基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人的制作方法

本发明涉及一种测绘装置，特别是涉及一种基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人。

背景技术：

测绘学是研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。测绘行业的发展关系到国民经济、社会发展、国防安全以及国民生活的各个方面，而作为一门技术性学科，测绘学的形成和发展在很大程度上依赖测量方法及测量仪器的发展与进步。

测绘技术发展已经经过了传统测绘、数字化测绘向着信息化发展。目前测绘主要与gps/bds技术、航空航天遥感技术、地图制图与gis技术、3s技术相结合，形成了现代测绘的新局面。测绘产业的深刻革命势必对为其服务的测绘仪器行业提出更高更迫切的要求，反之，测绘仪器的进步必定会大大促进测绘科技的发展。

对于核辐射等危险场所，由于涉及到人生安全问题，人们不能够携带测绘仪器直接进入危险场所进行测量，所以难以获取这些场所内的测绘数据。测绘仪器的发展一定要把测绘发展的大环境理清楚、打破传统测绘学的框架才能正确地描绘出新世纪测绘仪器发展的新格局。目前越来越多的机器人已应用到危险场所下自动作业以及服务业等，所以亟需一种危险场所用测绘机器人来帮助人们完成测绘工作。这对于测绘领域科学技术的发展具有重要意义，能够有效推动国家地理信息产业的发展进程。

技术实现要素：

因此，本发明为了完成危险场所等人类难以进入的场所的测绘工作，提供一种基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人，装置中内含定位元件和摄像头，启动后可在危险场所内自由移动，替代人工获取测绘数据。

本发明所采用的技术方案是：基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人，其特征在于：包括支架、电机壳、电机、前转柄、环形连杆、环槽轮、中间连杆、后转柄、腓骨连杆、胫骨连杆、趾骨杆、蓄电池、摄像头、电路板。

除了支架、电机、蓄电池、摄像头、电路板外，电机壳、前转柄、环形连杆、环槽轮、中间连杆、后转柄、腓骨连杆、胫骨连杆、趾骨杆均分为关于支架对称的左右件，其零件结构均左右对称，装配方式相同。

所述支架为开环的三角形框架，框架的头端和尾端位于三角形的头部，靠近头端和尾端处径向开设有铆钉孔；在三角形框架的尾部，垂直于三角形平面设有圆柱形的环槽轮安装柱；在三角形框架的顶部，垂直于三角形平面设有圆柱形的后转柄安装柱。

所述电机壳的主体为圆盖形，主体后端设有两个半圆柱壳形的支架柱壳，左右电机壳的支架柱壳靠向中间包裹住支架的头端和尾端，铆钉穿过铆钉孔，将左右电机壳和支架装配为一体。

所述电机为左右双输出轴电机，左右电机轴穿过电机壳的中心孔伸到外部，电机的前侧设有圆柱环形的限位凸环；所述电机壳的内侧面上设有圆柱形的电机限位柱，电机限位柱插入限位凸环，电机限位柱内装有螺栓，通过螺栓螺母将电机锁定在电机壳内。

所述前转柄为短杆形，内端套在电机输出轴上，销钉同时穿过前转柄内端和电机输出轴将两者装配在一体，外端通过铆钉枢接在环形连杆的前端圆板上；左右前转柄呈180度夹角。

所述环形连杆为轨迹线为直槽口形的闭环形，在环形连杆的头部设有扁圆形的前端圆板，前端圆板与前转柄的外端枢接；在环形连杆的中部设有扁圆形的中间圆板，中间圆板与中间连杆的前端枢接；环形连杆的尾部嵌在环槽轮的环槽中。

所述环槽轮为扁圆形，套在环槽轮安装柱两侧伸出的安装轴上，环绕环槽轮的外圆面，开设有一定深度的环槽。

所述中间连杆为前端宽后端窄的短杆形，中间连杆的前端枢接在环形连杆的中间圆板上；中间连杆的尾端枢接在胫骨连杆的中部。

所述后转柄为短杆形，后转柄的顶端套在后转柄安装柱两侧伸出的安装轴上；所述腓骨连杆为两端向前弯曲的细杆形，腓骨连杆的顶端枢接在后转柄的中部；所述胫骨连杆为上半截向后弯曲，下半截向前弯曲的细杆形，胫骨连杆的顶端枢接在后转柄的末端；所述趾骨杆为向下弯曲的细杆形，趾骨杆的顶端枢接在腓骨连杆的末端；趾骨杆的第二个枢接点位于趾骨杆的中上位置，枢接在胫骨连杆的中部。

所述蓄电池的顶部设有圆柱壳形的弹性夹，弹性夹的上侧圆柱面剖开，套在支架的下侧杆尾端；所述电路板和摄像头安装在蓄电池的底面，电路板上安装有bds接收器和通信天线，bds接收器上装有bds天线。

本发明的原理为：蓄电池为电机提供电能，电机启动后两侧的电机轴旋转，带动前转柄旋转，前转柄带动环形连杆前后上下摆动，环形连杆带动中间连杆运动，中间连杆带动胫骨连杆摆动，胫骨连杆带动后转柄和趾骨杆摆动。

在各传动零件摆动过程中，腓骨连杆限定趾骨杆的顶端，环槽轮限定环形连杆的尾部。

最终实现左右趾骨杆，像两条腿一样的跑步前进，在测绘机器人向前跑步过程中，bds接收器通过bds天线接收北斗导航卫星传递的位置数据来运算出自身的位置数据，摄像头不断获取危险场所的图像信息，最终通信天线将位置数据和对应的图像数据传递到测绘部门后台数据库中，完成危险场所的测绘工作。

本发明一种基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人具有如下优点：

（1）模仿双足交错前行，克服履带机器人在崎岖路面的易倾覆缺陷；

（2）结合北斗定位技术和摄像头，准确定位并快速回传位置和图像数据；

（3）设计独特的转柄连杆传动机构，将电机转动转换为趾骨杆的摆动。

所以，这种基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人，装置中内含定位元件和摄像头，启动后可在危险场所内自由移动，替代人工测量并快速获取测绘数据，对于测绘领域科学技术的发展具有重要意义，能够有效推动国家地理信息产业的发展进程。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1本发明的右侧视角的整体结构装配示意图。

图2本发明的左侧视角的整体结构装配示意图。

图3本发明由头部看向尾部的整体结构装配示意图。

图4本发明在拆除左侧零件后的右侧视角的整体结构装配示意图。

图5是在图4基础上的前转柄旋转180度后的右侧视角的整体结构装配示意图。

图6本发明的前转柄和电机壳的局部结构装配示意图。

图7本发明的中间连杆和胫骨连杆的局部结构装配示意图。

图8本发明的环形连杆和环槽轮的局部结构装配示意图。

图9本发明的电机处的零件拆解图。

图10本发明的中间连杆和环形连杆的拆解示意图。

图11本发明的后转柄和腓骨连杆、胫骨连杆的拆解示意图。

图12本发明的环槽轮和支架的拆解示意图。

图13本发明的后转柄和支架的拆解示意图。

图14本发明的电机壳的结构示意图。

图15本发明的蓄电池和电路板的结构示意图。

图中标号：1-支架、101-铆钉孔、102-环槽轮安装柱、103-后转柄安装柱、104-手把、2-电机壳、201-支架柱壳、202-电机限位柱、3-电机、301-限位凸环、4-前转柄、5-环形连杆、501-前端圆板、502-中间圆板、6-环槽轮、7-中间连杆、8-后转柄、9-腓骨连杆、10-胫骨连杆、11-趾骨杆、1101-橡胶软柱、12-蓄电池、1201-弹性夹、13-摄像头、14-电路板、1401-bds接收器、1402-bds天线、1403-通信天线、a-轴承、b-铆钉、c-螺栓、d-螺母、e-销钉、f-螺钉。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人作进一步的详细描述，为了清晰的描述各零件结构，附图中仅标记了左右对称件中的右侧零件的标号。

基于北斗定位技术的危险场所用测绘机器人，其特征在于：包括支架1、电机壳2、电机3、前转柄4、环形连杆5、环槽轮6、中间连杆7、后转柄8、腓骨连杆9、胫骨连杆10、趾骨杆11、蓄电池12、摄像头13、电路板14。

如图1、图2、图3所示，除了支架1、电机2、蓄电池12、摄像头13、电路板14外，电机壳2、前转柄4、环形连杆5、环槽轮6、中间连杆7、后转柄8、腓骨连杆9、胫骨连杆10、趾骨杆11均分为关于支架1对称的左右件，其零件结构均左右对称，装配方式相同。

如图6、图7、图8、图9所示，所述支架1为开环的三角形框架，框架的头端和尾端位于三角形的头部，靠近头端和尾端处径向开设有铆钉孔101；在三角形框架的尾部，垂直于三角形平面设有圆柱形的环槽轮安装柱102；在三角形框架的顶部，垂直于三角形平面设有圆柱形的后转柄安装柱103。

进一步讲，如图7、图8所示，所述后转柄安装柱103的顶面竖直向上设有一个环形的手把104，人们提着手把104来提起本装置。

如图6、图9所示，所述电机壳2的主体为圆盖形，主体后端设有两个半圆柱壳形的支架柱壳201，左右电机壳2的支架柱壳201向中间包裹住支架1的头端和尾端，铆钉b穿过铆钉孔101，将左右电机壳2和支架1装配为一体。

如图9、图14所示，所述电机3为左右双输出轴电机，左右电机轴穿过电机壳2的中心孔伸到外部，电机3的前侧设有圆柱环形的限位凸环301；所述电机壳2的内侧面上设有圆柱形的电机限位柱202，电机限位柱202插入限位凸环301中，电机限位柱202内装有螺栓c，通过螺栓c螺母d将电机3锁定在电机壳2内。

进一步讲，所述限位凸环301的宽度与电机3的厚度相等。

进一步讲，所述电机壳2的壳内侧深度为电机3厚度的一半。

进一步讲，电机轴和电机壳2之间安装有轴承a。

如图6、图9所示，所述前转柄4为短杆形，内端套在电机输出轴上，销钉e同时穿过前转柄4内端和电机输出轴，将两者装配在一体，外端通过铆钉b枢接在环形连杆5的前端圆板501上；左右前转柄4呈180度夹角。

如图5、图6、图9、图10、图11所示，所述环形连杆5为轨迹线为直槽口形的闭环形，在环形连杆5的头部设有扁圆形的前端圆板501，前端圆板501与前转柄4的外端枢接；在环形连杆5的中部设有扁圆形的中间圆板502，中间圆板502与中间连杆7的前端枢接；环形连杆5的尾部嵌在环槽轮6的环槽中。

如图4、图5、图12所示，所述环槽轮6为扁圆形，套在环槽轮安装柱102两侧伸出的安装轴上，环绕环槽轮6的外圆面，开设有一定深度的环槽。

进一步讲，所述环槽轮6与环槽轮安装柱102两侧伸出的安装轴间安装有轴承a。

如图4、图5、图7、图8、图10、图11所示，所述中间连杆7为前端宽后端窄的短杆形，中间连杆7的前端枢接在环形连杆5的中间圆板502上；中间连杆5的尾端枢接在胫骨连杆10的中部。

进一步讲，如图3、图7、图8所示，中间连杆7的前端为具有一定厚度的圆柱体，中间和后端为薄片状，由于环形连杆7离支架1近，胫骨连杆10离支架1远，中间连杆7可以将两个不同平面运动的零件连接在一起。

如图4、图5、图7、图8、图13所示，所述后转柄8为短杆形，后转柄8的顶端套在后转柄安装柱103两侧伸出的安装轴上；所述腓骨连杆9为两端向前弯曲的细杆形，腓骨连杆10的顶端枢接在后转柄8的中部；所述胫骨连杆10为上半截向后弯曲，下半截向前弯曲的细杆形，胫骨连杆10的顶端枢接在后转柄8的末端；所述趾骨杆11为向下弯曲的细杆形，趾骨杆11的顶端枢接在腓骨连杆9的末端；趾骨杆11的第二个枢接点位于趾骨杆11的中上位置，枢接在胫骨连杆10的中部。

进一步讲，后转柄8、腓骨连杆9、胫骨连杆10、趾骨杆11、中间连杆7之间均通过铆钉b枢接，铆钉b的限定宽度稍大于两个相邻零件的枢接处的厚度之和，以保证相邻零件间的自由转动。

进一步讲，如图4、图5、图7、图8所示，所述趾骨杆11的末端装有橡胶软柱1101，以缓冲装置与地面间的撞击。

如图10、图11、图15所示，所述蓄电池12的顶部设有圆柱壳形的弹性夹1201，弹性夹1201的上侧圆柱面剖开，套在支架1的下侧杆尾端；所述电路板14和摄像头13安装在蓄电池12的底面，电路板14上安装有bds接收器1401和通信天线1403，bds接收器1401上装有bds天线1402。

蓄电池12为电机3提供电能，电机3启动后两侧的电机轴旋转，如图1、图2所示，带动前转柄4旋转，前转柄4带动环形连杆5前后上下摆动，环形连杆5带动中间连杆7运动，中间连杆7带动胫骨连杆10摆动，胫骨连杆10带动后转柄8和趾骨杆11前后摆动。

在各传动零件摆动过程中，腓骨连杆9限定趾骨杆11的顶端，环槽轮6限定环形连杆5的尾部。

最终实现左右趾骨杆11，像两条腿一样的跑步前进，在测绘机器人向前跑步过程中，bds接收器1401通过bds天线1402接收北斗导航卫星传递的位置数据来运算出自身的位置数据，摄像头13不断获取危险场所的图像信息，最终通信天线1403将位置数据和对应的图像数据传递到测绘部门后台数据库中，完成危险场所的测绘工作。

上述描述中的方向以电机3位置为前方，以环槽轮6位置为后方。

进一步讲，本发明中bds是指中国北斗卫星导航系统（beidounavigationsatellitesystem）。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。