CN105523100A - 一种可变形仿生搜救机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可变形仿生搜救机器人，属于智能机器人技术领域。本发明包括头部、一号步足、二号步足、三号步足、四号步足、腹部、支撑杆、传感器、躯干外壳、底板；头部安装在底板前端，一号步足、二号步足、三号步足、四号步足四对步足分别对称安装在底板周侧，腹部安装在底板上，躯干外壳安装在底板上，支撑杆、搜救传感器分别安装在躯干外壳上。本发明机器人用于消防领域，可在火灾、地震等人类无法进入的复杂环境进行搜救工作，功能显著；机器人进行蜘蛛形态仿生，驱动灵活，实用性强；步足可适应多种路面环境，保持高效行进；安装多种传感器及摄影设备，实现智能控制，科技含量高；机械创新性强，推广价值高。
Description
技术领域
本发明涉及一种可变形仿生搜救机器人，属于智能机器人技术领域。
背景技术
当下台风海啸、矿井矿难、突发火灾及地震等灾害频发，危机人类生命财产安全，而在灾害第一时间，消防人员由于种种原因不能第一时间进入灾害现场，给消防营救带来的巨大困难。针对这种困难，消防部门研发了多种搜救设备。现有的搜救设备智能化程度不高，而仅有的搜救机器人多采用履带式，其越障能力有限，且行进效率差，控制不灵活，在搜救能力上也受到功能限制，仍无法达到理想要求，可优化空间大。
发明内容
本发明的目的是提供一种可变形仿生搜救机器人，以仿生蜘蛛形态加上可进行轮式和攀爬式形态相互转换的步足设计以提高行进效率，多功能搜救设备的安装用于适应多种搜救环境，提高搜救成功率。
本发明按以下技术方案实现：一种可变形仿生搜救机器人，包括头部1、一号步足2、二号步足3、三号步足4、四号步足5、腹部6、支撑杆7、传感器8、躯干外壳9、底板10；头部1安装在底板10前端，一号步足2、二号步足3、三号步足4、四号步足5四对步足分别对称安装在底板10周侧，腹部6安装在底板10上，躯干外壳9安装在底板10上，支撑杆7、搜救传感器8分别安装在躯干外壳9上，三号步足4包括触地足部Ⅰ11、支撑腿Ⅰ12、伸长液压杆Ⅰ13、转向关节Ⅰ14、小腿折叠机构Ⅰ15、躯干连接件Ⅰ16、整体转向器Ⅰ17、大腿折叠机构Ⅰ18、连接大腿Ⅰ19；躯干连接件Ⅰ16安装在底板10上，整体转向器Ⅰ17安装在躯干连接件Ⅰ16上，大腿折叠机构Ⅰ18一端安装在整体转向器Ⅰ7上，另一端与连接大腿Ⅰ19一端连接，转向关节Ⅰ14安装在连接大腿Ⅰ19另一端上，小腿折叠机构Ⅰ15一端安装在转向关节Ⅰ14上，小腿折叠机构Ⅰ15另一端与连接大腿Ⅰ19连接，伸长液压杆Ⅰ13一端与转向关节Ⅰ14连接，另一端安装在支撑腿Ⅰ12上，触地足部Ⅰ11安装在支撑腿Ⅰ12上，四号步足5包括整体转向器Ⅱ20、躯干连接件Ⅱ21、大腿折叠机构Ⅱ22、连接大腿Ⅱ23、小腿折叠机构Ⅱ24、功能轮组25、转向关节Ⅱ26、连接小腿27、减震机构28、支撑腿Ⅱ29、触地足部Ⅱ30；躯干连接件Ⅱ21安装在机器人底板10上，整体转向器Ⅱ20安装在躯干连接件Ⅱ21上，大腿折叠机构Ⅱ22一端安装在整体转向器Ⅱ20上，另一端与连接大腿Ⅱ23连接，转向关节Ⅱ26安装在连接大腿Ⅱ23上，小腿折叠机构Ⅱ24一端安装在转向关节Ⅱ26上，另一端与连接大腿Ⅱ23连接，功能轮组25安装在转向关节Ⅱ26上，连接小腿27一端安装在转向关节Ⅱ26上，另一端安装在支撑腿Ⅱ29上，减震机构28安装在连接小腿27上，触地足部Ⅱ30安装在支撑腿Ⅱ29上，一号步足2包括触地足部Ⅲ31、支撑腿Ⅲ32、整体转向器Ⅲ33、躯干连接件Ⅲ34、大腿折叠机构Ⅲ35、连接大腿Ⅲ36、摄像云台37、转向关节Ⅲ38、小腿折叠机构Ⅲ39、伸长液压杆Ⅱ40、搜救机械手41；躯干连接件Ⅲ34安装在机器人底板10上，整体转向器Ⅲ33安装在躯干连接件Ⅲ34上，大腿折叠机构Ⅲ35一端安装在整体转向器Ⅲ33上，另一端与连接大腿Ⅲ36连接，转向关节Ⅲ38安装在连接大腿Ⅲ36上，小腿折叠机构Ⅲ39一端安装在转向关节Ⅲ38上，另一端与连接大腿Ⅲ36连接，摄影云台37安装在转向关节Ⅲ38上，伸长液压杆Ⅱ40一端安装在转向关节Ⅲ38上，另一端安装在支撑腿Ⅲ32上，搜救机械手41安装在支撑腿Ⅲ32上，触地足部Ⅲ31安装在支撑腿Ⅲ32上。
一种可变形仿生搜救机器人的工作原理为：二号步足3结构与三号步足4结构相同，安装在机器人底板10周侧的一号步足2、二号步足3、三号步足4、四号步足5四对步足可协调工作仿生蜘蛛行进动作，使其在崎岖复杂路面自由行进；其中二号步足3和四号步足5两对步足分别安装功能轮组，使其在液压杆控制下变形成为轮式形态，使机器人可以在平坦路面以轮式前进，提高行进效率；一号步足2上安装有摄影云台37和搜救机械手41，可以实现机器人搜救过程中的实时监控及障碍搬运及抓取工作；同时，机器人安装有搜救支撑杆7，可在狭小危险环境进行墙面支撑工作，保障搜救顺利进行；机器人可根据情况需要在腹部6安装其他搜救设备，提高搜救效率。
本发明具有以下有益效果：
1、机器人用于消防领域，可在火灾、地震等人类无法进入的复杂环境进行搜救工作，功能显著；
2、机器人进行蜘蛛形态仿生，驱动灵活，实用性强；
3、步足可进行蜘蛛形态和轮式形态相互变形，适应多种路面环境，保持高效行进；
4、安装多种传感器及摄影设备，实现智能控制，科技含量高；
5、机械创新性强，推广价值高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的三号步足结构示意图；
图3为本发明的四号步足结构示意图；
图4为本发明的一号步足结构示意图。
图中各标号为：1：头部、2：一号步足、3：二号步足、4：三号步足、5：四号步足、6：腹部、7：支撑杆、8：传感器、9：躯干外壳、10：底板、11：触地足部Ⅰ、12：支撑腿Ⅰ、13：伸长液压杆Ⅰ、14：转向关节Ⅰ、15：小腿折叠机构Ⅰ、16：躯干连接件Ⅰ、17：整体转向器Ⅰ、18：大腿折叠机构Ⅰ、19：连接大腿Ⅰ、20：整体转向器Ⅱ、21：躯干连接件Ⅱ、22：大腿折叠机构Ⅱ、23：连接大腿Ⅱ、24：小腿折叠机构Ⅱ、25：功能轮组、26：转向关节Ⅱ、27：连接小腿、28：减震机构、29：支撑腿Ⅱ、30：触地足部Ⅱ、31：触地足部Ⅲ、32：支撑腿Ⅲ、33：整体转向器Ⅲ、34：躯干连接件Ⅲ、35：大腿折叠机构Ⅲ、36：连接大腿Ⅲ、37：摄像云台、38：转向关节Ⅲ、39：小腿折叠机构Ⅲ、40：伸长液压杆Ⅱ、41：搜救机械手。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-4所示，一种可变形仿生搜救机器人，包括头部1、一号步足2、二号步足3、三号步足4、四号步足5、腹部6、支撑杆7、传感器8、躯干外壳9、底板10；头部1安装在底板10前端，一号步足2、二号步足3、三号步足4、四号步足5四对步足分别对称安装在底板10周侧，腹部6安装在底板10上，躯干外壳9安装在底板10上，支撑杆7、搜救传感器8分别安装在躯干外壳9上，三号步足4包括触地足部Ⅰ11、支撑腿Ⅰ12、伸长液压杆Ⅰ13、转向关节Ⅰ14、小腿折叠机构Ⅰ15、躯干连接件Ⅰ16、整体转向器Ⅰ17、大腿折叠机构Ⅰ18、连接大腿Ⅰ19；躯干连接件Ⅰ16安装在底板10上，整体转向器Ⅰ17安装在躯干连接件Ⅰ16上，大腿折叠机构Ⅰ18一端安装在整体转向器Ⅰ7上，另一端与连接大腿Ⅰ19一端连接，转向关节Ⅰ14安装在连接大腿Ⅰ19另一端上，小腿折叠机构Ⅰ15一端安装在转向关节Ⅰ14上，小腿折叠机构Ⅰ15另一端与连接大腿Ⅰ19连接，伸长液压杆Ⅰ13一端与转向关节Ⅰ14连接，另一端安装在支撑腿Ⅰ12上，触地足部Ⅰ11安装在支撑腿Ⅰ12上，四号步足5包括整体转向器Ⅱ20、躯干连接件Ⅱ21、大腿折叠机构Ⅱ22、连接大腿Ⅱ23、小腿折叠机构Ⅱ24、功能轮组25、转向关节Ⅱ26、连接小腿27、减震机构28、支撑腿Ⅱ29、触地足部Ⅱ30；躯干连接件Ⅱ21安装在机器人底板10上，整体转向器Ⅱ20安装在躯干连接件Ⅱ21上，大腿折叠机构Ⅱ22一端安装在整体转向器Ⅱ20上，另一端与连接大腿Ⅱ23连接，转向关节Ⅱ26安装在连接大腿Ⅱ23上，小腿折叠机构Ⅱ24一端安装在转向关节Ⅱ26上，另一端与连接大腿Ⅱ23连接，功能轮组25安装在转向关节Ⅱ26上，连接小腿27一端安装在转向关节Ⅱ26上，另一端安装在支撑腿Ⅱ29上，减震机构28安装在连接小腿27上，触地足部Ⅱ30安装在支撑腿Ⅱ29上，一号步足2包括触地足部Ⅲ31、支撑腿Ⅲ32、整体转向器Ⅲ33、躯干连接件Ⅲ34、大腿折叠机构Ⅲ35、连接大腿Ⅲ36、摄像云台37、转向关节Ⅲ38、小腿折叠机构Ⅲ39、伸长液压杆Ⅱ40、搜救机械手41；躯干连接件Ⅲ34安装在机器人底板10上，整体转向器Ⅲ33安装在躯干连接件Ⅲ34上，大腿折叠机构Ⅲ35一端安装在整体转向器Ⅲ33上，另一端与连接大腿Ⅲ36连接，转向关节Ⅲ38安装在连接大腿Ⅲ36上，小腿折叠机构Ⅲ39一端安装在转向关节Ⅲ38上，另一端与连接大腿Ⅲ36连接，摄影云台37安装在转向关节Ⅲ38上，伸长液压杆Ⅱ40一端安装在转向关节Ⅲ38上，另一端安装在支撑腿Ⅲ32上，搜救机械手41安装在支撑腿Ⅲ32上，触地足部Ⅲ31安装在支撑腿Ⅲ32上。
Claims (1)
1.一种可变形仿生搜救机器人，其特征在于：包括头部（1）、一号步足（2）、二号步足（3）、三号步足（4）、四号步足（5）、腹部（6）、支撑杆（7）、传感器（8）、躯干外壳（9）、底板（10）；头部（1）安装在底板（10）前端，一号步足（2）、二号步足（3）、三号步足（4）、四号步足（5）四对步足分别对称安装在底板（10）周侧，腹部（6）安装在底板（10）上，躯干外壳（9）安装在底板（10）上，支撑杆（7）、搜救传感器（8）分别安装在躯干外壳（9）上，三号步足（4）包括触地足部Ⅰ（11）、支撑腿Ⅰ（12）、伸长液压杆Ⅰ（13）、转向关节Ⅰ（14）、小腿折叠机构Ⅰ（15）、躯干连接件Ⅰ（16）、整体转向器Ⅰ（17）、大腿折叠机构Ⅰ（18）、连接大腿Ⅰ（19）；躯干连接件Ⅰ（16）安装在底板（10）上，整体转向器Ⅰ（17）安装在躯干连接件Ⅰ（16）上，大腿折叠机构Ⅰ（18）一端安装在整体转向器Ⅰ（7）上，另一端与连接大腿Ⅰ（19）一端连接，转向关节Ⅰ（14）安装在连接大腿Ⅰ（19）另一端上，小腿折叠机构Ⅰ（15）一端安装在转向关节Ⅰ（14）上，小腿折叠机构Ⅰ（15）另一端与连接大腿Ⅰ（19）连接，伸长液压杆Ⅰ（13）一端与转向关节Ⅰ（14）连接，另一端安装在支撑腿Ⅰ（12）上，触地足部Ⅰ（11）安装在支撑腿Ⅰ（12）上，四号步足（5）包括整体转向器Ⅱ（20）、躯干连接件Ⅱ（21）、大腿折叠机构Ⅱ（22）、连接大腿Ⅱ（23）、小腿折叠机构Ⅱ（24）、功能轮组（25）、转向关节Ⅱ（26）、连接小腿（27）、减震机构（28）、支撑腿Ⅱ（29）、触地足部Ⅱ（30）；躯干连接件Ⅱ（21）安装在机器人底板（10）上，整体转向器Ⅱ（20）安装在躯干连接件Ⅱ（21）上，大腿折叠机构Ⅱ（22）一端安装在整体转向器Ⅱ（20）上，另一端与连接大腿Ⅱ（23）连接，转向关节Ⅱ（26）安装在连接大腿Ⅱ（23）上，小腿折叠机构Ⅱ（24）一端安装在转向关节Ⅱ（26）上，另一端与连接大腿Ⅱ（23）连接，功能轮组（25）安装在转向关节Ⅱ（26）上，连接小腿（27）一端安装在转向关节Ⅱ（26）上，另一端安装在支撑腿Ⅱ（29）上，减震机构（28）安装在连接小腿（27）上，触地足部Ⅱ（30）安装在支撑腿Ⅱ（29）上，一号步足（2）包括触地足部Ⅲ（31）、支撑腿Ⅲ（32）、整体转向器Ⅲ（33）、躯干连接件Ⅲ（34）、大腿折叠机构Ⅲ（35）、连接大腿Ⅲ（36）、摄像云台（37）、转向关节Ⅲ（38）、小腿折叠机构Ⅲ（39）、伸长液压杆Ⅱ（40）、搜救机械手（41）；躯干连接件Ⅲ（34）安装在机器人底板（10）上，整体转向器Ⅲ（33）安装在躯干连接件Ⅲ（34）上，大腿折叠机构Ⅲ（35）一端安装在整体转向器Ⅲ（33）上，另一端与连接大腿Ⅲ（36）连接，转向关节Ⅲ（38）安装在连接大腿Ⅲ（36）上，小腿折叠机构Ⅲ（39）一端安装在转向关节Ⅲ（38）上，另一端与连接大腿Ⅲ（36）连接，摄影云台（37）安装在转向关节Ⅲ（38）上，伸长液压杆Ⅱ（40）一端安装在转向关节Ⅲ（38）上，另一端安装在支撑腿Ⅲ（32）上，搜救机械手（41）安装在支撑腿Ⅲ（32）上，触地足部Ⅲ（31）安装在支撑腿Ⅲ（32）上。
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