支撐架(39)和前端橫軸(12);所述第一連接架(32)連接履帶支撐架(39)和從動輪支架(42);所述第一從動輪(22)固定在從動輪支架(42)兩側;所述傳動桿(37)通過法蘭圈(33)、螺母(34)固定在履帶傳動連通軸(36)上,所述傳動桿(37)前端通過第一車架橫軸(13)連接所述履帶支撐架(39)和所述第二連接架(40),所述傳動桿(37)后端通過所述第二車架橫軸(14)連接履帶支撐架(39)和第一連接架(32);所述減震器(38)固定在傳動桿(37)中間,起到緩沖的作用;所述支撐架(35)通過螺母固定在傳動桿(37)下方,所述支撐架(35)在傳動桿(37)的推動下與履帶輪(41)共同驅動履帶(31)轉動,完成行進任務;所述第二從動輪(43)固定在支撐架(35)兩側;所述第三從動輪(44)固定在車架連接軸(15)末端,起到固定履帶(31)的作用;所述履帶(31)依次繞在第一從動輪(22)、第二從動輪(43)、履帶輪(41)、第三從動輪(44)上。
4.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述剪切裝置(3)包括剪刀手(57)、步進電機(52)、傳動機構(51),所述傳動機構(51)包括偏心輪(53)、步進電機座(54)、動力桿(55)、推動桿(56)、固定座(58)、連接桿(59)、支撐座(60);
所述步進電機(52)固定在步進電機座(54)上;所述步進電機座(54)通過螺栓和螺母固定在縱向支架(11)上;所述偏心輪(53)固定在步進電機(52)上;所述動力桿(55)、推動桿(56)、連接桿(59)和剪刀手(57)依次連接;所述支撐座(60)支撐剪刀手(57)和連接桿(59),所述傳感器模塊(7)固定在支撐座(60)前端,所述攝像頭模塊(8)設置在支撐座(60)下方;所述固定座(58)套在車架連接軸(15)上,起到固定剪切裝置(3)的作用;所述步進電機(52)轉動帶動偏心輪(53)轉動,通過傳動機構(51)使剪刀手(57)張開或閉合,通過桿機構完成剪切動作。
5.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述控制系統(4)包括主控制系統、電源控制系統、直流電機控制系統、步進電機控制系統,所述主控制系統和通信模塊(6)連接實現遠程控制;所述主控制系統和傳感器模塊(7)連接檢測剪刀手是否完成剪切任務;所述主控制系統和攝像頭模塊(8)連接用于獲取剪切目標的位置信息;所述電源控制系統與電源系統(5)連接,用于對整個電源系統(5)進行控制,從而給所述行走裝置(2)、剪切裝置(3)、控制系統(4)、通信模塊(6)、傳感器模塊(7)、攝像頭模塊(8)供電;所述直流電機控制系統用于控制行走裝置(2)進行全方位運動;所述步進電機控制系統控制所述剪切裝置(3)進行張合運動。
6.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述電源系統(5)包括超級電容、直流電源、DC\DC變換器,用于給整個電機負載和IC器件供電;所述直流電源由200~240V的交流電進行充電,所述DC\DC變換器將電壓轉換為負載所需電壓值,并給負載供電;所述超級電容由所述直流電源進行充電;所述電源系統(5)根據負載情況決定超級電容和直流電源的工作狀態;所述超級電容從電機負載上獲取能量;所述超級電容存儲再生制動能量并提供峰值能量,與直流電源組成混合動力源,在剪切機器人起動和加速時利用超級電容提供輔助電流,在平穩運行時利用直流電源單獨供能,在制動時利用超級電容吸收能量,保證直流電源工作在安全充放電的電流范圍之內。
7.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述通信模塊(6)包括無線發射模塊和無線接收模塊,用于實現控制端和機器人之間的數據通訊,遠程實時監測剪切機器人的工作狀態;所述無線通信模塊采用循環交織糾檢錯編碼,具有無線喚醒功能和組網功能。
8.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述傳感器模塊(7)采用壓力傳感器,根據壓力數值的大小判斷剪切任務是否結束;當剪切任務未完成時,剪切機器人通過壓力傳感器的數值獲取剪切失敗的特征信息,由所述控制系統(4)控制機器人再次執行剪切任務,直至任務完成。
9.根據權利要求1所述的剪刀手機器人,其特征在于,所述攝像頭模塊(8)采用高清攝像頭采集前方圖像,進行圖像識別判斷需要剪切目標的具體位置,將信息傳送給控制系統(4);所述控制系統(4)控制行走裝置(2)、剪切裝置(3)相互配合,從而實現剪切任務。