CN103273986A

CN103273986A - 一种搜救机器人的躯干分体装置

Info

Publication number: CN103273986A
Application number: CN2013102449256A
Authority: CN
Inventors: 苏中; 蒋工; 刘福朝; 付国栋
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Information Science and Technology University
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-20
Also published as: CN103273986B

Abstract

本发明公开了一种搜救机器人的躯干分体装置，该分体装置包括左端盖、右端盖、套筒、舵机、舵机固定板、连杆、轴销等部分。左端盖、右端盖与套筒构成躯干部整体，舵机固定板通过螺钉安装在套筒上，舵机通过螺钉安装在舵机固定板上，连杆一端固定在舵盘上，另一端固定在轴销上，轴销用来连接两个分离的套筒。当搜救机器人需要进行分体时，舵机转动带动舵盘旋转，同时舵盘带动连杆运动，连杆的运动使轴销脱离两个套筒，从而实现机器人的分体。该分体装置具有结构简单，可模块化安装，加工容易的特点，且能保证机器人在需要分体时顺利实现其分体功能。

Description

一种搜救机器人的躯干分体装置

技术领域

本发明涉及一种分体装置，特别涉及一种搜救机器人的躯干分体装置。

背景技术

近年来，地震、矿难、火灾、塌方，以及各类人为事故频繁发生，严重威胁着人类生命和财产的安全，引起了社会各界的广泛关注。然而由于复杂的灾难环境和二次灾难的影响，搜救人员很难及时进行救援。目前现有的搜救机器人可根据其自身携带的生命探测装置进行生命体的定位，并且可根据其自身携带的摄像头和红外装置探测到的定位信息进行运动。但是当搜救机器人遇到二次灾难使机器人身体部分受损或者身体某部分被夹住时，机器人无法继续进行搜救。

本发明正是针对这个问题提出一种机器人躯干分体装置，使得机器人在遇到上述问题时，可自主分离受损部分或者被卡住的部分，从而继续进行搜救运动。已有发明专利“一种模块化自重构机器人单元模块之间的连接装置”专利号为CN201220206403.8，采用的钩爪式的连接方式，其结构复杂，加工精度和成本要求较高，控制相对困难。然而本发明采用轴销式的连接方式，其轴销结构设计独特，连接可靠，分离容易，体积小，采用数字舵机控制，控制精度高，能耗低，轴销孔内置，不影响外部运动和美观性，所以此发明中的轴销式优于卡爪式。

发明内容

本发明的目的是为了解决搜救机器人遇到二次灾难使机器人身体部分受损或者身体某部分被夹住时，机器人无法继续进行搜救的问题，提出了一种简单易行的躯干分体装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明的搜救机器人的躯干分体装置主要包括左端盖（1），右端盖（2），大套筒（3），小套筒（4），舵机（9），舵机固定板（11），轴销（14）等部分；所述左端盖（1）嵌套在小套筒（4）上，小套筒（4）嵌套在大套筒（3）上，右端盖（2）嵌套在大套筒（3）上；所述连接孔（5）为大套筒（3）与小套筒（4）的轴销连接孔；所述安装孔（7）为左端盖（1）与小套筒（4）的连接孔，安装孔（8）为右端盖（2）与大套筒（3）的连接孔；舵机（9）固定板由连接孔（6）固定在大套筒（3）上，舵机（9）通过固定孔（15）固定在舵机固定板（11）上；两个连杆（12）、（13）的一端由螺钉固定在舵盘（10）上，另一端由螺钉固定在轴销（14）上；轴销（14）通过连接孔（5）将大套筒（3）、小套筒（4）、舵机固定板（11）连接在一起。

进一步地，左端盖（1）、右端盖（2）为带有凹槽的圆形端盖，有10mm的嵌套距离，且端盖中心开有方孔，两侧有舵机支架。

进一步地，所述舵机固定板（11）两侧为圆弧形，弧形外径与大套筒（3）内径相同，板面开方孔，长宽与舵机（9）尺寸相匹配。

进一步地，轴销（14）一半为圆柱体，另一半为半圆柱体，在半圆柱体的平面上打有螺钉孔，轴销（14）外径与第一连接孔（5）的直径相同。

本发明整体上把躯干分体装置模块化，可根据需要安装，并且每个躯干分体模块可独立控制也可相互协调控制。

本发明的优点是：为搜救机器人提供了一种躯干分体装置，该躯干分体装置整体上通过套筒与端盖的组合方式，具有结构简单，加工方便，易于实现的特点；采用轴销式的分体设计操作简单，运动稳定性好，可用于搜救机器人在身体部分受损以及身体部分被卡住时，通过躯干分体装置实现分体，保证机器人能继续进行搜救工作。

附图说明

图1为躯干分体装置整体组装示意图；

图2为躯干分体装置内部结构示意图；

图3为大套筒结构示意图；

图4为小套筒结构示意图；

图5为舵机固定板示意图；

图6为轴销结构示意图。

其中：1左端盖，2右端盖，3大套筒，4小套筒，5第一连接孔，6第二连接孔，7第一安装孔，8第二安装孔，9舵机，10舵盘，11舵机固定板，12第一连杆，13第二连杆，14轴销，15固定孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的躯干分体装置主要由左端盖1、右端盖2、大套筒3、小套筒4组成，采用嵌套式安装，安装时保证安装孔相互对应。左端盖1与右端盖2可根据舵机支架的方向平行安装或者垂直安装，实现不同自由度方向的运动。大套筒3外侧筒面有舵机孔和舵机支架，可安装腿部关节，也可直接加驱动轮。

分体内部结构如图2所示，主要由舵机9，舵盘10，舵机固定板11，连杆12，连杆13，销轴14组成，舵机9安装在舵机固定板11上，由螺钉紧固，舵机固定板11安装在大套筒3上，其长度为大套筒的内径。销轴14通过连杆与舵盘10连接，保证舵机9的旋转带动销轴14的运动。销轴14的初始安装使大套筒3和小套筒4连接在一起，当机器人需要分体时，舵机9旋转通过连杆12、13将销轴14脱离套筒，使小套筒4与大套筒3分离，从而实现整体躯干的分体。

图3、图4、图5、图6为躯干部件结构示意图，图3中的大套筒3结构设计巧妙，安装孔位置对称分布，轴销孔打在凹槽壁上，且与舵机固定板11的安装孔位置在一条直线上，凹槽的设计恰好使小套筒4套在上边，凹槽的深度与小套筒4的壁厚相同，这样既保证了外型的平滑性，也限制了两个套筒前后运动的约束。图4中的小套筒4安装孔对称分布，保证与大套筒3的安装孔一一对应。图5中的舵机固定板11结构简单，两侧为弧形壁，保证与大套筒3的内壁相吻合，并由螺钉紧固在大套筒3上。图6中的轴销14将一端圆柱体插进套筒的轴销孔中，另一端半圆柱体通过螺钉与连杆紧固。

本发明提供的搜救机器人的躯干分体装置，具有装置简单，加工容易的特点。搜救机器人采用模块化安装，当机器人进行搜救遇到二次灾难时，躯干受损或者被卡住时，躯干部分则自动进行分体，其他未受损的躯干关节部分还可以继续进行搜救任务，从而提高机器人的搜救效率。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种搜救机器人的躯干分体装置，其特征在于：包括左端盖（1），右端盖（2），大套筒（3），小套筒（4），舵机（9），舵盘（10），舵机固定板（11），第一连杆（12），第二连杆（13），轴销（14）；所述左端盖（1）嵌套在小套筒（4）上，小套筒（4）嵌套在大套筒（3）上，右端盖（2）嵌套在大套筒（3）上；第一连接孔（5）为大套筒（3）与小套筒（4）的轴销连接孔；第二安装孔（7）为左端盖（1）与小套筒（4）的连接孔，安装孔（8）为右端盖（2）与大套筒（3）的连接孔；舵机固定板（11）由第二连接孔（6）固定在大套筒（3）上，舵机（9）通过固定孔（15）固定在舵机固定板（11）上；第一连杆（12）、第二连杆（13）的一端由螺钉固定在舵盘（10）上，另一端由螺钉固定在轴销（14）上；轴销（14）通过第一连接孔（5）将大套筒（3）、小套筒（4）、舵机固定板（11）连接在一起。

2.根据权利要求1所述的搜救机器人的躯干分体装置，其特征在于：所述左端盖（1）、右端盖（2）为带有凹槽的圆形端盖，有10mm的嵌套距离，且端盖中心开有方孔，两侧有舵机支架。

3.根据权利要求1所述的搜救机器人的躯干分体装置，其特征在于：所述舵机固定板（11）两侧为圆弧形，弧形外径与大套筒（3）内径相同，板面开方孔，长宽与舵机（9）尺寸相匹配。

4.根据权利要求1所述的搜救机器人的躯干分体装置，其特征在于：所述轴销（14）一半为圆柱体，另一半为半圆柱体，在半圆柱体的平面上打有螺钉孔，轴销外径与第一连接孔（5）的直径相同。