CN105965525B - 拼装式攀爬搜救机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拼装式攀爬搜救机器人，属于机器人，其结构包括调节电机、行走机构、机械手臂和摄像头，行走机构包括两套，前后两套行走机构之间通过万向节连接，每套行走机构分别包括外侧固定板、内侧固定板、传动杆、动板、工字型支撑架、支撑杆和缓冲运动组合，外侧固定板和内侧固定板分别设置在传动杆的两端，每个传动杆上分别设置有一个动板，每个动板与内侧固定板之间分别通过工字型支撑架和支撑杆与缓冲运动组合相连，调节电机与后部的行走机构的传动杆相连。本发明具有能够帮助工作人员执行救援工作，代替工作人员执行搜救任务，能够准确探知被困人员的情况，为被困人员提供急用药物、水、食物、通讯设备及简单自救工具等特点。

Description

拼装式攀爬搜救机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是一种拼装式攀爬搜救机器人。

背景技术

自然灾害如地震、火灾、洪水严重威胁着人类的安全，引起了人们广泛关注。将机器人技术、营救行动技术、灾难学等多学科知识有机融合，研制与开发用于搜寻和营救的灾难救援装置，是机器人学研究中一个富有挑战性的新领域。

由于地震后存在易二次倒塌建筑物的现场，施救人员无法深入进行侦察或施救，人们急于探知灾难现场的内部险情，但又无法接近或进入灾难现场。被困人员好多天得不充食物和水，会增加人员的伤亡，降低救援的效率。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种拼装式攀爬搜救机器人，该拼装式攀爬搜救机器人具有可以有效地提高救援的效率和减少被困人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，能够准确探知被困人员的情况，为被困人员提供急用药物、水、食物、通讯设备及简单自救工具，使被困人员能坚持到救援人员到来或自救的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括调节电机、行走机构、机械手臂和摄像头，所述的行走机构包括两套，且前后对称设置，前后两套行走机构之间通过万向节连接，所述的调节电机与后部的行走机构相连，所述的机械手臂设置在前部的行走机构上，所述的机械手臂上设置有摄像头，每套行走机构分别包括外侧固定板、内侧固定板、传动杆、动板、工字型支撑架、支撑杆和缓冲运动组合，所述的传动杆、工字型支撑架和缓冲运动组合分别包括4个，所述的外侧固定板和内侧固定板分别设置在传动杆的两端，且4个传动杆分别设置在外侧固定板和内侧固定板的四个边中部，外侧固定板和内侧固定板之间的每个传动杆上分别设置有一个动板，所述的动板与传动杆通过螺纹连接，每个动板与内侧固定板之间分别通过工字型支撑架和支撑杆与缓冲运动组合相连，内侧固定板通过通过螺丝与工字型支撑架下端连接，工字型支撑架的上端通过螺丝与缓冲运动组合连接，工字型支撑架的中部通过螺丝与支撑杆的中部铰接，支撑杆分别位于工字型支撑架的两端，支撑杆的上端通过螺丝与缓冲运动组合铰接，下端通过螺丝与动板铰接，所述的调节电机包括4个，每个调节电机分别与后部的行走机构的传动杆相连，所述的机械手臂设置在前部的行走机构的外侧固定板上。

所述的缓冲运动组合包括缓冲组合、小支撑板、侧板、行走电机、主动轮、从动轮和皮带，所述的主动轮和从动轮之间设置有皮带，主动轮和从动轮的两端分别通过侧板相连，所述的行走电机设置在其中一个侧板上，并与主动轮相连，每个侧板下部内侧分别铰接有小支撑板，小支撑板与缓冲组合相连，所述的缓冲组合包括缓冲底板、光杆、滑块、弹簧和限位块，所述的光杆和滑块包括两个，每个光杆的两端分别穿过两个滑块与缓冲底板相固定，两个滑块与底板之间的光杆上分别设置有弹簧，弹簧的一端紧贴缓冲底板的内壁，另一端紧贴滑块，所述的限位块设置在底板上，其两端分别贴紧两个滑块的内侧面，两个侧板下部的小支撑板分别与两个滑块相铰接。

所述的限位块焊接在缓冲底板上。

每个所述的传动杆分别包括丝杆、内齿轮套管和螺母，所述的内齿轮套管内部设置有内齿轮，外部设置有螺纹，所述的丝杆的端部设置有丝杆直齿轮，内齿轮套管内部的内齿轮与丝杆上的丝杆直齿轮以及万向节上的万向节直齿轮相配合，将内齿轮套管套入到丝杆上并且穿过丝杆直齿轮将万向节直齿轮卡入，螺母与内齿轮套管的螺纹相配合拧紧。

所述的机械手臂包括机械手臂底板、第一节手臂、第一舵机、第二节手臂、第二舵机、第三节手臂、第三舵机、L型铁、第四舵机、主动机械手抓和被动机械手抓，所述的机械手臂底板与前部的行走机构上的外侧固定板相固定，所述的第一节手臂底部通过第一舵机与机械手臂底板相铰接，第一节手臂的顶部设置有第二舵机，第二舵机与第二节手臂底部相铰接，第二节手臂的顶部设置有第三舵机，第三舵机与第三节手臂的底部相铰接，第三节手臂的顶部设置有L型铁，所述的第四舵机固定在L型铁的上部，且第四舵机的轴穿过L型铁与主动机械手抓相连，被动机械手抓通过轴与L型铁铰接且与主动机械手抓相啮合，所述的摄像头设置在机械手臂底板上。

所述的摄像头包括两个，通过螺丝分别固定在机械手臂底板的两个角上。

本发明的拼装式攀爬搜救机器人和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：可以有效地提高救援的效率和减少被困人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，能够准确探知被困人员的情况，为被困人员提供急用药物、水、食物、通讯设备及简单自救工具，使被困人员能坚持到救援人员到来或自救等特点。

附图说明

附图1是拼装式攀爬搜救机器人的第一立体图；

附图2是拼装式攀爬搜救机器人的第二立体图；

附图3是拼装式攀爬搜救机器人的第三立体图；

附图4是缓冲运动组合的立体图；

附图5是缓冲组合的立体图；

附图6是缓冲运动组合去掉缓冲组合后的第一立体图；

附图7是缓冲运动组合去掉缓冲组合后的第二立体图；

附图8是机械手臂的立体图；

附图9是机械手臂的仰视图；

附图10是传动杆与万向节连接示意图；

附图标记说明：1、调节电机，2、摄像头，3、传动杆，31、丝杆，311、丝杆直齿轮，32、螺母，33、内齿轮套管，331、螺纹，332、内齿轮，4、外侧固定板，5、动板，6、内侧固定板，7、支撑杆，8、工字型支撑架，9、缓冲运动组合，91、缓冲组合，911、缓冲底板，912、光杆，913、滑块，914、弹簧，915、限位块，92、小支撑板，93、侧板，94、行走电机，95、主动轮，96、从动轮，97、皮带，10、万向节，101、万向节直齿轮，11、机械手臂，111、机械手臂底板，112、第一节手臂，113、第一舵机，114、第二节手臂，115、第二舵机，116、第三节手臂，117、第三舵机，118、L型铁，119、第四舵机，1110、主动机械手抓，1111、被动机械手抓。

具体实施方式

参照说明书附图1至附图10对本发明的拼装式攀爬搜救机器人作以下详细地说明。

本发明的拼装式攀爬搜救机器人，其结构包括调节电机1、行走机构、机械手臂11和摄像头2，所述的行走机构包括两套，且前后对称设置，前后两套行走机构之间通过万向节10连接，在转弯时方便行进，所述的调节电机1与后部的行走机构相连，所述的机械手臂11设置在前部的行走机构上，所述的机械手臂11上设置有摄像头2，每套行走机构分别包括外侧固定板4、内侧固定板6、传动杆3、动板5、工字型支撑架8、支撑杆7和缓冲运动组合9，所述的传动杆3、工字型支撑架8和缓冲运动组合9分别包括4个，所述的外侧固定板4和内侧固定板6分别设置在传动杆3的两端，且4个传动杆3分别设置在外侧固定板4和内侧固定板6的四个边中部，外侧固定板4和内侧固定板6之间的每个传动杆3上分别设置有一个动板5，所述的动板5与传动杆3通过螺纹连接，两套行走机构中的传动杆3上的螺纹方向相反，每个动板5与内侧固定板6之间分别通过工字型支撑架8和支撑杆7与缓冲运动组合9相连，内侧固定板6通过通过螺丝与工字型支撑架8下端连接，工字型支撑架8的上端通过螺丝与缓冲运动组合9连接，工字型支撑架8的中部通过螺丝与支撑杆7的中部铰接，支撑杆7分别位于工字型支撑架8的两端，支撑杆7的上端通过螺丝与缓冲运动组合9铰接，下端通过螺丝与动板5铰接，所述的调节电机1包括4个，每个调节电机1分别与后部的行走机构的传动杆3相连，所述的机械手臂11设置在前部的行走机构的外侧固定板4上。

所述的缓冲运动组合9包括缓冲组合91、小支撑板92、侧板93、行走电机94、主动轮95、从动轮96和皮带97，所述的主动轮95和从动轮96之间设置有皮带97，从动轮96包括4个，主动轮95和从动轮96的两端分别通过侧板93相连，所述的行走电机94设置在其中一个侧板93上，并与主动轮95相连，每个侧板93下部内侧分别铰接有小支撑板92，小支撑板92与缓冲组合91相连，所述的缓冲组合91包括缓冲底板911、光杆912、滑块913、弹簧914和限位块915，所述的光杆912和滑块913包括两个，每个光杆912的两端分别穿过两个滑块913与缓冲底板911相固定，两个滑块913与底板之间的光杆912上分别设置有弹簧914，弹簧914的一端紧贴缓冲底板911的内壁，另一端紧贴滑块913，所述的限位块915设置在底板上，在整个缓冲运动组合9不受外力的作用下，其两端分别贴紧两个滑块913的内侧面，起到了限位的作用，两个侧板93下部的小支撑板92分别与两个滑块913相铰接。设置有缓冲组合91，避免在行走时遇到障碍物，使缓冲组合91外部的皮带97等部件通过弹簧914的作用进行内移，起到缓冲的作用。

所述的限位块915焊接在缓冲底板911上。

每个所述的传动杆3分别包括丝杆31、内齿轮套管33和螺母32，所述的内齿轮套管33内部设置有内齿轮332，外部设置有螺纹331，所述的丝杆31的端部设置有丝杆直齿轮311，内齿轮套管33内部的内齿轮332与丝杆31上的丝杆直齿轮311以及万向节10上的万向节直齿轮101相配合，将内齿轮套管33套入到丝杆31上并且穿过丝杆直齿轮311将万向节直齿轮101卡入，螺母32与内齿轮套管33的螺纹331相配合拧紧。

所述的机械手臂11包括机械手臂底板111、第一节手臂112、第一舵机113、第二节手臂114、第二舵机115、第三节手臂116、第三舵机117、L型铁118、第四舵机119、主动机械手抓1110和被动机械手抓1111，所述的机械手臂底板111与前部的行走机构上的外侧固定板4相固定，所述的第一节手臂112底部通过第一舵机113与机械手臂底板111相铰接，第一节手臂112的顶部设置有第二舵机115，第二舵机115与第二节手臂114底部相铰接，第二节手臂114的顶部设置有第三舵机117，第三舵机117与第三节手臂116的底部相铰接，第三节手臂116的顶部设置有L型铁118，所述的第四舵机119固定在L型铁118的上部，且第四舵机119的轴穿过L型铁118与主动机械手抓1110相连，被动机械手抓1111通过轴与L型铁118铰接且与主动机械手抓1110相啮合，所述的摄像头2设置在机械手臂底板111上。

所述的摄像头2包括两个，通过螺丝分别固定在机械手臂底板111的两个角上。

当使用本发明的拼装式攀爬搜救机器人通过救援管道进行救援时，打开调节电机1，通过电机的电机轴使后部的行走机构的传动杆3旋转，通过万向节10的作用，从而带动前部的行走机构的传动杆3也一块旋转，传动杆3旋转，使与之螺纹连接的动板5沿传动杆3移动，动板5移动的同时，带动与之相连的支撑杆7下部向内侧固定板6靠拢，从而使工字型支撑架8和支撑杆7向外伸展，从而带动缓冲运动组合9向外移动至与救援管道内径相配合，此时关闭调节关机，通过机械手臂11前部的主动机械手抓1110和被动机械手抓1111夹住需要输送的物品，进入救援管道，通过摄像头2实时监测救援情况。

以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：包括调节电机、行走机构、机械手臂和摄像头，所述的行走机构包括两套，且前后对称设置，前后两套行走机构之间通过万向节连接，所述的调节电机与后部的行走机构相连，所述的机械手臂设置在前部的行走机构上，所述的机械手臂上设置有摄像头，每套行走机构分别包括外侧固定板、内侧固定板、传动杆、动板、工字型支撑架、支撑杆和缓冲运动组合，所述的传动杆、工字型支撑架和缓冲运动组合分别包括4个，所述的外侧固定板和内侧固定板分别设置在传动杆的两端，且4个传动杆分别设置在外侧固定板和内侧固定板的四个边中部，外侧固定板和内侧固定板之间的每个传动杆上分别设置有一个动板，所述的动板与传动杆通过螺纹连接，每个动板与内侧固定板之间分别通过工字型支撑架和支撑杆与缓冲运动组合相连，内侧固定板通过螺丝与工字型支撑架下端连接，工字型支撑架的上端通过螺丝与缓冲运动组合连接，工字型支撑架的中部通过螺丝与支撑杆的中部铰接，支撑杆分别位于工字型支撑架的两端，支撑杆的上端通过螺丝与缓冲运动组合铰接，下端通过螺丝与动板铰接，所述的调节电机包括4个，每个调节电机分别与后部的行走机构的传动杆相连，所述的机械手臂设置在前部的行走机构的外侧固定板上。

2.根据权利要求1所述的拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：所述的缓冲运动组合包括缓冲组合、小支撑板、侧板、行走电机、主动轮、从动轮和皮带，所述的主动轮和从动轮之间设置有皮带，主动轮和从动轮的两端分别通过侧板相连， 所述的行走电机设置在其中一个侧板上，并与主动轮相连，每个侧板下部内侧分别铰接有小支撑板，小支撑板与缓冲组合相连，所述的缓冲组合包括缓冲底板、光杆、滑块、弹簧和限位块，所述的光杆和滑块包括两个，每个光杆的两端分别穿过两个滑块与缓冲底板相固定，两个滑块与底板之间的光杆上分别设置有弹簧，弹簧的一端紧贴缓冲底板的内壁，另一端紧贴滑块，所述的限位块设置在底板上，其两端分别贴紧两个滑块的内侧面，两个侧板下部的小支撑板分别与两个滑块相铰接。

3.根据权利要求2所述的拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：所述的限位块焊接在缓冲底板上。

4.根据权利要求1所述的拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：每个所述的传动杆分别包括丝杆、内齿轮套管和螺母，所述的内齿轮套管内部设置有内齿轮，外部设置有螺纹，所述的丝杆的端部设置有丝杆直齿轮，内齿轮套管内部的内齿轮与丝杆上的丝杆直齿轮以及万向节上的万向节直齿轮相配合，将内齿轮套管套入到丝杆上并且穿过丝杆直齿轮将万向节直齿轮卡入，螺母与内齿轮套管的螺纹相配合拧紧。

5.根据权利要求1所述的拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：所述的机械手臂包括机械手臂底板、第一节手臂、第一舵机、第二节手臂、第二舵机、第三节手臂、第三舵机、L型铁、第四舵机、主动机械手抓和被动机械手抓，所述的机械手臂底板与前部的行走机构上的外侧固定板相固定，所述的第一节手臂底部通过第一舵机与机械手臂底板相铰接，第一节手臂的顶部设置有第二舵机，第二舵 机与第二节手臂底部相铰接，第二节手臂的顶部设置有第三舵机，第三舵机与第三节手臂的底部相铰接，第三节手臂的顶部设置有L型铁，所述的第四舵机固定在L型铁的上部，且第四舵机的轴穿过L型铁与主动机械手抓相连，被动机械手抓通过轴与L型铁铰接且与主动机械手抓相啮合，所述的摄像头设置在机械手臂底板上。

6.根据权利要求5所述的拼装式攀爬搜救机器人，其特征是：所述的摄像头包括两个，通过螺丝分别固定在机械手臂底板的两个角上。