专利名称：侦察机器球的制作方法
技术领域：
本发明涉及小型智能化装置，特别涉及一种能够在反恐、营救、 突发灾难等应急反应任务现场代替人员进行隐秘侦察的智能化侦察装置。
背景技术：
在执行反恐、营救、应对突发灾难事件、军事行动等高危任务时， 对现场情报的侦察是保证任务完成质量、保证人员安全的关键。现有技术中，现场情报的侦察收集主要有两种方式，远距离望远 镜观测和近距离武装人员渗透侦察。远距离望远镜观测在匪徒故意设 置遮蔽或隐藏的情况下基本是没有侦察效果的。武装人员的渗透侦察 是一种危险作业，往往造成营救人员的伤亡，或匪徒情绪失控造成现 场情况不可控。目前用于这类领域的智能化装置很少，已经实战应用的只有排爆 机器人和排爆机器车，但这两种智能化装置的体积大，目标大，容易 被发现，不适合改成隐秘侦察装置。发明内容本发明的目的在于提供一种侦察机器球，它带有微型摄像机、麦克 风、无线设备，体积小、可投掷、抗跌落，落地后自动调整姿态，可遥 控转动，变化摄像机方位寻找目标物，可投掷到建筑物内部进行摄像 侦察或窃听侦察。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种侦察机器球，具有上球壳、下球壳、底座和球芯，上球壳、 下球壳扣合在一起，底座设置在下球壳的底部，其特征是所述球芯 由驱动组件、电路组件、摄像组件三部分组成；驱动组件由齿轮箱和电机组成，齿轮箱内装有初级齿轮、二级齿 轮、太阳轮、齿圈、底盘和三个行星轮，电机固定在齿轮箱顶盖上， 电机的主轴向下伸入齿轮箱中与初级齿轮固接，初级齿轮与二级齿轮 啮合，太阳轮安装在二级齿轮的下方，太阳轮、二级齿轮都与底盘上 的中心轴固接，三个行星轮布置在太阳轮与齿圈之间，该三个行星轮 与太阳轮以及齿圈啮合，齿圈通过螺钉固定在齿轮箱内，齿轮箱与下球壳的内腔侧壁固接，底盘的下部与底座固接；电路组件由上、下支撑板、电路板、主控制器、两立柱组成，电 路板粘接在上支撑板的顶面上，主控制器安装在下支撑板的表面上； 两立柱跨接在上、下支撑板之间，两立柱的底端固接在齿轮箱顶盖上；摄像组件由补形垫、微型摄像机、摄像机支座、麦克风、红外 传感器、红外发光管组成，微型摄像机嵌装在摄像机支座中，麦克风、 红外传感器、红外发光管固接在一个弓形的联接板上，该联接板与摄 像机支座粘接固定，摄像机支座嵌装在上球壳中，摄像机支座与上球 壳内壁之间设置有补形垫，补形垫为球缺的形状，补形垫的中心通孔 套接在摄像机支座上，补形垫被摄像机支座和上球壳夹紧，摄像机支 座后部由上支撑板卡紧，补形垫上开有供麦克风、红外传感器、红外 发光管穿置的通孔，上球壳上开有用于透露麦克风、红外传感器、红 外发光管和微型摄像机镜头的通孔。所述上球壳、下球壳的衔接处设置有支撑架，支撑架为圆盘形， 其中部镂空，镂空的形状与球芯中部外轮廓的形状相符。所述主控制器的外侧设置有防尘环，防尘环粘合在下支撑板上并 紧贴着上球壳。所述上球壳、下球壳、底座、补形垫的材质为橡胶。所述下支撑板上装有电源开关，所述下球壳上开有用于透露电源 开关的通孔。所述电路板上集成有无线图像传输模块；所述主控制器由无线数 字传输模块和锂电池组两部分组成。 本发明有以下积极有益效果本发明的侦察机器球是一种隐秘侦察的智能化装置，机器球内部 零件尺寸经过优化组合，装配紧密，直径小于80毫米，无线控制距离 大于30m。便于随身携带，机器球具有抗震、抗摔的性能，能够人工 投掷或通过无人飞行器投掷到任何目标地点附近，进行隐秘侦察，操 作人员不必靠近危险区域。机器球的重心配置如同不倒翁，不管机器 球以何种角度和姿态落地，稳定后皆能以底部着地正立于地面上，使 摄像机以正确的视角进行摄像侦察。机器球的球体相对底座能够旋转， 从而带动微型摄像机改变方位，寻找目标物。微型摄像机具有红外感 应功能，能够在漆黑环境看清目标物。操作人员在安全距离外通过操 作控制器进行远程无线遥控，并实时接收侦察机器球反馈的图像、语 音信息，提高现场情报收集速度和效率，提高任务完成质量，减少人 员伤亡。
图1是本发明的侦察机器球一实施例的外形示意图。
图2是本发明的操作控制器的外形示意图。图3是图1中上球壳、下球壳、球芯分离后的结构示意图。图4是图3中球芯的后视轴测图。图5是图3中全部零件的轴测分解图。图6是图5中驱动组件的放大图；图7是图5中电路组件、摄像组件的放大图；图8是图5的侧向视图。图9是图1的A — A剖视图。图10是图9的B — B剖视图。图11是本发明侦察机器球的重心设计图。图12是本发明侦察机器球的重心设计图。图13是本发明侦察机器球的重心设计图。图14是本发明的操作控制器面板图。
具体实施方式
图中标号100侦察机器球；1补形垫3摄像机支座4底座6底盘7行星轮10齿轮箱13电路板14麦克风15红外传感器16红外发光管17电源开关18初级齿轮20太阳轮22上球壳23下球壳24上支撑架26下支撑架29立柱31控制按钮33控制按钮35信息显示按钮9电机 12防尘环200操作控制器； 2微型摄像机301通孔 302通孔5无线数字传输模块 601中心轴 8锂电池组 11支撑架141通孔 142通孔151通孔 152通孔161通孔 162通孔171通孔 19 二级齿轮 21齿圈221止口231止口 25齿轮箱顶盖 27主控制模块 30球芯32控制按钮34控制按钮36信息显示按钮28联接板 37信息显示按钮 39信息显示按钮 41天线 44液晶显示屏38信息显示按钮 40信息显示按钮42电源开关45通道切换按钮43扬声器请参照图1、图2、图3，本发明是一种侦察机器球100，由上球 壳22、下球壳23、底座4、球芯30组成，上球壳22、下球壳23扣合 在一起，底座4设置在下球壳23的底部，侦察机器球100由操作控制 器200控制。请参照图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10，球芯30由驱 动组件、电路组件、摄像组件三部分组成；驱动组件由齿轮箱10和电机9组成，齿轮箱10内装有初级齿轮 18、 二级齿轮19、太阳轮20、齿圈21、底盘6和三个行星轮7，电机 9固定在齿轮箱顶盖25上，电机9的主轴向下伸入齿轮箱10中与初 级齿轮18固接，初级齿轮18与二级齿轮19啮合，太阳轮20安装在 二级齿轮19的下方，太阳轮20、 二级齿轮19都与底盘6上的中心轴 601固接，三个行星轮7布置在太阳轮20与齿圈21之间，该三个行 星轮7与太阳轮20以及齿圈21啮合，齿圈21通过螺钉固定在齿轮箱 10内，齿轮箱10与下球壳23的内腔侧壁固接，底盘6的下部与底座 4固接；底座4的材质为橡胶，与地面的摩擦力很大，当三个行星轮7 转动时，底座4与地面相对静止，底盘6与地面也相对静止，齿圈21 转动，带动整个球体转动。电路组件由上、下支撑板24、 26、电路板13、主控制器27、两 立柱29组成，电路板13通过胶粘接在上支撑板24的顶面上，电路板 13上集成有无线图像传输模块；主控制器27由无线数字传输模块5 和锂电池组8两部分组成，主控制器27安装在下支撑板26的表面上； 两立柱29跨接在上、下支撑板24、 26之间，两立柱29的底端固接在 齿轮箱顶盖25上，齿轮箱顶盖25与齿轮箱10固接。摄像组件由补形垫l、微型摄像机2、摄像机支座3、麦克风14、 红外传感器15、红外发光管16组成，微型摄像机2嵌装在摄像机支 座3中，麦克风14、红外传感器15、红外发光管16固接在一个弓形 的联接板28上，该联接板28与摄像机支座3粘合固定，摄像机支座 3嵌入到上球壳22中，摄像机支座3与上球壳22内壁之间设置有补 形垫1，补形垫1为球缺形状，补形垫1的中心通孔301套接在摄像 机支座3上，补形垫1被摄像机支座3和上球壳22夹紧，摄像机支座 3后部由上支撑板24卡紧。请参照图8，补形垫1上开有供麦克风14穿置的通孔141。补形 垫1上开有供红外传感器15穿置的通孔151。补形垫1上开有供红外 发光管16穿置的通孔161。上球壳22上开有用于透露微型摄像机2
镜头的通孔302。上球壳22上开有用于透露麦克风14的通孔142。上 球壳22上开有用于透露红外传感器15的通孔152。上球壳22上开有 用于透露红外发光管16的通孔162。请参照图3、图5、图6、图7，下支撑板26上装有电源开关17， 下球壳23上开有用于透露电源开关17的通孔171。补形垫1是利用橡胶的弹性摩擦力来固定的，它可以大大减小上 球壳22受冲击时引起的摄像机模块的位移和变形，摄像机支座3自身 的弹性摩擦力较大，再加上球体本身内部结构紧凑，可以被很好的固 定住。上球壳22、下球壳23的衔接处设置有支撑架11，支撑架11为 圆盘形，其中部镂空，镂空的形状与球芯中部外轮廓的形状相符。支 撑架11可大大减小球体中部受冲击时引起的变形。上球壳22、下球壳23的衔接处有相互配合的台阶状的止口 221、 231，支撑架11嵌装在下球壳23的止口 231上，并由上球壳22的止口 221压紧。主控制器27的外侧设置有防尘环12，防尘环12粘合在下支撑板 26上，并紧贴着上球壳22，防尘环12起防尘作用。微型摄像机2具有夜视功能，配合红外传感器15、红外发光管 16可以在漆黑环境中看清楚目标物。微型摄像机2由锂电池组8供电，并将图像和语音信号通过无线图像传输模块传送出去。请参照图5、图6、图7、图8,当电机9启动工作后，电机9通 过初级齿轮18带动二级齿轮19旋转，从而带动与二级齿轮19同轴连 接的太阳轮20旋转，太阳轮20转动同时带动三个行星轮7转动，由 于底座4的材质为橡胶，与地面的摩擦力很大，当三个行星轮7转动 时，底座4与地面相对静止，底盘6与地面也相对静止，所以齿圈21 随三个行星轮7转动，因齿圈21与齿轮箱10固接，所以齿圈21转动 时会带动整个机器球主体在底座4上平缓转动，从而达到调整微型摄 像机方位，寻找目标的目的。控制电机9的信号由操作控制器2发出，由侦察机器球上的无线 数字传输模块接收并解析给电机，以控制电机的速度和方向。本发明的侦察机器球具有抵抗冲击的能力。上球壳22、下球壳 23、底座4、补形垫l的材质为橡胶。上球壳22、下球壳23、底座4 作为第一防护层，能够吸收大部分冲击；支撑架11能减小球体中部受 冲击时引起的变形，摄像机支座3也能有效抵抗冲击，从而保护微型摄 像机2。请参照图9、图10，侦察机器球的内部非常紧密。上球壳22和 下球壳23有互补的台阶状的止口，所以能把支撑架11完全固定；主 控制模块27是通过立柱29固定到齿轮箱上盖25的表面上；上支撑板 24也是通过立柱29支撑并用螺钉固定的；此外，重要元器件部位、
主要冲击部位都填充发泡材料进行保护。侦察机器球在投掷后橡胶球壳着地，由于橡胶具有良好的弹性， 能够保护机器球在受到冲击时球芯不受到损坏。请参照图11、 12、 13，机器球落地时姿态各异，为保证摄像机能 够以正确地姿态进行摄像作业，必须使机器球在静止下来时刚好是球 体底部着地。所以机器球的重心G配置必须类似不倒翁，齿轮箱中的 各齿轮都是以不锈钢为材料，使得机器球的重心G在其三分之一高度 位置。底座4的底面是一个能够使机器球稳定停止的平面，这个平面 的半径36mm，刚好使机器球重心线始终通过这个平面中心。请参照图2、图14，操作控制器200主要作用是对侦察机器球100 进行操作控制并显示机器球回传的图像和传感器信息。操作控制器 200的面板上设置有天线41、总开关42、扬声器43、液晶显示屏44、 通道切换按钮45以及控制按钮和信息显示按钮。控制按钮31、 32、 33、 34用于对侦察机器球的状态进行操作。信息显示按钮35、 36、 37、 38、 39、 40用于对操作控制器200 自身状态进行设定。
权利要求
1. 一种侦察机器球，具有上球壳、下球壳、底座和球芯，上球 壳、下球壳扣合在一起，底座设置在下球壳的底部，其特征是所述 球芯由驱动组件、电路组件、摄像组件三部分组成；驱动组件由齿轮箱和电机组成，齿轮箱内装有初级齿轮、二级齿 轮、太阳轮、齿圈、底盘和三个行星轮，电机固定在齿轮箱顶盖上， 电机的主轴向下伸入齿轮箱中与初级齿轮固接，初级齿轮与二级齿轮 啮合，太阳轮安装在二级齿轮的下方，太阳轮、二级齿轮都与底盘上 的中心轴固接，三个行星轮布置在太阳轮与齿圈之间，该三个行星轮 与太阳轮以及齿圈啮合，齿圈通过螺钉固定在齿轮箱内，齿轮箱与下球壳的内腔侧壁固接，底盘的下部与底座固接；电路组件由上、下支撑板、电路板、主控制器、两立柱组成，电 路板粘接在上支撑板的顶面上，主控制器安装在下支撑板的表面上； 两立柱跨接在上、下支撑板之间，两立柱的底端固接在齿轮箱顶盖上；摄像组件由补形垫、微型摄像机、摄像机支座、麦克风、红外 传感器、红外发光管组成，微型摄像机嵌装在摄像机支座中，麦克风、 红外传感器、红外发光管固接在一个弓形的联接板上，该联接板与摄 像机支座粘接固定，摄像机支座嵌装在上球壳中，摄像机支座与上球 壳内壁之间设置有补形垫，补形垫为球缺的形状，补形垫的中心通孔 套接在摄像机支座上，补形垫被摄像机支座和上球壳夹紧，摄像机支 座后部由上支撑板卡紧，补形垫上开有供麦克风、红外传感器、红外 发光管穿置的通孔，上球壳上开有用于透露麦克风、红外传感器、红 外发光管和微型摄像机镜头的通孔。
2. 如权利要求1所述的侦察机器球，其特征是所述上球壳、 下球壳的衔接处设置有支撑架，支撑架为圆盘形，其中部镂空，镂空 的形状与球芯中部外轮廓的形状相符。
3. 如权利要求1所述的侦察机器球，其特征是所述主控制器 的外侧设置有防尘环，防尘环粘合在下支撑板上并紧贴着上球壳。
4. 如权利要求1所述的侦察机器球，其特征是所述上球壳、下球壳、底座、补形垫的材质为橡胶。
5. 如权利要求1所述的侦察机器球，其特征是所述下支撑板上装有电源开关，所述下球壳上开有用于透露电源开关的通孔。
6. 如权利要求1所述的侦察机器球，其特征是所述电路板上 集成有无线图像传输模块；所述主控制器由无线数字传输模块和锂电池组两部分组成。
全文摘要
一种侦察机器球，具有上球壳、下球壳、底座和球芯，球芯由驱动组件、电路组件、摄像组件组成；驱动组件由齿轮箱和电机组成，齿轮箱内装有初级齿轮、二级齿轮、太阳轮、齿圈、底盘和三个行星轮，底盘的下部与底座固接；电路组件由上、下支撑板、电路板、主控制器、两立柱组成，电路板粘接在上支撑板的顶面上，主控制器安装在下支撑板上；两立柱跨接在上、下支撑板之间，摄像组件由补形垫、微型摄像机、摄像机支座、麦克风、红外传感器、红外发光管组成，本发明的侦察机器球，体积小、可投掷、抗跌落，落地后自动调整姿态，可遥控转动，变化摄像方位寻找目标物，可投掷到建筑物内部进行摄像侦察或窃听侦察。
文档编号H04N5/225GK101146180SQ20071017566
公开日2008年3月19日 申请日期2007年10月10日 优先权日2007年10月10日
发明者野 王, 广 韩 申请人:北京博创兴盛机器人技术有限公司