CN103481277B - 抢险救灾机器人 - Google Patents

Abstract

一种抢险救灾机器人，包括行走机构和机械手臂，行走机构包括车身，车身底部的左右侧分别安装有可左右滑动的左安装板和右安装板，车身下表面安装一组平板结构的滑轨，左安装板和右安装板上表面安装与导轨滑动匹配的滑槽，左安装板和右安装板上固定有主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间连接有履带，其中主动轮连接有行走电机；其中车身上安装有凸轮，凸轮通过蜗轮蜗杆连接驱动凸轮转动的伸缩电机，凸轮上开有两条由内至外螺旋弯曲的凸轮槽，其中左安装板和右安装板上分别设有卡在凸轮槽内的凸轮销。

Description

抢险救灾机器人

技术领域

本发明涉及一种抢险设备，尤其涉及一种便于行走崎岖不平的山路的救灾机器人。

背景技术

目前，火灾、爆炸、地震、泥石流、暴雪等各类安全事故和自然灾害频发，很多救援设备由于各类交通路况的关系难以在灾难发生后第一时间到达救援现场，延误了最佳救援时机，增加了人员伤亡和财产损失。目前有对野外抢险救灾的机器人，但由于城乡的道路、山路崎岖不平，一些桥梁宽度尺寸不同，因此在野外作业时机器人很难行走。而且目前机器人在整体升高时，重心上升，使得机器人稳定性下降。

为克服以上难题，可以使机器人上的车轮实现内外伸缩，这样不仅可以调节车身宽度，也可以在机器人在整体升高时，增大机器人的支撑面积，增强稳定性，然后对车轮的内外伸缩调节需要保持左右两边同时伸缩，并且要保持伸缩距离相同。

如专利号为201310021515.5的一种履带式农药喷雾车轮距调整装置，该装置上的左右行走支架安装在左右移动梁上，左右移动梁的内端通过齿条、齿轮啮合连接，并在外梁上安装内外拉动左右移动梁的油缸，实现左右行走支架内外伸缩，左右行走支架上安装行走履带，该结构虽然实现行走履带内外伸缩移动，但是该装置通过油缸来推拉行走履带的移动，对于行走履带的内外移动行程难以控制。而且左右移动梁与外梁之间不仅要滑动配合，而且还要承载整个车身重量，这样增大油缸的拉力，加重左右移动梁与外梁之间磨损。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种抢险救灾机器人，结构设计巧妙，稳定性好，可以行走崎岖不平的道路，适应不同宽度的桥梁或道路，便于在野外行走，且机械手臂转动方向灵活。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种抢险救灾机器人，包括行走机构和机械手臂，行走机构包括车身，车身底部的左右侧分别安装有可左右滑动的左安装板和右安装板，车身下表面安装一组平板结构的滑轨，左安装板和右安装板上表面安装与滑轨滑动匹配的滑槽，左安装板和右安装板上固定有主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间连接有履带，其中主动轮连接有行走电机；其中车身上安装有凸轮，凸轮通过蜗轮蜗杆连接驱动凸轮转动的伸缩电机，凸轮上开有两条由内至外螺旋弯曲的凸轮槽，其中左安装板和右安装板上分别设有卡在凸轮槽内的凸轮销。行走机构采用履带式结构，后部左右两侧两只行走电机可分别驱动主动轮，带动左、右履带前后滚动，从而可以在野外行走。由于车轮不直接与路面接触，履带的突起和路面附着力强，因此本机器人可以在各种路面条件下行走，适合野外作业。另外，当一只行走电机转动，另一只行走电机不动的情况下，可以实现转弯。伸缩电机通过蜗杆蜗轮，带动凸轮正反向旋转实现底盘两侧履带轮的伸展与收缩，同时采用摩擦力小、导向平行度高的滑轨导向机构完成左右轮距的快速改变，以适应不同宽度的桥梁、路面。而且通过电机带动凸轮转动，凸轮上呈螺旋状的凸轮槽带动左、右安装板内外移动，这样便于控制左、右安装板移动的行程，且行程范围大，左、右安装板与车身通过多条滑轨与滑槽配合，且滑轨为平板状结构，增大与左、右安装板的接触面积，这样增强车身与左、右安装板之间的稳固性。

机械手臂包括安装在车身上的推力球轴承、旋转蜗轮，旋转蜗轮连接旋转电机，其中推力球轴承上安装有立臂，立臂的顶端转动连接有后臂，后臂通过连臂节安装在立臂上，立臂上端安装有定滑轮，立臂上安装有后臂升降电机，后臂升降电机驱动连接后臂拉线，后臂拉线绕过定滑轮连接后臂前端；后臂的前端转动连接前臂，后臂的前端安装有驱动前臂转动的前臂摆动电机，前臂的前端安装有机械手。机械手臂主要由立臂、后臂、前臂和机械手组成。旋转电机通过蜗杆蜗轮可使安装在推力球轴承上的立臂作360°的转动。后臂升降电机正转将固定在后臂线夹上的拉线通过定滑轮收起，以抬升机械手臂；电机反转，放线，机械手臂依靠自重下降。前臂直接利用前臂摆动电机的正反转进行上下摆动。机械手臂依靠电机或蜗杆的自锁实现机械手在各个位置的停留，结构简单，位置准确。机械手由手爪电机通过齿轮，带动四杆机构运动，达到抓取物体的目的。

机械手包括安装板，安装板上横向安装有一对齿轮，齿轮连接手爪电机，齿轮的中心固定有一根转臂，转臂外端活动连接手爪，安装板与手爪之间活动连接有一根连杆。车身的前端安装有推板。机械手通过前臂的摆动、后臂的升降、立臂的旋转可到达任意位置，并依靠电机或蜗杆的自锁可在各个位置停留，结构简单，位置准确。

本发明有益的效果是：本发明解决了在高度、宽度受限时影响机器人通行的问题，而且机器人宽度改变时不改变机器人高度，从而不影响机器人的稳定性和通行性，机器人的机械手臂可以多角度和多方向转动，转动灵活，提高抢险救灾能力。

附图说明

图1为本发明正面的结构示意图；

图2为本发明背面的结构示意图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的右视图；

图5为本发明的仰视图。

附图标记说明：行走机构A，机械手臂B，机械手C，车身1，左安装板2，右安装板3，主动轮4，从动轮5，履带6，行走电机7，凸轮8，凸轮槽8-1，凸轮销9，推力球轴承10，旋转电机11，立臂12，后臂13，后臂拉线14，连臂节15，定滑轮16，卷轴17，升降电机18，前臂19，前臂摆动电机20，伸缩电机21，蜗轮蜗杆22，滑槽23，滑轨24，手爪25，手爪电机26，齿轮27，转臂28，连杆29，安装板30，旋转蜗杆蜗轮31，推板32。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：这种抢险救灾机器人，包括行走机构A和机械手臂B，行走机构A包括车身1，车身1底部的左右侧分别安装有可左右滑动的左安装板2和右安装板3，车身1下表面安装一组平板结构的滑轨24，左安装板2和右安装板3上表面安装与滑轨滑动匹配的滑槽23，左安装板2和右安装板3上固定有主动轮4和从动轮5，主动轮4和从动轮5之间连接有履带6，其中主动轮4连接有行走电机7；其中车身1上安装有凸轮8，凸轮8通过蜗轮蜗杆22连接驱动凸轮8转动的伸缩电机21，凸轮8上开有两条由内至外螺旋弯曲的凸轮槽8-1，其中左安装板2和右安装板3上分别设有卡在凸轮槽8-1内的凸轮销9。

机械手臂B包括安装在车身1上的推力球轴承10、旋转蜗杆蜗轮31，旋转蜗杆蜗轮31连接旋转电机11，推力球轴承10上安装有立臂12，立臂12的顶端转动连接有后臂13，后臂13通过连臂节15安装在立臂12上，立臂12上端安装有定滑轮16，立臂12上安装有后臂升降电机18，后臂升降电机18驱动连接后臂拉线14，后臂升降电机18的输出轴上安装卷轴17，后臂拉线14固定在卷轴17上，后臂拉线14绕过定滑轮16连接后臂13前端；后臂13的前端转动连接前臂19，后臂13的前端安装有驱动前臂19转动的前臂摆动电机20，前臂19的前端安装有机械手C。机械手C包括安装板30，安装板30上横向安装有一对齿轮27，齿轮27连接手爪电机26，齿轮27的中心固定有一根转臂28，转臂28外端活动连接手爪25，安装板30与手爪25之间活动连接有一根连杆29。车身1的前端安装有推板32。

作业时，机器人停留在某一位置，通过后臂拉线14升降后臂12、前臂19与机械手爪25，将其调整到一定高度，旋转立臂12调整左右，摆动前臂调整前后，对机械手爪实现精确定位；由手爪电机26驱动四杆机构抓放物体。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (3)

1.一种抢险救灾机器人，包括行走机构（A）和机械手臂（B），其特征是：所述行走机构（A）包括车身（1），车身（1）底部的左右侧分别安装有可左右滑动的左安装板（2）和右安装板（3），车身（1）下表面安装一组平板结构的滑轨（24），左安装板（2）和右安装板（3）上表面安装与滑轨滑动匹配的滑槽（23），左安装板（2）和右安装板（3）上固定有主动轮（4）和从动轮（5），主动轮（4）和从动轮（5）之间连接有履带（6），所述主动轮（4）均连接有行走电机（7）；所述车身（1）上安装有凸轮（8），凸轮（8）通过蜗轮蜗杆（22）连接驱动凸轮（8）转动的伸缩电机（21），凸轮（8）上开有两条由内至外螺旋弯曲的凸轮槽（8-1），所述左安装板（2）和右安装板（3）上分别设有卡在凸轮槽（8-1）内的凸轮销（9）；所述机械手臂（B）包括安装在车身（1）上的推力球轴承（10）、旋转蜗杆蜗轮（31），旋转蜗杆蜗轮（31）连接旋转电机（11），所述推力球轴承（10）上安装有立臂（12），立臂（12）的顶端转动连接有后臂（13），后臂（13）通过连臂节（15）安装在立臂（12）上，立臂（12）上端安装有定滑轮（16），立臂（12）上安装有后臂升降电机（18），后臂升降电机（18）驱动连接后臂拉线（14），后臂拉线（14）绕过定滑轮（16）连接后臂（13）前端；后臂（13）的前端转动连接前臂（19），后臂（13）的前端安装有驱动前臂（19）转动的前臂摆动电机（20），前臂（19）的前端安装有机械手（C）。

2.根据权利要求1所述的抢险救灾机器人，其特征是：所述机械手（C）包括安装板（30），安装板（30）上横向安装有一对齿轮（27），齿轮（27）连接手爪电机（26），齿轮（27）的中心固定有一根转臂（28），转臂（28）外端活动连接手爪（25），安装板（30）与手爪（25）之间活动连接有一根连杆（29）。

3.根据权利要求1所述的抢险救灾机器人，其特征是：所述车身（1）的前端安装有推板（32）。