CN105252980B - 一种陆空两栖的应急救援侦查机器人及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及陆空两栖的应急救援侦查机器人及其用途,该机器人主要包括机身、机臂、旋翼、地面爬行轮、电机及传动轴保护壳,轮轴保护壳和地面控制器;四个电机分别设置在电机及传动系统保护壳内;四个机臂的一端通过固定件与机身四角相连,另一端与电机及传动系统保护壳相连接;四个旋翼分别设置在四个电机及传动系统保护壳的顶部;四个地面爬行轮设置在四个电机及传动系统保护壳的底部,地面爬行轮通过轮轴相连,轮轴穿过两个电机及传动系统保护壳。采用本发明可以实现经过空中快速到达目标地点后降落至地面关闭旋翼进入爬行模式,并由采集系统采集近地面危险气体的种类和浓度,并将数据传递给控制端,避免了旋翼对气流扰动的干扰,更能真实反映事故现场的情况。

Description

一种陆空两栖的应急救援侦查机器人及其用途
技术领域
本发明公开了一种陆空两栖的应急救援机器人,属于安全生产监控与应急救援技术领域。
背景技术
近年来化工类企业频发的重大安全事故对国家安全、环保以及人民生命财产带来了巨大的损失。化工行业的事故往往破坏力大,对现场毁坏较为严重,并且伴有爆炸、燃烧、危险气体泄漏、危险液体泄漏等严重灾害,事故现场地面设施破坏非常严重,情况复杂。而且抢险和救援时效性要求高,如不及时采取有效措施,会带来继发事故和次生灾害。因此,对石化事故的处理需要在短时间内做出快速的应急响应,尽最大努力迅速搜集事故现场参数、信息,制定相应救援方案,减少事故造成的损失,遏制事故的进一步恶化。
然而化工行业事故现场往往处于火灾、窒息、有毒、有害的环境中,事故现场救援人员往往无法第一时间进入,第一手数据难以迅速获得,因对事故现场侦查不够造成的救援不当导致事故扩大的案例并不鲜见,这正是应急救援工作的薄弱环节之一。
目前在安全生产监控与应急救援的无人机多为采用单一的空中侦查手段,由于螺旋桨的扰动、气流等因素,在空中采集的数据与地面的数据存在较大偏差。如在空中采集的危险气体成分、浓度数据都比地面低很多,会在一定程度上造成误判。同时,由于在空中观测地面情况时受到螺旋桨电机震动、气流干扰机身抖动等因素影响,会造成采集的视频数据分辨率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种陆空两栖的应急救援侦查机器人,可以在关键区域降落至地面,在地面采集现场危险气体和视频数据,提高了数据的准确性和有效性。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:
陆空两栖的应急救援侦查机器人,主要包括机身、机臂、旋翼、地面爬行轮、电机及传动轴保护壳,轮轴保护壳和地面控制器;
所述的机身包括飞行控制器、电子调速器、GPS系统、通信系统、图像采集系统、危险气体监测仪、电池;其中飞行控制器连接至电子调速器,电机同时连接至电子调速器和传动系统,传动系统连接轮轴和旋翼,轮轴连接至地面爬行轮,危险气体监测仪和采集系统均连接至通信系统;四个电机分别设置在电机及传动系统保护壳内。
四个机臂的一端通过固定件与机身四角相连,另一端与电机及传动系统保护壳相连接;四个旋翼分别设置在四个电机及传动系统保护壳的顶部;四个地面爬行轮设置在四个电机及传动系统保护壳的底部,地面爬行轮通过轮轴相连,轮轴穿过两个电机及传动系统保护壳,并在穿过的部位设置轮轴保护壳。
四个机臂采用碳纤维中空管材制成,电机的动力和控制线路从其中穿过。电机及传动系统保护壳采用碳纤维中空管材制成,电机及相关的传动系统布置在其内部;旋翼采用两对正反桨,正桨和反桨成对角线布置在电机及传动系统保护壳上方,并与传动系统相连;爬行轮采用轻质材料制成。
本发明的工作机理是:传动系统接受电机输出的动能,当机器人在空中飞行时传动系统与爬行轮断开,只将动量传递给旋翼;当机器人在地面爬行时,传动系统与旋翼断开,只将动量传递给地面爬行轮。从而实现经过空中飞行快速到达目标地点后降落至地面关闭旋翼进入爬行模式,并由采集系统采集近地面危险气体的种类和浓度,并将数据传递给控制端,避免了旋翼对气流扰动的干扰,更能真实反映事故现场的情况。
本发明可以对事故现场环境、危险气体泄漏程度进行陆空立体侦查,便于做出快速评估,实现对事故环境参数的动态传输,有利于指挥人员对事故现场最新环境参数和信息的掌握,提高事故监测和救援效率,便于开展科学、有效的应急救援。本申请还可用于日常生产的巡检,对厂区内环境进行实时监测,探测危险气体漏泄情况,把事故遏制在萌芽状态。
附图说明
图1 是本发明陆空两栖的应急救援机器人的正视图
图2 是图1的俯视图;
图3 是图1的左视图;
图4是机身主要部件的连接框图。
附图中主要标记的说明:1-机身;2-机臂;3-旋翼;4-地面爬行轮;5-电机及传递系统保护壳;6-轮轴保护壳。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
参照图1-3所示,陆空两栖的应急救援侦查机器人,主要包括机身1、机臂2、旋翼3、地面爬行轮4、电机及传动轴保护壳5,轮轴保护壳6和地面控制器。
所述的机身1包括飞行控制器、电子调速器、GPS系统、通信系统、采集系统、危险气体监测仪、电池。如图4所示,其中飞行控制器连接至电子调速器,电机同时连接至电子调速器和传动系统,传动系统连接轮轴和旋翼,并可实现在旋翼和轮轴之间切换。飞行控制器根据遥控指令向电子调速器发出指令调整电机转速;电子调速器根据飞行控制器的指令调整电机转速;通信系统用于接受控制指令、回传采集系统和危险气体监测仪的数据;GPS用于地理信息定位,辅助飞行控制器控制机器人的位置;采集系统用于采集现场光学资料;危险气体监测仪用于采集现场危险气体数据,并在每个采样点标记GPS地理信息,危险气体监测仪和采集系统均连接至通信系统;电池用于给机器人供电。
四个机臂2的一端通过固定件与机身四角相连,另一端与电机及传动系统保护壳5相连接。四个旋翼3分别设置在四个电机及传动系统保护壳5的顶部,能更好地控制整体的平衡性;四个地面爬行轮4设置在四个电机及传动系统保护壳的底部,地面爬行轮通过轮轴相连,轮轴穿过两个电机及传动系统保护壳,并在穿过的部位设置轮轴保护壳6。
四个电机分别设置在电机及传动系统保护壳5内,且分别与机身的电子调速器相连并接受控制信号,通过调整转速实现机器人在空中的飞行姿态控制和地面的爬行速度控制以及爬行和飞行模式的转换。
传动系统接受电机输出的动能,当机器人在空中飞行时传动系统与爬行轮断开,只将动量传递给旋翼;当机器人在地面爬行时,传动系统与旋翼断开,只将动能传递给地面爬行轮。从而实现经过空中飞行快速到达目标地点后降落至地面关闭旋翼进入爬行模式,并由采集系统采集近地面危险气体的种类和浓度,并将数据传递给控制端,避免了旋翼对气流扰动的干扰,更能真实反映事故现场的情况。
四个机臂2采用碳纤维中空管材制成,电机的动力和控制线路从其中穿过。电机及传动系统保护壳5采用碳纤维中空管材制成,电机及相关的传动系统布置在其内部。旋翼采用两对正反桨,正桨和反桨成对角线布置在电机及传动系统保护壳5上方,并与传动系统相连。爬行轮采用轻质材料制成。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案,凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.侦查机器人用于应急救援的用途,所述的侦查机器人是陆空两栖的应急救援侦查机器人,该陆空两栖的应急救援侦查机器人,主要包括机身、机臂、旋翼、地面爬行轮、电机及传动轴保护壳,轮轴保护壳和地面控制器;
四个电机分别设置在电机及传动系统保护壳内;四个机臂的一端通过固定件与机身四角相连,另一端与电机及传动系统保护壳相连接;四个旋翼分别设置在四个电机及传动系统保护壳的顶部;四个地面爬行轮设置在四个电机及传动系统保护壳的底部,地面爬行轮通过轮轴相连,轮轴穿过两个电机及传动系统保护壳;
所述的机身包括飞行控制器、电子调速器、GPS系统、通信系统、图像采集系统、危险气体监测仪、电池;其中飞行控制器连接至电子调速器,电机同时连接至电子调速器和传动系统,传动系统连接轮轴和旋翼,轮轴连接至地面爬行轮,危险气体监测仪和采集系统均连接至通信系统;
在轮轴穿过两个电机及传动系统保护壳的部位设置轮轴保护壳;
四个机臂采用碳纤维中空管材制成,电机的动力和控制线路从其中穿过;
电机及传动系统保护壳采用碳纤维中空管材制成;
旋翼采用两对正反桨,正桨和反桨成对角线布置在电机及传动系统保护壳上方,并与传动系统相连;爬行轮采用轻质材料制成;
其特征在于,传动系统接受电机输出的动能,当机器人在空中飞行时传动系统与爬行轮断开,只将动能传递给旋翼;当机器人在地面爬行时,传动系统与旋翼断开,只将动能传递给地面爬行轮,从而实现经过空中飞行快速到达目标地点后降落至地面关闭旋翼进入爬行模式,并由采集系统采集近地面危险气体的种类和浓度,并将数据传递给控制端。
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