CN104354159B - 复杂环境机器人救援系统 - Google Patents
复杂环境机器人救援系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104354159B CN104354159B CN201410553748.4A CN201410553748A CN104354159B CN 104354159 B CN104354159 B CN 104354159B CN 201410553748 A CN201410553748 A CN 201410553748A CN 104354159 B CN104354159 B CN 104354159B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wounded
- personnel
- electric pushrod
- motor
- accessory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 33
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007759 kiss coating Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 abstract description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 241001589086 Bellapiscis medius Species 0.000 description 1
- 241001092459 Rubus Species 0.000 description 1
- 235000017848 Rubus fruticosus Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明涉及一种复杂环境机器人救援系统，包括置于机器人车架(2)上的人员安放装置(8)，中间过渡输送装置(6)、类铲形拾取装置(4)、障碍清除装置和多功能执行手臂，所述的多功能执行手臂包括与机器人车架(2)固定联接的手臂主体以及设置在手臂主体末端的执行末端(113)；人员安放装置(8)，中间过渡输送装置(6)及类铲形拾取装置(4)均设置有通过电动滚筒驱动的可以双向运动的传送带(11)，用于搬运和移动伤员。本发明能够在复杂、恶劣环境下排除伤员周围的障碍物以及伤员身体上的附属物品，拖拽伤员脱离危险环境，并完成对被困、危重受伤人员的搬运和移动工作。
Description
技术领域
本发明属于救援机器人领域，具体涉及一种未知且复杂环境下进行失去行动能力伤员拾取的救援系统。
背景技术
近年来，突发的自然灾害和重特大社会安全事故的发生，其周围自然、人为环境具有高度复杂性、任意性，其发生时间具有突发性，其引起的伤员损伤种类具有多样性。目前，大规模灾害现场伤员的救援以及搬运主要通过以人工为主，机械为辅的方式来完成。通常是医护人员和不具备专业医疗知识的社会救援力量共同完成对被困人员、危重伤员、术后伤员的搬运和移动工作。
以传统人力方式进行的救援工作，在伤员的救援、救治环节上存在以下几个问题：(1)救援人员由于需要亲临现场，生命安全得不到充分保障；(2)传统的搬运方式容易造成伤员产生二次损伤；(3)传统的救援方式导致伤员救援工作效率低。
救援现场环境复杂、杂物众多以及伤员所处的空间位置都可能限制救援机器人机构或装置的展开，影响救援工作。另外，伤员背负的物品以及伤员的身体姿态等也会影响机器人救援系统的正常工作，或者说救援效果不甚理想。因此，国内外众多研究机构致力于研制承载力大、操作灵活的机械臂和机械手，提高未知的复杂环境中机器人的清障能力，但往往带来体积较大、价格昂贵、作业空间要求高等实际问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有伤员救援工作中的上述不足，提供一种体积小巧、结构紧凑、作业空间小的机器人救援系统，在复杂、恶劣环境下用于对被困、危重受伤人员的搬运和移动工作。本发明不仅可以用于搬运，移动和收纳伤员，还可以用于在搬运之前排除伤员周围的障碍物以及伤员身体上的附属物品，拖拽伤员脱离危险环境。本发明采用的技术方案如下：
一种复杂环境机器人救援系统，包括置于机器人车架2上的人员安放装置8，中间过渡输送装置6、类铲形拾取装置4、障碍清除装置和多功能执行手臂，所述的多功能执行手臂包括与机器人车架2固定联接的手臂主体以及设置在手臂主体末端的执行末端113；其中，
类铲形拾取装置4的形状呈现铲形，其前端呈现尖角，后端呈现宽厚直角，其尖角端方便插入伤员和地面之间的缝隙；
类铲形拾取装置4通过铰接连接到和中间过渡输送装置6的前端，短程电动推杆5、5’的后端铰接于中间过渡输送装置6上，前端铰接于设置在类铲形拾取装置4上的短程电动推杆下支座上，通过调整短程电动推杆5、5’的伸缩长度，调节类铲形拾取装置4与中间过渡输送装置6之间的夹角；
中间过渡输送装置6的后端与人员安放装置8通过铰接连接，长程电动推杆7、7’的后端铰接于设置在人员安放装置8上的长程电动推杆上支座上，前端铰接于设置在中间过渡输送装置6上的长程电动推杆下支座32上，通过调整长程电动推杆7、7’的伸缩长度，调整中间过渡输送装置6与人员安放装置8之间的夹角；
中程电动推杆9的一端铰接于机器人车架2上，另一端铰接于人员安放装置8的下部，中程电动推杆的伸展变化，使人员安放装置8绕其前端电动滚筒46的固定轴旋转，从而使人员安放装置8的尾部抬高；
人员安放装置8，中间过渡输送装置6及类铲形拾取装置4均设置有通过电动滚筒驱动的可以双向运动的传送带11，用于搬运和移动伤员。
所述的障碍清除装置，包括两端带有两个长柄38的属具，弹性联轴器37和电机36，其特征在于，属具的两个长柄38分别与两个阶梯轴34固定联接，其中，一侧的阶梯轴34一端与属具的一个长柄38的定位安装孔39通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座35，通过弹性联轴器37与电机36固定连接，电机36与救援机器人车架2固定连接；另一的侧阶梯轴34一端与属具的另一个长柄38的定位安装孔39通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座35，然后用开口销穿过开口销安装孔40限制阶梯轴34的轴向移动。所述的属具可以为耙状属具125或为刀状属具126。
作为优选实施方式，所述的执行末端113包括减速电机固定座124，固定于减速电机固定座124上的减速电机118，直齿圆柱齿轮119、直齿齿条120、机械夹钳121、机械剪钳122、弹簧123；在减速电机固定座124上设置有导向槽，直齿圆柱齿轮119与减速电机118的输出轴连接固定；直齿齿条120与直齿圆柱齿轮119啮合并可在减速电机固定座124的导向槽内水平滑动；
所述的机械剪钳122通过剪钳固定孔座133固定连接在与直齿齿条120的前端；在机械剪钳122上设置有剪钳导向槽130和导向柱131，机械夹钳121与机械剪钳122相贴合，其上设置有夹钳导向槽129，机械剪钳122上的导向柱131可在夹钳导向槽129内直线滑动，机械夹钳121上的夹钳弹簧挂钩128可在剪钳导向槽130内直线相向直线滑动；在机械剪钳122和机械夹钳121上均设置有挂钩，所述弹簧123的两端各钩挂于此两个挂钩128，132上，在初始时刻弹簧存在压缩预紧力。
所述的手臂主体包括斜齿齿条111、电机座114、蜗轮蜗杆减速马达112和导杆式电动缸110，执行末端113的减速电机固定座124与斜齿齿条111固定连接，斜齿齿条111在电机座114上的导向槽内可垂直滑动，电机座114与导杆式电动缸110铰接连接，导杆式电动缸110的缸体与救援机器人车架2固定联接，使电机座114、斜齿齿条111、减速电机固定座124和执行末端113与导杆式电动缸110同步运动，从而完成执行末端113水平伸缩运动；蜗轮蜗杆减速马达112与电机座114连接固定，斜齿圆柱齿轮115固定于蜗轮蜗杆减速马达112上并与斜齿齿条111相啮合；蜗轮蜗杆减速马达112开机启动带动与其连接的斜齿圆柱齿轮115旋转，进而带动斜齿齿条111上下运动。
所述的类铲形拾取装置4的传送带11是闭环的内外两侧均挂胶的环形带，传送带11依次经过位于后端的电动滚筒16、位于前端的尖端托辊21、位于中部下方的中间托辊23后，再经过调节滚筒12、固定被动滚筒18、及后部托辊17构成循环。调节滚筒12位于滑槽14内，其一端与预紧弹簧13相连，并在预紧弹簧13的作用下，在滑槽14内运动，始终保持传送带11与电动滚筒16可靠接触。
本发明的技术效果如下：
(1)利用本发明的收纳系统，在其类铲形拾取装置、中间过渡输送装置、人员安放装置中，输送带的动力来自电动滚筒和输送带的摩擦力，采用电动滚筒的结构设计不仅满足了动力传输要求，而且保证了收纳系统的结构紧凑、重量轻便；
(2)类铲形拾取装置的形状呈现铲形，其一端呈现尖角，一端呈现宽厚直角，其尖角端方便插入伤员和地面之间的缝隙，使伤员身体在皮带的作用下更容易进入收纳系统；
(3)类铲形拾取装置和中间过渡输送装置前端之间通过铰接连接，短程电动推杆两端分别铰接于这两个装置上，通过调整短程电动推杆的伸缩长度，调节类铲形拾取装置与地面或中间过渡输送装置之间的夹角；
(4)中间过渡输送装置后端与人员安放装置通过铰接连接，长程电动推杆的两端分别铰接于这两个装置上，通过调整长程电动推杆的伸缩长度，调整中间过渡输送装置与类铲形拾取装置或人员安放装置之间的夹角；
(5)中程电动推杆一端铰接于固定的车架上，一端铰接于活动车架上，中程电动推杆的伸展变化，使人员安放装置绕其前端铰接轴旋转，使其尾部抬高至与中间过渡输送装置的输送带几近共平面，当获救人员由前两装置运送到人员安放装置时，能够不对伤员身体造成扭曲而平稳进入车厢内。
(6)利用本发明附属系统中的障碍清除装置，使救援机器人在进行拾取工作之前，排除伤员周围的障碍，以确保救援机器人能够顺利开展救援工作。
(7)救援机器人附属系统中的多功能执行手臂系统，能够使救援机器人在当时没有条件进行伤员拾取的情况下，利用执行末端的机械剪钳，剪开伤员身上的多余负重装备以方便救援机器人继续救援工作；利用执行末端的机械夹钳，可夹取并移除压覆在伤员身体上的障碍和重物，亦可夹持伤员衣物，将其拖拽到有条件进行伤员拾取的环境中，以确保救援机器人能顺利开展救援工作。
(8)救援机器人附属系统在机器人其它功能性执行系统工作时，障碍清除系统的耙状属具或者刀状属具会下垂至低点，以保证整套附属系统不会干涉救援机器人其它机构的动作。
附图说明
图1救援机器人主视图；
图2救援机器人收纳系统工作状态一；
图3救援机器人收纳系统工作状态二；
图4救援机器人收纳系统工作状态三；
图5救援机器人收纳系统类铲形拾取装置主视图；
图6救援机器人收纳系统中间过渡输送装置主视图；
图7救援机器人收纳系统人员安放装置主视图；
图8本发明的机器人救援系统障碍清除装置工作示意图；
图9救援机器人多功能执行手臂工作示意图；
图10救援机器人多功能执行手臂工作时等轴测视图；
图11救援机器人工作时附属装置位姿视图；
图12多功能执行手臂执行末端装置爆炸视图；
图13障碍清除装置103-耙状属具125示意图
图14障碍清除装置103-刀状属具126示意图；
图15机械夹钳示意图；
图16机械剪钳示意图；
图17救援机器人附属装置复位示意图；
图18多功能执行手臂执行末端低位姿示意图；
图19多功能执行手臂执行末端高位姿示意图；
图20为阶梯轴示意图。
附图中：1机器人行走底盘，2车架，3机器人外壳，4类铲形拾取装置，5、5’短程电动推杆，6中间过渡装置，7、7’长程电动推杆，8人员安放装置，9中程电动推杆，10倾角传感器，11输送带，12调节滚筒，13预紧弹簧，14滑槽，15铰接轴，16电动滚筒，17后部托辊，18固定被动滚筒，19短程电动推杆下支座，20盖板，21尖端托辊，22底板，23中间托辊，24输送带，25调节滚筒，26预紧弹簧，27滑槽，28电动滚筒，29铰接孔座，30托辊，31固定被动滚筒，32长程电动推杆下支座，33短程电动推杆上支座，34铰接孔座，35被动滚筒，36托辊，37输送带，38托辊，39调节滚筒，40预紧弹簧，41滑槽，42电动滚筒，43托辊，44固定被动滚筒，45长程电动推杆上支座，46电动滚筒，47铰接轴。
102收纳系统，103障碍清除装置，104多功能执行手臂，105沙石，106杂物，107伤员，108属具，110导杆式电动缸，111斜齿齿条，112蜗轮蜗杆减速马达，113执行末端，114电机座，115斜齿圆柱齿轮，118减速电机，119直齿圆柱齿轮，120直齿齿条，121机械夹钳，122机械剪钳，123弹簧，124减速电机固定座，125耙状属具，126刀状属具，127刀片，128夹钳弹簧挂钩，129夹钳导向槽，130剪钳导向槽，131导向柱，132剪钳弹簧挂钩，133剪钳固定孔座，134阶梯轴，135轴承座，136电机，137弹性联轴器，138属具长柄，139定位安装孔，140开口销安装孔
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明的复杂环境机器人救援系统，包括机器人行走底盘1，车架2，机器人外壳3以及收纳系统和作为附属系统的障碍清除装置103及多功能执行手臂系统104、由图1—图7可知，机器人的收纳系统包括人员安放装置(图7)以及角度调节系统(5、5’、7、7’、9)。
长程电动推杆7、7’一端铰接于长程电动推杆上支座45，另一端与当其接收控制信号时进行伸展。因此铰接于长程电动推杆7、7’另一端与中间过渡装置6铰接围绕人员安放装置8上的铰接轴47旋转。同时，短程电动推杆5、5’一端铰接于短程电动推杆上支座33，当其接收控制信号时进行伸展。因此铰接于短程电动推杆5、5’另一端的类铲形拾取装置4围绕中间过渡装置6上的铰接轴15旋转。当类铲形拾取装置4与地平面完全接触后，救援机器人收纳系统达到图2所示工作状态状态，长程电动推杆7、7’和短程电动推杆5、5’停止工作。
在电控信号作用下，电动滚筒16、28、42、47开始转动，通过摩擦力带动输送带11、24、37旋转工作。救援机器人向前运动，致使类铲形拾取装置4的尖端进入人体头部与地面的间隙，从而使人体与地面部分脱离进入救援机器人收纳系统。机器人继续前进，同时在摩擦力的作用下，人体在与地面水平位置相对静止的条件下与机器人产生相对运动，当类铲形拾取装置4的尖端到达人体躯干的胸部位置时，第一阶段工作完成。
当完成第一阶段工作后，电动滚筒16停止工作，长程电动推杆7、7’在控制信号作用下收缩，短程电动推杆5、5’继续伸展，同时机器人整体后退进行姿态调整，当中间过渡装置6和类铲形拾取装置4的输送带工作面呈共面状态即如图3所示状态时，机器人第二阶段位姿调整结束。电动滚筒16再次启动，同时机器人整体再次启动前进，伤员与机器人发生相对运动，当伤员头部到达中间过渡装置6的高端位置时，第二阶段工作完成。
第二阶段进行时，中程电动推杆9启动，中程电动推杆9的伸展变化，使人员安放装置8绕其前端电动滚筒46的固定轴旋转，使其尾部抬高至与中间过渡装置6的输送带几近共平面，这一过程在第二阶段工作完成前完成。当伤员由前两装置运送到人员安放装置8时，伤员能够平稳进入车厢，身体不发生弯曲，避免对伤员造成二次损伤。当伤员脚部进入到人员安放装置8后，第三阶段工作完成。
当第三阶段工作完成后，电动滚筒16、28、42、47停止工作。同时，长程电动推杆7、7’、中程电动推杆9和短程电动推杆5、5’收缩，使救援机器人收纳系统恢复如图1所示位姿，此时救援机器人收纳系统的收纳工作完成。
同理，当救援机器人将伤员运送到安全地带进行救治时，收纳从图1所示状态展开为图2所示状态，类铲形拾取装置4不是与地面接触，而是与担架或急救推车等救治装置的床面接触，剩下步骤与救援时的步骤相反，在传送带11、24、37共同作用下，伤员被转运到救治设备上。
类铲形拾取装置4所述的传送带11是一个闭环的内外两侧均挂胶的环形带，传送带11经过调节滚筒12、固定被动滚筒18、托辊17、电动滚筒16、尖端托辊21、托辊23构成循环。在预紧弹簧13的作用下，调节滚筒12在滑槽14内运动，始终保持传送带11与电动滚筒16接触，避免打滑，起到良好的动力传动效果。盖板20位于输送带11之上作为上工作面的主要承重部件，承载伤员进入收纳系统时的载荷。底板22位于类铲形拾取装置4的底部，用来封闭整套装置以避免环境异物，如石块、杂草、沙土等进入装置内部，影响装置的正常工作。
救援机器人附属系统属于救援机器人重要辅助功能装置，本发明的救援机器人辅助系统包括障碍清除装置103和多功能执行手臂系统104，如图8—图20所示。
当救援机器人接近伤员107时，智能控制系统自动收集伤员107所处的周围环境信息，综合机器人自身运行姿态，预估伤员107营救方案，并发送到远程控制端，由操作人员进行决策，并制定伤员救援策略。
当操作人员通过救援机器人自带的传感系统或图像采集模块发现伤员107周围存在凸起土块、沙石105和其它杂物等阻碍收纳系统102进行伤员107拾取工作时，通过远程控制平台控制障碍清除装置103由高位做旋转动作如图8所示，使属具108与地面接触，通过接触式传感器反馈的信号自动控制电机136停机，避免对马达造成堵转破坏，此时救援机器人整车后退，通过清障属具108平整地面，为收纳系统102拾取伤员107提供较好的地面环境。
障碍清除装置103为模块化设计，可以搭载不同类型和功能的属具108，图13为耙状属具125，适用于清除凸起土块、沙石105等硬质块状障碍物；图14为刀状属具126，适用于清除荆棘、植物枝干、织网以及钢丝网等缠绕物，刀状属具126可以根据实际情况改变刀片127数量与位置以满足不同情况的使用要求。障碍清除装置103中的耙状属具125或刀状属具126通过螺栓与两个阶梯轴134的固定联接，其中，左侧阶梯轴134一端与长柄138属具的定位安装孔139通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座135，通过弹性联轴器137与电机136固定连接，电机136与救援机器人车架2固定连接；右侧阶梯轴134一端与长柄138属具的定位安装孔139通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座135，然后用开口销穿过开口销安装孔140限制阶梯轴134的轴向移动。需要平整路面时，电机136旋转，带动阶梯轴134以及与其连接的清障属具108(包括耙状属具125和刀状属具126)摆动到与地面相接触，当救援机器人反复前进或后退之后，完成路面平整工作。完成后，电机136反向旋转，耙状属具125或刀状属具126复位到初始位置。
如图12所示，执行末端113由减速电机118、减速电机固定座124、直齿圆柱齿轮119、直齿齿条120、机械夹钳211、机械剪钳212、弹簧123组成。减速电机118通过螺钉固定于减速电机固定座124上，直齿圆柱齿轮119与减速电机118的输出轴连接固定。直齿齿条120与直齿圆柱齿轮119啮合并可在减速电机固定座124的导向槽内水平滑动。机械剪钳122的剪钳固定孔座133通过螺栓与直齿齿条120的一端连接固定，实现与其同步运动。机械剪钳122与机械夹钳121相贴合，机械剪钳122上的导向柱131可在夹钳导向槽129内直线滑动，同时机械夹钳121上的夹钳弹簧挂钩128可在剪钳导向槽130内直线相向直线滑动。弹簧123一端钩挂于钳弹簧挂钩128，一端钩挂于剪钳弹簧挂钩132上，在初始时刻弹簧存在压缩预紧力。
执行末端113的减速电机固定座124通过螺栓与斜齿齿条111连接固定，斜齿齿条111在电机座114上的导向槽内可垂直滑动。蜗轮蜗杆减速马达112通过螺栓与电机座114连接固定，斜齿圆柱齿轮115通过固定于蜗轮蜗杆减速马达112上并与斜齿齿条111相啮合。
当伤员107头部、后背处于凹地内，类铲形拾取装置4无法插入伤员107身体下部或者会对伤员107造成损伤，此时需要将伤员107拖至平整路面或者将伤员107头部悬空。导杆式电动缸直线移动，带动电机座114、蜗轮蜗杆减速马达112、斜齿齿条111、斜齿圆柱齿轮115和执行末端113向车前方伸出，当执行末端113位于伤员107胸部上端时停机。此时，蜗轮蜗杆减速马达112开机启动带动与其连接的斜齿圆柱齿轮115旋转，进而带动斜齿齿条111向下运动。由于弹簧23存在一定的压缩预紧力作用，所以执行末端113的机械夹钳121能够贴合伤员107衣物，当执行末端113的属具108与伤员107的身体接触时，蜗轮蜗杆减速马达112停机(执行末端113的相对位姿状态如图18所示)。执行末端113开始工作，其上端减速电机118以一定速度带动直齿圆柱齿轮119旋转，两条直齿齿条120相对向中运动直至机械夹钳121将伤员107衣服加紧。此时蜗轮蜗杆减速马达112再次启动，其转向与开始时相反。当执行末端113夹取伤员107衣物上升至足够高度时(执行末端113的相对位姿状态如图19所示)，蜗轮蜗杆减速马达112停机。此时，救援机器人后退致使执行末端113拖拽伤员107至适合的地点开展后续的拾取工作。
当伤员107的身体上压盖了一些杂物106时，此时执行末端113会使用机械夹钳121来夹取杂物106并配合救援机器人的底盘运动将其放至到其它位置；当伤员107身上携带有背包、背囊、武器装备时，执行末端113根据实际情况使用机械剪钳122，当执行末端113继续向伤员107下降靠近时，作用在机械夹钳121和伤员107之间的接触力突破了弹簧123的预紧力作用，机械夹钳121被顶起，压力传感器和距离传感器感知信号变化，当机械剪钳122与背带接触时，执行末端113停止靠近动作，剪断装备的背带，防止装备、杂物进入影响收纳系统2的正常工作。
当救援机器人类铲形拾取装置4、中间过渡和输送装置6工作时，如图11所示，电机136开机带动属具旋转至低位C点，同时蜗轮蜗杆减速马达112开机，带动斜齿齿条111和执行末端113向下运动，到达B点位置后电机136和蜗轮蜗杆减速马达112停机。
当救援机器人完成伤员107的拾取工作后，类铲形拾取装置4、中间过渡输送装置6恢复图8所示位姿。电机136开机带动属具108旋转至高位D点，同时蜗轮蜗杆减速马达112开机，带动斜齿齿条111和执行末端113向上运动，到达A点位置后蜗轮蜗杆减速马达112停机，附属装置复位状态如图8所示。救援机器人在附属装置复位之后完成了全部现场救援工作，救援机器人运送伤员107驶离现场。
Claims (5)
1.一种复杂环境机器人救援系统，包括置于机器人车架(2)上的人员安放装置(8)，中间过渡输送装置(6)、类铲形拾取装置(4)、障碍清除装置和多功能执行手臂，所述的多功能执行手臂包括与机器人车架(2)固定联接的手臂主体以及设置在手臂主体末端的执行末端(113)；其特征在于，
类铲形拾取装置(4)的形状呈现铲形，其前端呈现尖角，后端呈现宽厚直角，其尖角端方便插入伤员和地面之间的缝隙；
类铲形拾取装置(4)通过铰接连接到中间过渡输送装置(6)的前端，短程电动推杆(5、5’)的后端铰接于中间过渡输送装置(6)上，前端铰接于设置在类铲形拾取装置(4)上的短程电动推杆下支座上，通过调整短程电动推杆(5、5’)的伸缩长度，调节类铲形拾取装置(4)与中间过渡输送装置(6)之间的夹角；
中间过渡输送装置(6)的后端与人员安放装置(8)通过铰接连接，长程电动推杆(7、7’)的后端铰接于设置在人员安放装置(8)上的长程电动推杆上支座上，前端铰接于设置在中间过渡输送装置(6)上的长程电动推杆下支座(32)上，通过调整长程电动推杆(7、7’)的伸缩长度，调整中间过渡输送装置(6)与人员安放装置(8)之间的夹角；
中程电动推杆(9)的一端铰接于机器人车架(2)上，另一端铰接于人员安放装置(8)的下部，中程电动推杆的伸展变化，使人员安放装置(8)绕其前端电动滚筒(46)的固定轴旋转，从而使人员安放装置(8)的尾部抬高；
人员安放装置(8)，中间过渡输送装置(6)及类铲形拾取装置(4)均设置有通过电动滚筒驱动的可以双向运动的传送带(11)，用于搬运和移动伤员；
所述的障碍清除装置，包括两端带有两个长柄(38)的属具，弹性联轴器(37)和电机(36)，其特征在于，属具的两个长柄(38)分别与两个阶梯轴(34)固定联接，其中，一侧的阶梯轴(34)一端与属具的一个长柄(38)的定位安装孔(39)通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座(35)，通过弹性联轴器(37)与电机(36)固定连接，电机(36)与机器人车架(2)固定连接；另一的侧阶梯轴(34)一端与属具的另一个长柄(38)的定位安装孔(39)通过螺丝固定连接，另一端穿过轴承座(35)，然后用开口销穿过开口销安装孔(40)限制阶梯轴(34)的轴向移动。
2.根据权利要求1所述的复杂环境机器人救援系统，其特征在于，所述的执行末端(113)包括减速电机固定座(124)，固定于减速电机固定座(124)上的减速电机(118)，直齿圆柱齿轮(119)、直齿齿条(120)、机械夹钳(121)、机械剪钳(122)、弹簧(123)；在减速电机固定座(124)上设置有导向槽，直齿圆柱齿轮(119)与减速电机(118)的输出轴连接固定；直齿齿条(120)与直齿圆柱齿轮(119)啮合并可在减速电机固定座(124)的导向槽内水平滑动；
所述的机械剪钳(122)通过剪钳固定孔座(133)固定连接在直齿齿条(120)的前端；在机械剪钳(122)上设置有剪钳导向槽(130)和导向柱(131)，机械夹钳(121)与机械剪钳(122)相贴合，其上设置有夹钳导向槽(129)，机械剪钳(122)上的导向柱(131)可在夹钳导向槽(129)内直线滑动，机械夹钳(121)上的夹钳弹簧挂钩(128)可在剪钳导向槽(130)内直线滑动；在机械剪钳(122)和机械夹钳(121)上均设置有挂钩，所述弹簧(123)的两端各钩挂于此两个挂钩上，在初始时刻弹簧存在压缩预紧力。
3.根据权利要求1所述的复杂环境机器人救援系统，其特征在于，所述的手臂主体包括斜齿齿条(111)、电机座(114)、蜗轮蜗杆减速马达(112)和导杆式电动缸(110)，执行末端(113)的减速电机固定座(124)与斜齿齿条(111)固定连接，斜齿齿条(111)在电机座(114)上的导向槽内可垂直滑动，电机座(114)与导杆式电动缸(110)铰接连接，导杆式电动缸(110)的缸体与机器人车架(2)固定联接，使电机座(114)、斜齿齿条(111)、减速电机固定座(124)和执行末端(113)与导杆式电动缸(110)同步运动，从而完成执行末端(113)水平伸缩运动；蜗轮蜗杆减速马达(112)与电机座(114)连接固定，斜齿圆柱齿轮(115)固定于蜗轮蜗杆减速马达(112)上并与斜齿齿条(111)相啮合；蜗轮蜗杆减速马达(112)开机启动带动与其连接的斜齿圆柱齿轮(115)旋转，进而带动斜齿齿条(111)上下运动。
4.根据权利要求1所述的复杂环境机器人救援系统，其特征在于，所述的类铲形拾取装置(4)的传送带(11)是闭环的内外两侧均挂胶的环形带，传送带(11)依次经过位于后端的电动滚筒(16)、位于前端的尖端托辊(21)、位于中部下方的中间托辊(23)后，再经过调节滚筒(12)、固定被动滚筒(18)、及后部托辊(17)构成循环；调节滚筒(12)位于滑槽(14)内，其一端与预紧弹簧(13)相连，并在预紧弹簧(13)的作用下，在滑槽(14)内运动，始终保持传送带(11)与电动滚筒(16)可靠接触。
5.根据权利要求1所述的复杂环境机器人救援系统，其特征在于，所述的属具为耙状属具(125)或刀状属具(126)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410553748.4A CN104354159B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 复杂环境机器人救援系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410553748.4A CN104354159B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 复杂环境机器人救援系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104354159A CN104354159A (zh) | 2015-02-18 |
| CN104354159B true CN104354159B (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=52521517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410553748.4A Expired - Fee Related CN104354159B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 复杂环境机器人救援系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104354159B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105091931B (zh) * | 2015-08-05 | 2017-07-14 | 广州杰赛科技股份有限公司 | 一种定向爆破方法、传感器及定向爆破装置 |
| CN107049669A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-08-18 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种无人救援运送系统 |
| CN107050708A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-08-18 | 苏州奇控机器人科技有限公司 | 一种消防救援机器人 |
| CN107671867A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-09 | 深圳市普渡科技有限公司 | 一种智能配送机器人 |
| CN108818546A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-16 | 上海电机学院 | 应急救援机器人 |
| CN110861064A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-06 | 广州大学 | 一种自动救护机器人 |
| CN112295134B (zh) * | 2020-10-13 | 2021-08-24 | 三峡大学 | 一种狭小空间救援装备及使用方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2778330Y (zh) * | 2005-04-05 | 2006-05-10 | 公安部上海消防研究所 | 消防救援机器人救援拖斗 |
| CN103083142A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-08 | 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 | 一种骨折伤员救援机器人 |
| CN103737572A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-23 | 中汽商用汽车有限公司(杭州) | 车载式特种作业机械手 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3944171B2 (ja) * | 2004-01-07 | 2007-07-11 | 株式会社テムザック | 双腕ロボット |
| US7719222B2 (en) * | 2006-03-30 | 2010-05-18 | Vecna Technologies, Inc. | Mobile extraction-assist robot |
| US8807619B2 (en) * | 2011-08-29 | 2014-08-19 | Michael Ray Miller | Remote controlled rescue vehicle |
| KR101300981B1 (ko) * | 2012-04-12 | 2013-08-27 | 이평환 | 인명구조 및 다용도 로봇 |
-
2014
- 2014-10-17 CN CN201410553748.4A patent/CN104354159B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2778330Y (zh) * | 2005-04-05 | 2006-05-10 | 公安部上海消防研究所 | 消防救援机器人救援拖斗 |
| CN103083142A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-05-08 | 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 | 一种骨折伤员救援机器人 |
| CN103737572A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-23 | 中汽商用汽车有限公司(杭州) | 车载式特种作业机械手 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104354159A (zh) | 2015-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104354159B (zh) | 复杂环境机器人救援系统 | |
| CN203435373U (zh) | 一种香蕉采摘装置 | |
| CN103444359A (zh) | 一种香蕉采摘装置及采摘方法 | |
| CN109463116B (zh) | 一种椰子采摘装置 | |
| CN110614622A (zh) | 一种智能果实采摘机器人及其实现方法 | |
| CN109328631A (zh) | 履带式菠萝采摘机 | |
| CN104354160B (zh) | 救援机器人附属装置 | |
| CN107555160A (zh) | 机械臂式全向移动抓取搬运机 | |
| CN108513807B (zh) | 一种环状双刀具半自动樱桃采摘机 | |
| CN103688657A (zh) | 一种用于自动采摘菠萝的装置和方法 | |
| CN109496563A (zh) | 一种水果采摘机器人 | |
| CN103081648A (zh) | 伸缩式林果采摘机械臂 | |
| CN104386505B (zh) | 救援机器人收纳系统 | |
| CN106612955B (zh) | 一种农用半自动水果采摘装置 | |
| CN109275415A (zh) | 菠萝采摘机 | |
| CN109479522A (zh) | 一种水果采摘机器人及其采摘方法 | |
| CN208523248U (zh) | 水果采摘机 | |
| CN207802862U (zh) | 一种带机械爪的修枝模块 | |
| CN112092550A (zh) | 一种适用于栖附、攀爬、抓取的飞行机器人及其控制方法 | |
| CN207328642U (zh) | 一种单电机驱动的仿生机器人 | |
| CN111066514B (zh) | 一种林木高空智能修枝装置及其使用方法 | |
| CN104354153B (zh) | 救援机器人用多功能执行手臂 | |
| CN204184947U (zh) | 救援机器人收纳系统 | |
| CN108651003A (zh) | 一种便携式单人苹果采摘装置及方法 | |
| CN109156164B (zh) | 一种苹果采摘机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160420 |