CN108068907A - 一种新型救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型救援机器人，仿蜘蛛结构的设计能够在复杂的灾后地区高效的行走，而且与传统的车轮结构相比机器人本体结构更加轻盈，无论承重还是每行走单位距离消耗能源都更有优势，第三腿模仿壁虎手掌进行设计，有多个吸盘，即使在陡峭的上坡也能如履平地，解决了传统机器人在灾后救援运动不能解决的问题，底座采用内外双底座结构，内外底座采用模仿蛇形的缓冲杆连接，行走过程中，与传统的减震器相比减震效果更好，而且纵向结构更小，减少了整体体积，能够通过更小的孔状结构，本发明自带生命探测仪，取代了传统人工搜救受灾人员，效率更高。

Description

一种新型救援机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种新型救援机器人。

技术背景

近年来随着技术的机器人等领域的发展，机器人用的范围越来越广，特别是自然灾害发生后灾后搜寻，救援等工作中救援机器人发挥了越来越大的作用，但传统救援机器人受到机器人本实结构限制使用范围小，使用要求严格，影响了实际使用效果，近年来仿生操作技术的成熟使仿生机器人逐渐加入抗灾救援运动中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种综合仿蜘蛛和仿蛇型的机器人，在自然灾害救援等复杂环境中等发挥重要作用。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种新型救援机器人，包括底座、生命探测仪和探照灯，底座包括外底座和内底座，外底座为内侧设有多个限位槽的方框形结构，所述内底座侧边设有限位槽，所述外底座通过限位槽与缓冲杆顶端万向球连接，内底座通过限位槽与缓冲杆另一端的万向球连接，所述缓冲杆结构上主要由中轴、固定件、磁铁、V形弹簧、外层、支架柱和万向球组成，所述中轴内部空腔的管装结构，所述绕中轴成列环形分布的磁铁通过固定件与中轴固定连接，所述同层相邻磁铁之间通过V形弹簧固定连接，磁铁外侧设有外层，所述外层内侧若干防护圈，所述防护圈通过支架柱与中轴固定连接。

所述外底座两侧边分别固定连接四个机械腿，所述机械腿包括第一腿、第二腿、第三腿和伸缩杆，所述第一腿与外底座固定连接，所述第二腿的一端通过转轴与第一腿铰接，第二腿中部与伸缩杆铰接，所述伸缩杆另一端与外底座铰接，第二腿另一端通过转轴与第三腿铰接，所述第三腿内部设有用于驱动第三腿转动的驱动机构，第三腿内部驱动机构下侧设有真空发生器，所述真空发生器与控制器连接，真空发生器排气口与主吸管连接，所述主吸管另一端通过多个副吸管与吸盘连接，所述吸盘均匀分布在第三腿底侧。

所述内底座上侧设有两个固定座，所述其中一个固定座上固定连接有生命探测仪，所述生命探测仪与控制器信号连接，另一个固定座上与固定座配套的安装座固定连接，所述安装座上侧设有物箱，安装座前侧固定连接有缆枪，内底座下侧固定连接有探照灯，所述探照灯与控制器信号连接。

所述缆枪包括固定块、枪身、枪管、红外瞄准仪、电子发射器、升降微调器、后座、所述后座通过固定块与安装座固定连接，所述缆枪从后座向前依次为后座、枪身、枪管，所述枪管与枪身连接处设有升降微调器，升降微调器前侧设有红外瞄准仪，所述枪身下侧设有是电子发射器，所述电子发射器与控制器信号连接。

作为优选的：所述中轴的材料为有一定灵活性和坚固性的并且具有伸缩性的材料。

作为优选的：所述防护圈选用绝磁材料，且相邻两个防护圈间有一定的距离。

作为优选的：所述磁铁为电磁铁，电磁铁上缠绕的线圈通过支架柱内部和中轴内侧与控制器电性连接，相邻两个电磁铁按着相对的顺序排列起来。

作为优选的：所述探照灯采用强穿透力的氙气光源。

本发明具有以下有益效果：

1、仿蜘蛛结构的设计使本发明不仅能够在复杂的灾后地区高效的行走，而且与传统的车轮结构相比机器人本体结构更加轻盈，无论承重还是每行走单位距离消耗能源都更有优势；

2、第三腿模仿壁虎手掌进行设计，有多个吸盘，使本发明即使在陡峭的上坡也能如履平地，解决了传统机器人在灾后救援运动不能解决的问题；

3、底座采用内外双底座结构，内外底座采用模仿蛇形的缓冲杆连接，本发明的行走过程中，与传统的减震器相比减震效果更好，而且纵向结构更小，减少了本发明的整体体积，使本发明能够通过更小的孔状结构；

4、本发明自带生命探测仪，取代了传统人工搜救受灾人员，效率更高。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为该新型救援机器人第一整体结构图；

图2为该新型救援机器人第二整体结构图；

图3为该新型救援机器人第三腿内部结构图；

图4为该新型救援机器人第三腿底部结构图；

图5是该新型救援机器人缓冲杆的内部结构图；

图6是该新型救援机器人缓冲杆的部分平面图；

图7是该新型救援机器人缓冲杆的横截面图；

图8是该新型救援机器人缓冲杆与外底座连接处的结构图；

图9是该新型救援机器人磁铁的结构图；

图10是该新型救援机器人缆枪的结构图。

图中标号：1外底座、101限位槽、2内底座、201固定座、3第一腿、4第二腿、5第三腿、501吸盘、502吸管、503主吸管、504真空发生器、505驱动机构、6物箱、7缆枪、71固定块、72枪身、73枪管、74红外瞄准仪、75电子发射器、76升降微调器、77后座、8安装座、9生命探测器、10伸缩杆、11缓冲杆、111中轴、112固定件、113磁铁、114 V形弹簧、115外层、116支架柱、117防护圈、118万向球、12探照灯、13线圈。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。。

实施例1

如图1-10所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种新型救援机器人，包括底座、生命探测仪9和探照灯12，其特征在于：所述底座包括外底座1和内底座2，所述外底座1为内侧设有多个限位槽101的方框形结构，所述内底座2侧边设有限位槽101，所述外底座1通过限位槽101与缓冲杆11顶端万向球118连接，内底座2通过限位槽101与缓冲杆11另一端的万向球连接，所述缓冲杆11结构上主要由中轴111、固定件112、磁铁113、V形弹簧114、外层115、支架柱116和万向球118组成，所述中轴111内部空腔的管装结构，所述绕中轴111成列环形分布的磁铁113通过固定件112与中轴111固定连接，所述同层相邻磁铁113之间通过V形弹簧固定连接，磁铁113外侧设有外层115，所述外层115内侧若干防护圈117，所述防护圈117通过支架柱116与中轴111固定连接。

所述外底座1两侧边分别固定连接四个机械腿，所述机械腿包括第一腿3、第二退4、第三退5和伸缩杆10，所述第一腿3与外底座1固定连接，所述第二腿4的一端通过转轴与第一腿3铰接，第二腿4中部与伸缩杆10铰接，所述伸缩杆10另一端与外底座1铰接，第二腿4另一端通过转轴与第三腿5铰接，所述第三腿5内部设有用于驱动第三腿5转动的驱动机构505，第三腿5内部驱动机构505下侧设有真空发生器504，所述真空发生器504与控制器连接，真空发生器504排气口与主吸管503连接，所述主吸管503另一端通过多个副吸管502与吸盘501连接，所述吸盘501均匀分布在第三腿5底侧，控制器通过控制真空发生器504排气口排气和吸气，从而使机器人能够在陡峭的位置移动。

所述内底座2上侧设有两个固定座201，所述其中一个固定座201上固定连接有生命探测仪9，所述生命探测仪9与控制器信号连接，另一个固定座201上与固定座201配套的安装座8固定连接，所述安装座8上侧设有物箱6，安装座8前侧固定连接有缆枪7，内底座2下侧固定连接有探照灯12，所述探照灯12与控制器信号连接。

所述缆枪7包括固定块71、枪身72、枪管73、红外瞄准仪74、电子发射器75、升降微调器76、后座77、所述后座77通过固定块71与安装座8固定连接，所述缆枪7从后座77向前依次为后座77、枪身72、枪管73，所述枪管73与枪身72连接处设有升降微调器76，升降微调器76前侧设有红外瞄准仪74，所述枪身72下侧设有是电子发射器75，所述电子发射器75与控制器信号连接。

所述中轴111的材料为有一定灵活性和坚固性的并且具有伸缩性的材料，中轴111的材料要有一定的坚固性，能够支撑起整体结构，能够承受住相应的机身重量，以及作业时所受的外界的重量和外来的力量；中轴111要有一定的灵活性，能够保障弯曲、扭转动作的实现；中轴111需要有一定的伸缩性，以保障伸缩动作的实现。

所述防护圈117选用绝磁材料，以免被磁铁磁化，影响正常的工作；两个防护圈117间有一定的距离，确保不阻碍缓冲杆11的弯曲运动。

所述磁铁113为电磁铁，电磁铁上缠绕的线圈13通过支架柱116内部和中轴111内侧与控制器电性连接，相邻两个电磁铁按着相对的顺序排列起来。

所述探照灯12采用强穿透力的氙气光源，为本发明在夜间等视野不清晰等环境中提供光源，便于灾后搜救工作的进行。

工作原理：工作人员通过在控制器操作本发明移动前行和执行各种功能，首先控制器内置开源单片机用于协调本发明在行走时不同腿的协调平衡过程，当行走的过程中，通过伸缩杆10的伸缩来控制第二腿4的摆动，通过第三腿5内侧的驱动机构505驱动第三腿5围绕第二腿4转动，设计人员根据蜘蛛的运动情况，对开源单片机进行开发，协调第二腿4和第三腿5的运动，在夜间或者视野不清晰的情况中，通过控制器开启探照灯12为工作人员提供更便利的条件。

在使用过程中，如需对灾后生还人员进行搜救，但是由于灾后场地环境复杂等原因工作人员不能及时到达等情况，可通过控制器操开启本实行新型的生命探测器9，之后利用本发明相比人员在复杂环境等地区的优势迅速高效的对被困生存人员及时搜救。

在使用过程中，将缆绳整理盘绕好后让入物箱内，并且缆绳的一端穿过缆枪内，对缆绳的另一端打结防止缆枪发射缆绳后缆绳脱离本发明，当遇到断崖，峭壁等极端地形时，为了方便被困人员独立逃生，可在安全区域通过缆枪7发射缆绳，缆绳7上的红外瞄准仪74使缆绳发射的准确度大大提高。

Claims (5)

1.一种新型救援机器人，包括底座，其特征在于：所述底座包括外底座（1）和内底座（2），所述外底座（1）内侧和内底座（2）外侧均设有多个对应的限位槽（101），所述外底座（1）和内底座（2）通过缓冲杆（11）连接，所述缓冲杆（11）包括中轴（111）、固定件（112）、磁铁（113）、V形弹簧（114）、外层（115）、支架柱（116）和万向球（118），所述中轴（111）为内部空腔的管装结构，所述中轴（111）外侧通过固定件（112）连接多层呈环形分布的磁铁（113），同一环形面相邻的磁铁（113）之间通过V形弹簧（114）连接，磁铁（113）外侧设有外层（115），所述外层（115）内侧设有若干防护圈（117），所述防护圈（117）通过支架柱（116）与中轴（111）固定连接，所述缓冲杆（11）通过两端的万向球（118）分别与外底座（1）内侧和内底座（2）外侧的限位槽（101）连接，

所述外底座（1）两侧边分别设有四个机械腿，所述机械腿包括第一腿（3）、第二腿（4）、第三腿（5）和伸缩杆（10），所述第一腿（3）一端与外底座（1）固定连接，所述第一腿（3）另一端通过转轴与第二腿（4）的一端铰接，所述第二腿（4）另一端通过转轴与第三腿（5）的一端铰接，所述第二腿（4）中部与伸缩杆（10）铰接，所述伸缩杆（10）另一端与外底座（1）铰接，所述第三腿（5）内部设有驱动机构（505），驱动机构（505）下侧设有真空发生器（504），所述真空发生器（504）与控制器连接，真空发生器（504）排气口与主吸管（503）连接，所述主吸管（503）另一端通过多个副吸管（502）与吸盘（501）连接，所述吸盘（501）均匀分布在第三腿（5）底侧；

所述内底座（2）上侧设有两个固定座（201），所述两个固定座（201）上分别设有生命探测仪（9）和安装座（8），所述生命探测仪（9）与控制器信号连接，所述安装座（8）上侧设有物箱（6），安装座（8）前侧固定连接有缆枪（7），内底座（2）下侧固定连接有探照灯（12），所述探照灯（12）与控制器信号连接；

所述缆枪（7）包括固定块（71）、枪身（72）、枪管（73）、红外瞄准仪（74）、电子发射器（75）、升降微调器（76）、后座（77）、所述后座（77）通过固定块（71）与安装座（8）固定连接，从后座（77）向前依次设置后座（77）、枪身（72）、枪管（73），所述枪管（73）与枪身（72）连接处设有升降微调器（76），升降微调器（76）前侧设有红外瞄准仪（74），所述枪身（72）下侧设有是电子发射器（75），所述电子发射器（75）与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型救援机器人，其特征在于：所述中轴（111）由具有伸缩性的材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种新型救援机器人，其特征在于：所述防护圈（117）为绝磁材料，且两个防护圈（117）之间有间距。

4.根据权利要求1所述的一种新型救援机器人，其特征在于：所述磁铁（113）为电磁铁，电磁铁上缠绕的线圈（13）通过支架柱（116）内部和中轴（111）内侧与控制器电性连接，相邻两个电磁铁按着相对的顺序排列起来。

5.根据权利要求1所述的一种新型救援机器人，其特征在于：所述探照灯（12）采用氙气光源。