CN105344038B - 一种多功能爬绳救援机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及救援机器人技术领域，公开了一种多功能爬绳救援机器人，包括主动齿轮、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件、滚轮组件、卷绕绳、驱动电机、电机驱动电路、主控模块和遥控模块，所述主动齿轮、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件和滚轮组件依次排列，所述驱动电机通过驱动轴与主动齿轮连接，所述电机驱动电路与驱动电机连接，所述主控模块与电机驱动电路连接，所述遥控模块与主控模块无线连接。本发明的救援机器人可以携带逃生工具、安装电子探测设备，进入危险地域，并且受人远程控制，能快速完成任务。
Description
技术领域
本发明涉及救援机器人技术领域，更具体地说，特别涉及一种多功能爬绳救援机器人。
背景技术
全国每年因火灾而造成的经济损失和人员伤亡逐渐增加，火灾发生时许多人员被困于阳台无法逃生，有的困于楼顶无法逃生。而许多火灾中困于阳台的人，最终不得不选择跳楼的方式，来赌回那脆弱的生命，而结果却给许多家庭留下痛苦的回忆。火灾发生的地点一般为人口密集的地方，交通拥挤，这又给消防队带来了极大的阻碍，许多被困于火灾中的人，把生存的希望全压在了消防队那里，而经过漫长的等待，换来的却是眼前的一片渺茫。当消防队到来，本有一丝的希望，却又因为没有营救工具而又继续把生命赌在跳楼的方法上。传统的救人方法为使用云梯或是搭梯子救人，许多情况下因为云梯太大和火灾地点限制而无法到达，搭梯子救人又得先灭火或是只能救低楼层的人。所以，研发火灾救援中一种快速救人的工具具有重大的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在火灾救援中快速地给被困于火灾的人输送逃生工具或是直接营救人的多功能爬绳救援机器人。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多功能爬绳救援机器人，包括主动齿轮、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件、滚轮组件、卷绕绳、驱动电机、电机驱动电路、主控模块和遥控模块，所述主动齿轮、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件和滚轮组件依次排列，所述驱动电机通过驱动轴与主动齿轮连接，所述电机驱动电路与驱动电机连接，所述主控模块与电机驱动电路连接，所述遥控模块与主控模块无线连接；
所述第一从动齿轮组件包括第一从动齿轮和第二从动齿轮；所述第二从动齿轮组件包括第三从动齿轮、第四从动齿轮和第五从动齿轮；所述滚轮组件包括第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮和第四滚轮；
所述第一从动齿轮和第二从动齿轮均与主动齿轮相啮合；所述第三从动齿轮和第四从动齿轮均与第一从动齿轮相啮合；所述第四从动齿轮和第五从动齿轮均与第二从动齿轮相啮合；
所述第三从动齿轮上安装有第一卷绕盘，所述第四从动齿轮安装有第二卷绕盘，所述第五从动齿轮上安装有第三卷绕盘；
所述卷绕绳依次绕过第一滚轮、第一卷绕盘、第二滚轮、第二卷绕盘、第三滚轮、第三卷绕盘和第四滚轮。
优选地，所述卷绕绳由三根尼龙绳撮合于一体。
优选地，所述卷绕绳为钢丝绳。
优选地，第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮、第四滚轮、第一卷绕盘、第二卷绕盘和第三卷绕盘的外表面均设有条纹。
优选地，所述电机驱动电路采用双继电器双路分选接法的驱动电路。
优选地，所述主控模块采用型号为AT89C2051的单片机。
优选地，所述遥控模块为PT2262或PT2272无线专用收发模块。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的救援机器人可以携带逃生工具、安装电子探测设备，进入危险地域，并且受人远程控制，能快速完成任务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述多功能爬绳救援机器人的结构示意图。
图2是本发明所述多功能爬绳救援机器人中控制系统的框架图。
图3是本发明所述多功能爬绳救援机器人的控制系统中电机驱动电路和主控模块的电路图。
附图标记说明：1、主动齿轮，2、第一从动齿轮，3、第二从动齿轮，4、第三从动齿轮，5、第四从动齿轮，6、第五从动齿轮，7、第一卷绕盘，8、第二卷绕盘，9、第三卷绕盘，10、第一滚轮，11、第二滚轮，12、第三滚轮，13、第四滚轮，14、卷绕绳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明提供一种多功能爬绳救援机器人，包括主动齿轮1、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件、滚轮组件、卷绕绳14、驱动电机、电机驱动电路C、主控模块B和遥控模块A，主动齿轮1、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件和滚轮组件依次排列，驱动电机通过驱动轴与主动齿轮1连接，电机驱动电路C与驱动电机连接，主控模块B与电机驱动电路C连接，遥控模块A与主控模块B无线连接。
在本发明中，所述第一从动齿轮组件包括第一从动齿轮2和第二从动齿轮3；第二从动齿轮组件包括第三从动齿轮4、第四从动齿轮5和第五从动齿轮6；滚轮组件包括第一滚轮10、第二滚轮11、第三滚轮12和第四滚轮13。
在本发明中，所述第一从动齿轮2和第二从动齿轮3均与主动齿轮1相啮合；第三从动齿轮4和第四从动齿轮5均与第一从动齿轮2相啮合；第四从动齿轮5和第五从动齿轮6均与第二从动齿轮3相啮合。
在本发明中，所述第三从动齿轮4上安装有第一卷绕盘7，第四从动齿轮5安装有第二卷绕盘8，第五从动齿轮6上安装有第三卷绕盘9。
在本发明中，所述卷绕绳14依次绕过第一滚轮10、第一卷绕盘7、第二滚轮11、第二卷绕盘8、第三滚轮12、第三卷绕盘9和第四滚轮13。在动作时，所述的主动齿轮1转动，带动第一从动齿轮2和第二从动齿轮3同时转动，再由第一从动齿轮2和第二从动齿轮3同时带动第三从动齿轮4、第四从动齿轮5和第五从动齿轮6同时转动，由于主动齿轮1为动力源，第一从动齿轮2和第二从动齿轮3也位于主动齿轮1的同一侧，所以第一从动齿轮2和第二从动齿轮3的转动方向相同，同理其余的第三从动齿轮4、第四从动齿轮5和第五从动齿轮6的转向也相同。通过上面的绕绳方法，在卷绕绳14下面的重物即可拉紧绳子，增加了卷绕绳14与各轮子之间的摩擦力。
作为优选，为了增加摩擦力，所述卷绕绳14由三根尼龙绳撮合于一体或者卷绕绳14为钢丝绳。所述第一滚轮10、第二滚轮11、第三滚轮12、第四滚轮13、第一卷绕盘7、第二卷绕盘8和第三卷绕盘9的外表面均设有条纹。
为了减轻整个机器的重量，在控制系统上，采用集成电路和现成模块；为了降低电路在工作过程中的损耗，提高电机工作时的用电的效率，电机驱动电路C采用继电器来控制电机的转动。其原理如图3所示，该电机驱动电路C连接的主控模块B采用AT89C2051单片机，该单片机工作电压(2.7-6)V，范围大、适应性好、工作稳定、而且可编程、易于修改和调试电路的运行状态，单片机的P1口接遥控模块A，用于检测遥控电路接收到的信号，由单片机内部执行相应的指令从而控制电机不同的转向。遥控模块A为PT2262和PT2272无线专用收发模块，该模块的接收距离为100米以内，信号稳定，抗干扰能力强。
所述电机驱动电路C采用双继电器双路分选接法的驱动电路，相应指令与电机动作如表1所示。
表1
| 单片机输出指令 | 电机两端电平 | 电机运动情况 |
| 00 | 00 | 不转 |
| 01 | 01 | 正转 |
| 10 | 10 | 反转 |
| 11 | 11 | 不转 |
本发明的救援机器人的负载能力大小＝驱动电机的最大功率÷机器人匀速上爬速度。当机器人垂直上爬的速度为0.05m/s的时候，机器人的负载能力大小＝12/0.05＝240N，即约24千克的物体。
本发明的救援机器人主要用于火灾救援，煤矿救援，探险等重要场合。它可以携带逃生工具、安装电子探测设备，进入危险地域，并且受人远程控制，能快速完成任务。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多功能爬绳救援机器人，其特征在于：包括主动齿轮(1)、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件、滚轮组件、卷绕绳(14)、驱动电机、电机驱动电路(C)、主控模块(B)和遥控模块(A)，所述主动齿轮(1)、第一从动齿轮组件、第二从动齿轮组件和滚轮组件依次排列，所述驱动电机通过驱动轴与主动齿轮(1)连接，所述电机驱动电路(C)与驱动电机连接，所述主控模块(B)与电机驱动电路(C)连接，所述遥控模块(A)与主控模块(B)无线连接；
所述第一从动齿轮组件包括第一从动齿轮(2)和第二从动齿轮(3)；所述第二从动齿轮组件包括第三从动齿轮(4)、第四从动齿轮(5)和第五从动齿轮(6)；所述滚轮组件包括第一滚轮(10)、第二滚轮(11)、第三滚轮(12)和第四滚轮(13)；
所述第一从动齿轮(2)和第二从动齿轮(3)均与主动齿轮(1)相啮合；所述第三从动齿轮(4)和第四从动齿轮(5)均与第一从动齿轮(2)相啮合；所述第四从动齿轮(5)和第五从动齿轮(6)均与第二从动齿轮(3)相啮合；
所述第三从动齿轮(4)上安装有第一卷绕盘(7)，所述第四从动齿轮(5)安装有第二卷绕盘(8)，所述第五从动齿轮(6)上安装有第三卷绕盘(9)；
所述卷绕绳(14)依次绕过第一滚轮(10)、第一卷绕盘(7)、第二滚轮(11)、第二卷绕盘(8)、第三滚轮(12)、第三卷绕盘(9)和第四滚轮(13)。
2.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：所述卷绕绳(14)由三根尼龙绳撮合于一体。
3.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：所述卷绕绳(14)为钢丝绳。
4.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：第一滚轮(10)、第二滚轮(11)、第三滚轮(12)、第四滚轮(13)、第一卷绕盘(7)、第二卷绕盘(8)和第三卷绕盘(9)的外表面均设有条纹。
5.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：所述电机驱动电路(C)采用双继电器双路分选接法的驱动电路。
6.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：所述主控模块(B)采用型号为AT89C2051的单片机。
7.根据权利要求1所述的多功能爬绳救援机器人，其特征在于：所述遥控模块(A)为PT2262或PT2272无线专用收发模块。
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