CN107791256B - 仿蜘蛛型救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿蜘蛛型救援机器人，包括机身和上位机，所述机身上分布有多个用于移动的机械腿；还包括至少两把用于发射救援缆绳的缆枪及瞄准系统，每一所述缆枪均通过旋转盘转动连接在机身上，且缆枪与相应旋转盘之间设有用于调节缆枪仰角的仰角调节器；所述机身中设有用于驱动旋转盘旋转的驱动机构Ⅰ；所述瞄准系统包括处理器、图像传感器、镜头、激光测距仪和无线通信器；本发明在发生地震或者火灾时可进行高效救援。

Description

仿蜘蛛型救援机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种仿蜘蛛型救援机器人。

背景技术

随着国民经济的发展，结构复杂、人员密集的高层建筑和超高层建筑迅速增多。高层建筑火灾具有火势蔓延快、人员难以及时疏散、火灾扑救难度大、环境及高层建筑构造复杂使立体灭火和救援难以展开等特点，现在高层建筑灭火和救援主要靠消防队员内部施救，消防队员内部施救受楼层高和下行避难人员阻碍难以快速到位。机器人则是近代电子技术与传统机械结构学相结合的产物，是计算机科学、控制论、结构学、信息科学和传感技术等多学科综合性的高科技产物，也是一种仿生物操作、高速运行、重复操作及精度较高的自动化设备；随着现有科技的发展，机器人已逐渐应用于消防领域；仿蜘蛛机器人是模仿蜘蛛形态的一种机器人，目前还未有将其应用于救援领域中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿蜘蛛型救援机器人，在发生地震或者火灾时可进行高效救援。

本发明的仿蜘蛛型救援机器人，包括机身和上位机，所述机身上分布有多个用于移动的机械腿；还包括至少两把用于发射救援缆绳的缆枪及瞄准系统，每一所述缆枪均通过旋转盘转动连接在机身上，且缆枪与相应旋转盘之间设有用于调节缆枪仰角的仰角调节器；所述机身中设有用于驱动旋转盘旋转的驱动机构Ⅰ；所述瞄准系统包括处理器、图像传感器、镜头、激光测距仪和无线通信器；所述镜头固定在缆枪上用于捕捉被瞄准物的影像并发送至图像传感器，所述图像传感器接收镜头采集的图像以将光线转变为微电子信号发送至处理器，所述激光测距仪固定在缆枪上用于采集被瞄准物的距离信号并发送至处理器，所述处理器通过无线通信器与上位机相连；所述处理器的信号输出端与仰角调节器及驱动机构Ⅰ的信号输入端相连，所述缆枪通过仰角调节器及驱动机构Ⅰ的动作而调节其转动角度及俯仰角度。

进一步，所述驱动机构Ⅰ包括电机Ⅰ、固定在电机Ⅰ输出轴的主动齿轮Ⅰ及与主动齿轮Ⅰ啮合传动的从动齿轮Ⅰ，所述从动齿轮Ⅰ套在转轴Ⅰ上，转轴Ⅰ穿出机身并与旋转盘的中心孔配合固定。

进一步，所述缆枪的中部设有定位座、尾部设有定位杆；所述定位杆的一端固定连接于缆枪、另一端铰接于旋转盘；所述仰角调节器为液压缸结构并包括缸筒Ⅰ和活塞杆Ⅰ，所述活塞杆Ⅰ远离缸筒Ⅰ的一端铰接于定位座。

进一步，所述机身呈圆盘状，多个所述旋转盘沿周向均匀分布在机身上。

进一步，所述机械腿包括第一腿、第二腿、第三腿及支撑筒，所述第一腿与机身连接，所述第二腿的一端通过转轴Ⅱ与第一腿铰接、另一端通过转轴Ⅲ与第三腿铰接；所述第一腿中设有用于驱动第二腿转动的驱动机构Ⅱ，所述第三腿中设有用于驱动第三腿转动的驱动机构Ⅲ；所述支撑筒为空心结构并固定在第三腿底部，所述支撑筒内设有可沿其轴向移动的卡爪，所述卡爪上均匀设置的多个爪子沿径向向内折叠收纳于支撑筒内并在伸出支撑筒时在弹性件作用下沿径向向外发散展开。

进一步，所述第一腿与机身之间设有用于驱使第一腿横向移动的横向驱动器；所述横向驱动器为液压缸结构并包括固定于机身缸筒Ⅱ和活塞杆Ⅱ，所述活塞杆Ⅱ远离缸筒Ⅱ的一端固定于第一腿。

进一步，所述支撑筒内设有用于驱使卡爪移动的卡爪驱动器；所述卡爪驱动器为液压缸结构并包括缸筒Ⅲ和活塞杆Ⅲ，所述活塞杆Ⅲ远离缸筒Ⅲ的一端固定于卡爪。

进一步，所述驱动机构Ⅱ包括电机Ⅱ、固定在电机Ⅱ输出轴的主动齿轮Ⅱ及与主动齿轮Ⅱ啮合传动的从动齿轮Ⅱ，所述从动齿轮Ⅱ套在转轴Ⅱ上，转轴Ⅱ穿过第一腿并与第二腿固定连接。

进一步，所述驱动机构Ⅲ包括电机Ⅲ、固定在电机Ⅲ输出轴的主动齿轮Ⅲ及与主动齿轮Ⅲ啮合传动的从动齿轮Ⅲ，所述从动齿轮Ⅲ套在转轴Ⅲ上，转轴Ⅲ穿过第三腿并与第二腿固定连接。

进一步，所述机身上均匀设有若干滚动导轨机构，所述滚动导轨机构包括滑轨和可在滑轨上滑动的滑块，所述滑轨固定在机身底部，所述滑块通过纵向驱动器连接有用于在地面钻孔的钻孔机；所述纵向驱动器为液压缸结构并包括设在滑块内的缸筒Ⅳ和活塞杆Ⅳ，所述活塞杆Ⅳ远离缸筒Ⅳ的一端固定于钻孔机。

进一步，还包括用于给各用电部件供电的蓄电池，所述蓄电池与用于为蓄电池供电的太阳能发电装置电连接；所述太阳能发电装置包括底座及设于底座的支柱，所述底座中设有连接于支柱并用于驱动支柱自轴旋转的驱动器Ⅰ；所述支柱中设有驱动器Ⅱ，所述支柱远离驱动器Ⅰ的一端通过转轴较接有一框架，所述驱动器Ⅱ的驱动端连接于框架并可驱动框架沿转轴旋转，所述框架上安装有太阳能电池板及用于探测太阳方位的太阳定位跟踪器；所述底座中还设有控制器，所述控制器分别与蓄电池、太阳定位跟踪器、驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ电连接，所述控制器根据太阳定位跟踪器的检测数据而向驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ发出控制信号。

进一步，所述太阳定位跟踪器包括基板和设于基板上表面的检测组件，所述基板与太阳能电池板以共面的方式设于框架；

所述检测组件包括支撑杆、第一遮光板、第二遮光板、第三遮光板、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板、第二遮光板和第三遮光板均为圆板结构并沿支撑杆由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；

所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板正下方并固定设置于基板上表面的第一光敏电阻，多个所述第一光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板正下方并固定设置于第一遮光板上表面的第二光敏电阻，多个所述第二光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板正下方并固定设置于第二遮光板上表面的第三光敏电阻，多个所述第三光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述控制器分别与第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻电连接并根据这些光敏电阻的检测数据而向驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ发出控制信号。

本发明的有益效果：

本发明的仿蜘蛛型救援机器人，当发生地震或者和火灾的情况下，机器人通过机械腿移动至指定位置并定位，然后通过旋转盘和仰角调节器调节机身上缆枪的发射角度，以准确向待救援方位发射救援缆绳，逃生人员通过缆绳即可进行逃生，可同时实现一对多的救援，其救援效率高，通过调整缆枪的发射角度可实现精确救援；同时，通过瞄准系统可对救援点进行瞄准，以实现精确的救援。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的缆枪的结构示意图；

图4为本发明的机身与旋转盘的连接示意图；

图5为本发明的瞄准系统的原理框图；

图6为本发明的机械腿的连接示意图；

图7为图6中A-A剖视图；

图8为图6中B-B剖视图；

图9为本发明的滚动导轨机构与钻孔机的连接示意图；

图10为本发明的太阳能发电装置的结构示意图；

图11为本发明的太阳定位跟踪器的结构示意图。

具体实施方式

如图所示：本实施例的仿蜘蛛型救援机器人，包括机身1和上位机14，所述机身1上分布有多个用于移动的机械腿；还包括至少两把用于发射救援缆绳的缆枪3及瞄准系统，每一所述缆枪3均通过旋转盘4转动连接在机身1上，且缆枪3与相应旋转盘4之间设有用于调节缆枪3仰角的仰角调节器5；所述机身1中设有用于驱动旋转盘4旋转的驱动机构Ⅰ；所述瞄准系统包括处理器131、图像传感器132、镜头133、激光测距仪134和无线通信器135；所述镜头133固定在缆枪3上用于捕捉被瞄准物的影像并发送至图像传感器132，所述图像传感器132接收镜头133采集的图像以将光线转变为微电子信号发送至处理器131，所述激光测距仪134固定在缆枪3上用于采集被瞄准物的距离信号并发送至处理器131，所述处理器131通过无线通信器135与上位机14相连；所述处理器131的信号输出端与仰角调节器5及驱动机构Ⅰ的信号输入端相连，所述缆枪3通过仰角调节器5及驱动机构Ⅰ的动作而调节其转动角度及俯仰角度；机器人在结构上可与现有的仿蜘蛛型机器人相同，当然为了实现救援也可进行一些适应性改进；机身1为机器人的主体部件，其它部件均安装在机身1上；机械腿用于移动并可实现定位；上位机14为远程控制机器人的PC机或者其它智能设备；处理器131为单片机，可内置于缆枪3中；缆枪3例如可为现有的撇缆枪结构，可将缆绳发射至高处或远处；缆绳的前端可设置尖矛；当发生地震或者和火灾的情况下，机器人通过机械腿移动(工作人员遥控操作)至指定位置并定位，然后通过旋转盘4和仰角调节器5调节机身1上缆枪3的发射角度，以准确向待救援方位发射救援缆绳，逃生人员通过缆绳即可进行逃生，可同时实现一对多的救援，其救援效率高，通过调整缆枪3的发射角度可实现精确救援；同时，通过瞄准系统可对救援点进行瞄准，以实现精确的救援。

本实施例中，所述驱动机构Ⅰ包括电机Ⅰ601、固定在电机Ⅰ601输出轴的主动齿轮Ⅰ602及与主动齿轮Ⅰ602啮合传动的从动齿轮Ⅰ603，所述从动齿轮Ⅰ603套在转轴Ⅰ604上，转轴Ⅰ604穿出机身1并与旋转盘4的中心孔配合固定；所述机身1、旋转盘4均优选呈圆盘状，多个所述旋转盘4沿周向均匀分布在机身1上；电机Ⅰ601与瞄准系统的处理器131相连；旋转盘4的数量可根据需要而定，本实施例选为三个；每一旋转盘4对应一个驱动机构Ⅰ，各驱动机构Ⅰ独立控，实现独立对准。

本实施例中，所述缆枪3的中部设有定位座31、尾部设有定位杆32；所述定位杆32的一端固定连接于缆枪3、另一端铰接于旋转盘4；所述仰角调节器5为液压缸结构并包括缸筒Ⅰ51和活塞杆Ⅰ52，所述活塞杆Ⅰ52远离缸筒Ⅰ51的一端铰接于定位座31；通过定位杆32和仰角调节器5，初始状态下缆枪3垂直于旋转盘4放置；缸筒Ⅰ51垂直固定于旋转盘4，活塞杆Ⅰ52动作时可将定位座31向上顶起，从而进行一定角度范围内对缆枪3的角度调整；缸筒Ⅰ51可通过现有的电机及齿轮泵配合而实现进出液压油的控制，此时该电机与瞄准系统的处理器131相连。

本实施例中，所述机械腿包括第一腿21、第二腿22、第三腿23及支撑筒24，所述第一腿21与机身1连接，所述第二腿22的一端通过转轴Ⅱ614与第一腿21铰接、另一端通过转轴Ⅲ624与第三腿23铰接；所述第一腿21中设有用于驱动第二腿22转动的驱动机构Ⅱ，所述第三腿23中设有用于驱动第三腿23转动的驱动机构Ⅲ；所述支撑筒24为空心结构并固定在第三腿23底部，所述支撑筒24内设有可沿其轴向移动的卡爪25，所述卡爪25上均匀设置的多个爪子沿径向向内折叠收纳于支撑筒24内并在伸出支撑筒24时在弹性件作用下沿径向向外发散展开；第一腿21平行于机身1设置；机械腿的数量优选为六个，且均匀分布于机身1，通过各腿的有序动作，可实现机器人的移动；第一腿21与第二腿22之间、第二腿22与第三腿23形成类似关节的结构，相应转轴的转动即可带动关节运动；卡爪25可作为抓地部件，同时当支撑筒24伸入地面内时，展开的卡爪25形成类似地脚螺栓的结构，其定位稳固度极高，利于救援的顺利进行。

本实施例中，所述第一腿21与机身1之间设有用于驱使第一腿21横向移动的横向驱动器；所述横向驱动器为液压缸结构并包括固定于机身缸筒Ⅱ71和活塞杆Ⅱ72，所述活塞杆Ⅱ72远离缸筒Ⅱ71的一端固定于第一腿21；当机器人水平放置时，横向即为水平方向；通过活塞杆Ⅱ的伸缩实现第一腿21的移动，结构简单、容易实现；同理，所述支撑筒24内设有用于驱使卡爪25移动的卡爪25驱动器；所述卡爪25驱动器为液压缸结构并包括缸筒Ⅲ81和活塞杆Ⅲ82，所述活塞杆Ⅲ82远离缸筒Ⅲ81的一端固定于卡爪25。

本实施例中，所述驱动机构Ⅱ包括电机Ⅱ611、固定在电机Ⅱ611输出轴的主动齿轮Ⅱ612及与主动齿轮Ⅱ612啮合传动的从动齿轮Ⅱ613，所述从动齿轮Ⅱ613套在转轴Ⅱ614上，转轴Ⅱ614穿过第一腿21并与第二腿22固定连接；所述驱动机构Ⅲ包括电机Ⅲ621、固定在电机Ⅲ621输出轴的主动齿轮Ⅲ622及与主动齿轮Ⅲ622啮合传动的从动齿轮Ⅲ623，所述从动齿轮Ⅲ623套在转轴Ⅲ624上，转轴Ⅲ624穿过第三腿23并与第二腿22固定连接；电机Ⅰ601、电机Ⅱ611及电机Ⅲ621均可通过市电或者蓄电池供电。

本实施例中，所述机身1上均匀设有若干滚动导轨机构，所述滚动导轨机构包括滑轨91和可在滑轨91上滑动的滑块92，所述滑轨91固定在机身1底部，所述滑块92通过纵向驱动器连接有用于在地面钻孔的钻孔机11；所述纵向驱动器为液压缸结构并包括设在滑块内的缸筒Ⅳ101和活塞杆Ⅳ102，所述活塞杆Ⅳ101远离缸筒Ⅳ102的一端固定于钻孔机11；滚动导轨机构的移动均匀、运动灵敏及定位精度高；滚动导轨机构例如可设置三个；钻孔机在地面上钻孔，使得机械腿的支撑筒24可伸入该钻孔内并在钻孔内卡爪25展开形成地脚螺栓结构，实现稳定定位。

本实施例中，还包括用于给各用电部件(包括各个电机)供电的蓄电池；所述蓄电池与用于为蓄电池供电的太阳能发电装置电连接；所述太阳能发电装置包括底座1201及设于底座1201的支柱1202，所述底座1201中设有连接于支柱1202并用于驱动支柱1202自轴旋转的驱动器Ⅰ1203；所述支柱1202中设有驱动器Ⅱ1204，所述支柱1202远离驱动器Ⅰ1203的一端通过转轴1205较接有一框架1206，所述驱动器Ⅱ1204的驱动端连接于框架1206并可驱动框架1206沿转轴1205旋转，所述框架1206上安装有太阳能电池板1207及太阳定位跟踪器；所述底座1201中还设有控制器1208，所述控制器1208分别与蓄电池、驱动器Ⅰ1203和驱动器Ⅱ1204电连接；驱动器Ⅰ1203可为旋转电机，用于驱动支柱1202旋转；驱动器Ⅱ1204可为推杆电机，用于驱动框架1206旋转；驱动器Ⅱ1204的驱动端连接在框架1206的下端，框架1206的背部中心设有用于与转轴1205连接的连接件；控制器1208可为单片机并设置现有控制程序，比如STM32F102CB或STM3FF205VF等，在此不再赘述；蓄电池可固定在机器人上；太阳能发电装置独立于机器人外置，太阳能发电装置在白天持续给蓄电池充电即可；当然，机器人还可与市电相连，以保证足够的电力供应；当太阳能电池板1207与太阳光线接触时，太阳能电池板1207上的光伏元件可将光能转化为电能，进而将电能储存于蓄电池内；当太阳位置变动时，太阳定位跟踪器将信号传至控制器1208，控制器1208则向驱动器Ⅰ1203及驱动器Ⅱ1204发出启动信号，驱动器Ⅰ1203、驱动器Ⅱ1204的配合使得框架1206得以进行旋转，使得太阳能电池板1207的向光面均能与太阳光线垂直，从而有效地提高太阳能的利用率和转换率，以保持其较强的发电能力。

所述太阳定位跟踪器包括基板1211和设于基板1211上表面的检测组件，所述基板1211与太阳能电池板1207以共面的方式设于框架1206；框架1206可为金属架结构，其上可设置与太阳能电池板1207适形配合的板槽Ⅰ及与基板1211适形配合的板槽Ⅱ，便于装配；共面是指基板1211与太阳能电池板1207位于同一平面，在框架1206旋转时基板1211与太阳能电池板1207旋转相同的角度；所述检测组件包括支撑杆1212、第一遮光板1213、第二遮光板1214、第三遮光板1215、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板1213、第二遮光板1214和第三遮光板1215均为圆板结构并沿支撑杆1212由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；支撑杆1212依次穿过第一遮光板1213、第二遮光板1214的中心并穿入第三遮光板1215的中心；第一遮光板1213、第二遮光板1214和第三遮光板1215的具体尺寸可根据实际需要而定；第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组分别包括若干结构相同的光敏电阻，光敏电阻是一种现有的光线亮度传感器，对光线十分敏感。

所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板1213正下方并固定设置于基板1211上表面的第一光敏电阻1216，多个所述第一光敏电阻1216沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板1213受垂直光线直射时的影子边界；第一光敏电阻组可包括4～8个第一光敏电阻1216；多个第一光敏电阻1216在以支撑杆1212与基板1211连接点为中心的圆周上均匀分布；第一光敏电阻1216的探头端应设在第一遮光板1213边缘的正下方，当第一遮光板1213受到垂直光线直射时在基板1211上产生同形状的影子，第一光敏电阻1216即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第一光敏电阻1216显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第一遮光板1213受到倾斜光线照射，第一遮光板1213产生的影子偏斜，某个第一光敏电阻1216将会因此而受到光线照射，该第一光敏电阻1216显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整，可根据各第一光敏电阻1216的相对关系而调整，直至所有第一光敏电阻1216回复高阻状态为止。

所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板1214正下方并固定设置于第一遮光板1213上表面的第二光敏电阻1217，多个所述第二光敏电阻1217沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板1214受垂直光线直射时的影子边界；第二光敏电阻组可包括4～8个第二光敏电阻1217；多个第二光敏电阻1217在以支撑杆1212与第一遮光板1213连接点为中心的圆周上均匀分布；第二光敏电阻1217的探头端应设在第二遮光板1214边缘的正下方，当第二遮光板1214受到垂直光线直射时在第一遮光板1213上产生同形状的影子，第二光敏电阻1217即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第二光敏电阻1217显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第二遮光板1214受到倾斜光线照射，第二遮光板1214产生的影子偏斜，某个第二光敏电阻1217将会因此而受到光线照射，该第二光敏电阻1217显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整；理论上第一光敏电阻组与第二光敏电阻组的探测结果是一致的，但是当第一光敏电阻组出现探测错误时，第二光敏电阻组就可以作为纠正(即只有两组情况一致时控制器1208才发出控制信号)，从而提高定位精度。

所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板1215正下方并固定设置于第二遮光板1214上表面的第三光敏电阻1218，多个所述第三光敏电阻1218沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板1215受垂直光线直射时的影子边界；第三光敏电阻组可包括4～8个第三光敏电阻1218；多个第三光敏电阻1218在以支撑杆1212与第二遮光板1214连接点为中心的圆周上均匀分布；第三光敏电阻1218的探头端应设在第三遮光板1215边缘的正下方，当第三遮光板1215受到垂直光线直射时在第二遮光板1214上产生同形状的影子，第三光敏电阻1218即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第三光敏电阻1218显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第三遮光板1215受到倾斜光线照射，第三遮光板1215产生的影子偏斜，某个第三光敏电阻1218将会因此而受到光线照射，该第三光敏电阻1218显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1211、太阳能电池板1207是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整，理论上第一光敏电阻组、第二光敏电阻组与第三光敏电阻组的探测结果是一致的，但是当某一光敏电阻组出现探测错误时，其他光敏电阻组就可以作为纠正(即只有三组情况或者两组情况一致时控制器1208才发出控制信号)，从而大大提高定位精度。

所述控制器1208分别与第一光敏电阻1216、第二光敏电阻1217和第三光敏电阻1218电连接并根据这些光敏电阻的检测数据而向驱动器Ⅰ1203和驱动器Ⅱ1204发出控制信号；使用时可将整个装置放置于阳光下，当太阳能电池板1207与阳光接触时，太阳能电池板1207上的光伏元件可将光能转化为电能，进而将电能储存于蓄电池内；当太阳位置变动时，太阳定位跟踪器将信号传至控制器1208，控制器1208则向驱动器Ⅰ1203及驱动器Ⅱ1204发出启动信号，驱动器Ⅰ1203、驱动器Ⅱ1204的配合使得框架1206得以进行旋转，使得太阳能电池板1207始终处于太阳直射的位置，以保持其较强的发电能力，提高能量利用率；此外，太阳定位跟踪器通过太阳照射相关遮光板产生的影子作用于相关光敏电阻实现对太阳位置进行定位，进而以基板1211为参考而调节太阳能电池板1207的转动角度，保证发电效率较高；而利用遮光板结合光敏电阻实现太阳定位，保证发电装置具备高精度且能降低环境因素影响时刻跟踪太阳位置，能削弱环境因素对信号的干扰，降低感应信号误差。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种仿蜘蛛型救援机器人，包括机身和上位机，所述机身上分布有多个用于移动的机械腿；其特征在于：还包括至少两把用于发射救援缆绳的缆枪及瞄准系统，每一所述缆枪均通过旋转盘转动连接在机身上，且缆枪与相应旋转盘之间设有用于调节缆枪仰角的仰角调节器；所述机身中设有用于驱动旋转盘旋转的驱动机构Ⅰ；所述瞄准系统包括处理器、图像传感器、镜头、激光测距仪和无线通信器；所述镜头固定在缆枪上用于捕捉被瞄准物的影像并发送至图像传感器，所述图像传感器接收镜头采集的图像以将光线转变为微电子信号发送至处理器，所述激光测距仪固定在缆枪上用于采集被瞄准物的距离信号并发送至处理器，所述处理器通过无线通信器与上位机相连；所述处理器的信号输出端与仰角调节器及驱动机构Ⅰ的信号输入端相连，所述缆枪通过仰角调节器及驱动机构Ⅰ的动作而调节其转动角度及俯仰角度；

所述机械腿包括第一腿、第二腿、第三腿及支撑筒，所述第一腿与机身连接，所述第二腿的一端通过转轴Ⅱ与第一腿铰接、另一端通过转轴Ⅲ与第三腿铰接；所述第一腿中设有用于驱动第二腿转动的驱动机构Ⅱ，所述第三腿中设有用于驱动第三腿转动的驱动机构Ⅲ；所述支撑筒为空心结构并固定在第三腿底部，所述支撑筒内设有可沿其轴向移动的卡爪，所述卡爪上均匀设置的多个爪子沿径向向内折叠收纳于支撑筒内并在伸出支撑筒时在弹性件作用下沿径向向外发散展开；

所述驱动机构Ⅰ包括电机Ⅰ、固定在电机Ⅰ输出轴的主动齿轮Ⅰ及与主动齿轮Ⅰ啮合传动的从动齿轮Ⅰ，所述从动齿轮Ⅰ套在转轴Ⅰ上，转轴Ⅰ穿出机身并与旋转盘的中心孔配合固定；

所述缆枪的中部设有定位座、尾部设有定位杆；所述定位杆的一端固定连接于缆枪、另一端铰接于旋转盘；所述仰角调节器为液压缸结构并包括缸筒Ⅰ和活塞杆Ⅰ，所述活塞杆Ⅰ远离缸筒Ⅰ的一端铰接于定位座；

所述机身上均匀设有若干滚动导轨机构，所述滚动导轨机构包括滑轨和可在滑轨上滑动的滑块，所述滑轨固定在机身底部，所述滑块通过纵向驱动器连接有用于在地面钻孔的钻孔机；所述纵向驱动器为液压缸结构并包括设在滑块内的缸筒Ⅳ和活塞杆Ⅳ，所述活塞杆Ⅳ远离缸筒Ⅳ的一端固定于钻孔机。

2.根据权利要求1所述的仿蜘蛛型救援机器人，其特征在于：所述机身呈圆盘状，多个所述旋转盘沿周向均匀分布在机身上。

3.根据权利要求2所述的仿蜘蛛型救援机器人，其特征在于：所述第一腿与机身之间设有用于驱使第一腿横向移动的横向驱动器；所述横向驱动器为液压缸结构并包括固定于机身缸筒Ⅱ和活塞杆Ⅱ，所述活塞杆Ⅱ远离缸筒Ⅱ的一端固定于第一腿；所述支撑筒内设有用于驱使卡爪移动的卡爪驱动器；所述卡爪驱动器为液压缸结构并包括缸筒Ⅲ和活塞杆Ⅲ，所述活塞杆Ⅲ远离缸筒Ⅲ的一端固定于卡爪。

4.根据权利要求3所述的仿蜘蛛型救援机器人，其特征在于：所述驱动机构Ⅱ包括电机Ⅱ、固定在电机Ⅱ输出轴的主动齿轮Ⅱ及与主动齿轮Ⅱ啮合传动的从动齿轮Ⅱ，所述从动齿轮Ⅱ套在转轴Ⅱ上，转轴Ⅱ穿过第一腿并与第二腿固定连接；所述驱动机构Ⅲ包括电机Ⅲ、固定在电机Ⅲ输出轴的主动齿轮Ⅲ及与主动齿轮Ⅲ啮合传动的从动齿轮Ⅲ，所述从动齿轮Ⅲ套在转轴Ⅲ上，转轴Ⅲ穿过第三腿并与第二腿固定连接。

5.根据权利要求4所述的仿蜘蛛型救援机器人，其特征在于：还包括用于给各用电部件供电的蓄电池，所述蓄电池与用于为蓄电池供电的太阳能发电装置电连接；所述太阳能发电装置包括底座及设于底座的支柱，所述底座中设有连接于支柱并用于驱动支柱自轴旋转的驱动器Ⅰ；所述支柱中设有驱动器Ⅱ，所述支柱远离驱动器Ⅰ的一端通过转轴较接有一框架，所述驱动器Ⅱ的驱动端连接于框架并可驱动框架沿转轴旋转，所述框架上安装有太阳能电池板及用于探测太阳方位的太阳定位跟踪器；所述底座中还设有控制器，所述控制器分别与蓄电池、太阳定位跟踪器、驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ电连接，所述控制器根据太阳定位跟踪器的检测数据而向驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ发出控制信号。

6.根据权利要求5所述的仿蜘蛛型救援机器人，其特征在于：所述太阳定位跟踪器包括基板和设于基板上表面的检测组件，所述基板与太阳能电池板以共面的方式设于框架；

所述检测组件包括支撑杆、第一遮光板、第二遮光板、第三遮光板、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板、第二遮光板和第三遮光板均为圆板结构并沿支撑杆由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；

所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板正下方并固定设置于基板上表面的第一光敏电阻，多个所述第一光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板正下方并固定设置于第一遮光板上表面的第二光敏电阻，多个所述第二光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板正下方并固定设置于第二遮光板上表面的第三光敏电阻，多个所述第三光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述控制器分别与第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻电连接并根据这些光敏电阻的检测数据而向驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ发出控制信号。

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