CN108860508A - 一种新型水上救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型水上救援机器人，包括动力系统、机器人主体和搜寻系统，动力系统设有两个，分别固定在所述机器人主体后侧的两端，所机器人主体包括固定架、气囊和救援机构，机器人主体前侧固定连接有搜寻系统，所述搜寻系统前侧固定连接第二摄像头，且搜寻系统下侧有固定连接生命探测仪和声呐，生命探测仪前侧，搜寻系统下侧面设有探照装置；本发明结构简单实用，通过设置了气囊使本发明能够平稳的浮在水面，动力系统能够确保本发明快速移动，提高搜寻速度，缩短了救援时间，搜寻系统实现无人搜寻，突破了人力限制。

Description

一种新型水上救援机器人

技术领域

本发明属于水上救援技术领域，特别涉及一种新型水上救援机器人。

背景技术

救援机器人，为救援而采取先进科学技术研制的机器人，如地震救援机器人，它是一种专门用于大地震后在地下商场的废墟中寻找幸存者执行救援任务的机器人。这种机器人配备了彩色摄像机，热成像仪和通讯系统，其可以分为:军用救援机器人，灾后救援机器人，水下救援机器人、灾难侦察机器人等，在水上救援时，大多水上救援机器人体积庞大，不便于同时携带多个，并且造价昂贵，不合适大面积使用，现有的水上救援，往往需要工作人员配合，效率低下，大大降低了救援速度，延长了救援时间，无法使被救人员快速被带出水面，同时在搜寻到被救援者时缺少相应生命保障系统，被救人员在被带到水面期间生命依旧难以得到保障。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型水上救援机器人解决了现有救援机器人效率低下，搜寻效果不佳，延长了救援时间，无法使被救人员快速被带出水面，人工施救时，存在速度缓慢和影响救援速度的问题，增加了救援人员的工作量，使救援人员没有多余精力发现更多求救人员的问题，为救援带来极大的方便，大大提高了水上救援机器人的实用性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种新型水上救援机器人，包括动力系统、机器人主体和搜寻系统，所述动力系统包括固定在第一基座左侧的动力电机，所述动力电机的转轴上固定有第一齿轮、所述第一齿轮与变速箱输入转轴上的第二齿轮啮合连接，所述第一齿轮与第二齿轮均为锥形齿轮，所述变速箱输出转轴与传动轴一端转动连接，所述传动轴下侧，变速箱固定连接有电磁传感器，利用电磁感应原理感应传动轴转速，传动轴另一端穿过密封圈密封的动力系统侧壁与转轴固定连接，所述转轴侧面固定连接多个叶片。

所述动力系统设有两个，分别固定在所述机器人主体后侧的两端，所机器人主体包括固定架、气囊和救援机构，所述固定架一侧两端均通过第二基座与卷轴电机固定连接，所述卷轴电机输出转轴通过联轴器与收卷轴传动连接，所述收卷轴的两端均固定套有收卷槽，且所述收卷槽的内侧均缠绕有钢丝绳，且所述收卷轴通过钢丝绳与救援机构上的连接板固定连接，所述救援机构包括钢丝绳、固定担架、氧气罐、配重块、防护罩和机械手，所述连接板固定在升降担架的左右两端，且所述升降担架内部左右两侧通过固定铁片与氧气罐固定连接，所述氧气罐的输出端通过输送管与呼吸机贯通连接；

所述电磁传感器和密封圈之间的传动轴侧面设有电磁铁，所述电磁铁侧面设有电刷，所述电刷与电磁铁之间存在3mm间隙，所述电刷与控制器电性连接，所述控制器固定在变速箱上侧。

所述机器人主体前侧固定连接有搜寻系统，所述搜寻系统前侧固定连接第二摄像头，且搜寻系统下侧有固定连接生命探测仪和声呐，所述生命探测仪前侧，搜寻系统下侧面与探照装置上的连接杆的一端固定连接，所述连接杆另一端与微调舵机固定连接，所述微调舵机通过第四固定块与探照灯转动连接。

所述固定担架内部右端设有水箱，所述水箱底部向右倾斜，且水箱右侧底端与水泵入水口连接，所述水泵排水口通向固定担架外部，所述水箱左侧壁为滤网组曾的滤层，所述固定担架上侧内壁固定连接有压力传感器，且固定担架左侧中轴线处由上自下依次固定连接机械手和第一摄像头，所述固定担架上侧与界面为唤醒的防护罩的一侧铰接连接，且所述防护罩内侧面设有体温计和调温计，所述固定担架底侧两端通过扣锁与配重块固定连接。

所述机械手包括第一支杆、第二支杆和L形板，所述第一支杆一端通过第一旋转舵机与固定担架转动连接，所述第一支杆另一端通过摇摆舵机与第二支杆的一端转动连接，所述第二支杆另一端通过第二旋转舵机与L形板的平面板背面固定连接，所述L形板竖直侧面为平面，底侧为弧形截面，L形板平面远离第二旋转舵机一侧通过第一固定块与第三支杆一端铰接连接，所述第三支杆另一端与C形的机械指的一端转动连接，且所述第三支杆靠近机械指的一端的侧面通过第三固定块与伸缩杆顶端铰接连接，所述伸缩杆底端通过第二固定块与L形板铰接连接。

作为优选：所述机器人主体、动力系统和搜寻系统上侧固定连接有太阳能电池板。

本发明的有益效果：本发明结构简单实用，通过设置了囊使水上救援时本发明能够平稳浮在水面，动力系统能够利用太阳能电池板发电，同时电刷利用电磁感应原理发电，是能源得到再次利用，明显延长了本发明的续航能力，搜寻系统利用声呐、摄像头和生命探测仪多种方法进行搜寻，搜寻效果更明显，搜寻效率高，机械手能够代替部分工作人员工作，降低的搜寻后的救援工作。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明动力系统结构图；

图4为本发明救援机构结构图；

图5为本发明机械手结构图；

图6为本发明A局部放大图；

图7为本发明B结构放大图。

图中：1、动力系统；2、太阳能电池板；3、机器人主体；4、固定架；5、气囊；6、搜寻系统；7救援装置；8、动力电机；9、第一基座；10、转轴；11、叶片；12、传动轴；13、电磁铁；14、密封圈；15、电刷；16、电磁传感器；17、第一齿轮；18、第二齿轮；19、变速箱；20、控制器；21、橡胶管；22、钢丝绳；23、导杆；24、连接板；25、水箱；26、水泵；27、扣锁；28、固定铁片；29、氧气罐；30、压力传感器；31、配重块；32、第一摄像头；33、输送管；34、体温计；35、呼吸机 ；36、防护罩；37、调温器；38、第二摄像头；39、探照装置；40、生命探测仪；41、声呐；42、机械手；43、滤层；44、第一旋转舵机；45、第一支杆；46、摇摆舵机；47、第二支杆；48、第二旋转舵机；49、L形板；50、第一固定块；51、第二固定块；52、第三支杆；53、机械指；54、伸缩杆；55第三固定块；56、卷轴电机；57、第二基座；58、收卷槽；59、收卷轴；60、固定担架；61、连接杆；62、微调舵机；63、第四固定块；64、探照灯。

具体实施方式：

如图1-7所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型水上救援机器人，包括动力系统1、机器人主体3和搜寻系统6，其特征在于：所述动力系统1包括固定在第一基座9左侧的动力电机8，所述动力电机8的转轴上固定有第一齿轮17、所述第一齿轮17与变速箱19输入转轴上的第二齿轮18啮合连接，所述第一齿轮17与第二齿轮18均为锥形齿轮，所述变速箱19输出转轴与传动轴12一端转动连接，所述传动轴12下侧，变速箱19固定连接有电磁传感器16，利用电磁感应原理感应传动轴12转速，传动轴12另一端穿过密封圈14密封的动力系统1侧壁与转轴10固定连接，所述转轴10侧面固定连接多个叶片11。

所述动力系统1设有两个，分别固定在所述机器人主体3后侧的两端，所机器人主体3包括固定架4、气囊5和救援机构，所述固定架4一侧两端均通过第二基座57与卷轴电机56固定连接，所述卷轴电机56输出转轴通过联轴器与收卷轴59传动连接，所述收卷轴59的两端均固定套有收卷槽58，且所述收卷槽58的内侧均缠绕有钢丝绳22，且所述收卷轴59通过钢丝绳22与救援机构上的连接板24固定连接，所述救援机构包括钢丝绳22、固定担架60、氧气罐29、配重块31、防护罩36和机械手42，所述连接板24固定在升降担架60的左右两端，且所述升降担架60内部左右两侧通过固定铁片28与氧气罐29固定连接，所述氧气罐29的输出端通过输送管33与呼吸机35贯通连接；

所述电磁传感器16和密封圈14之间的传动轴12侧面设有电磁铁13，所述电磁铁13侧面设有电刷15，所述电刷15与电磁铁13之间存在3mm间隙，所述电刷15与控制器20电性连接，所述控制器20固定在变速箱19上侧。

所述机器人主体3前侧固定连接有搜寻系统6，所述搜寻系统6前侧固定连接第二摄像头38，且搜寻系统6下侧有固定连接生命探测仪40和声呐41，所述生命探测仪40前侧，搜寻系统6下侧面与探照装置39上的连接杆61的一端固定连接，所述连接杆61另一端与微调舵机62固定连接，所述微调舵机62通过第四固定块63与探照灯64转动连接。

所述固定担架60内部右端设有水箱25，所述水箱底部向右倾斜，且水箱25右侧底端与水泵26入水口连接，所述水泵26排水口通向固定担架60外部，所述水箱26左侧壁为滤网组曾的滤层43，所述固定担架60上侧内壁固定连接有压力传感器30，且固定担架60左侧中轴线处由上自下依次固定连接机械手42和第一摄像头32，所述固定担架60上侧与界面为唤醒的防护罩36的一侧铰接连接，且所述防护罩36内侧面设有体温计34和调温计37，所述固定担架60底侧两端通过扣锁27与配重块31固定连接。

所述机械手42包括第一支杆45、第二支杆47和L形板49，所述第一支杆45一端通过第一旋转舵机44与固定担架60转动连接，所述第一支杆45另一端通过摇摆舵机46与第二支杆47的一端转动连接，所述第二支杆47另一端通过第二旋转舵机48与L形板49的平面板背面固定连接，所述L形板49竖直侧面为平面，底侧为弧形截面，L形板49平面远离第二旋转舵机48一侧通过第一固定块50与第三支杆52一端铰接连接，所述第三支杆52另一端与C形的机械指53的一端转动连接，且所述第三支杆52靠近机械指53的一端的侧面通过第三固定块55与伸缩杆54顶端铰接连接，所述伸缩杆54底端通过第二固定块51与L形板49铰接连接。

其中，所述机器人主体3、动力系统1和搜寻系统6上侧固定连接有太阳能电池板2。

工作原理：当需要进行水面救援行动时，工作人员快速将本发明运送至指定救援地点，动力系统1和第二摄像头38开启，动力电机8驱动转轴10转动带动叶片11转动推动前进，通过第二摄像头38的拍摄信息进行巡航搜救，通过生命探测仪40和声呐41进行探测搜寻，并且将探测信息发送给搜寻系统6由搜寻系统进行分析，当发现被救援人员时，开启第一摄像头32，救援人员根据第一摄像头32拍摄的信息操作机械手42，利用机械手42将被救援人员放入固定担架60上并为被救援人员带上呼吸机35，之后盖上防护罩36同时利用水泵26将被救援人员周围的水排除将被救援人员与河水隔离，之后利用体温计34对被救援人员的提问进行测量，通过调温器37调节温度，使被救援人员的体温快速恢复至正常体温，之后同时开启两个卷轴电机56将钢丝绳22收起，使固定担架60上升直至超过水平面，防护罩36打开，救援过程完成；

当救援工作在夜间进行时，开启探照装置39进行探照，为救援提供光照，更便于救援工作展开。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种新型水上救援机器人，包括动力系统（1）、机器人主体（3）和搜寻系统（6），其特征在于：所述动力系统（1）包括固定在第一基座（9）左侧的动力电机（8），所述动力电机（8）的转轴上固定有第一齿轮（17）、所述第一齿轮（17）与变速箱（19）输入转轴上的第二齿轮（18）啮合连接，所述第一齿轮（17）与第二齿轮（18）均为锥形齿轮，所述变速箱（19）输出转轴与传动轴（12）一端转动连接，所述传动轴（12）下侧，变速箱（19）固定连接有电磁传感器（16），利用电磁感应原理感应传动轴（12）转速，传动轴（12）另一端穿过密封圈（14）密封的动力系统（1）侧壁与转轴（10）固定连接，所述转轴（10）侧面固定连接多个叶片（11）。

2.根据权利要求1所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述动力系统（1）设有两个，分别固定在所述机器人主体（3）后侧的两端，所机器人主体（3）包括固定架（4）、气囊（5）和救援机构，所述固定架（4）一侧两端均通过第二基座（57）与卷轴电机（56）固定连接，所述卷轴电机（56）输出转轴通过联轴器与收卷轴（59）传动连接，所述收卷轴（59）的两端均固定套有收卷槽（58），且所述收卷槽（58）的内侧均缠绕有钢丝绳（22），且所述收卷轴（59）通过钢丝绳（22）与救援机构上的连接板（24）固定连接，所述救援机构包括钢丝绳（22）、固定担架（60）、氧气罐（29）、配重块（31）、防护罩（36）和机械手（42），所述连接板（24）固定在升降担架（60）的左右两端，且所述升降担架（60）内部左右两侧通过固定铁片（28）与氧气罐（29）固定连接，所述氧气罐（29）的输出端通过输送管（33）与呼吸机（35）贯通连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述电磁传感器（16）和密封圈（14）之间的传动轴（12）侧面设有电磁铁（13），所述电磁铁（13）侧面设有电刷（15），所述电刷（15）与电磁铁（13）之间存在3mm间隙，所述电刷（15）与控制器（20）电性连接，所述控制器（20）固定在变速箱（19）上侧。

4.根据权利要求1所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述机器人主体（3）前侧固定连接有搜寻系统（6），所述搜寻系统（6）前侧固定连接第二摄像头（38），且搜寻系统（6）下侧有固定连接生命探测仪（40）和声呐（41），所述生命探测仪（40）前侧，搜寻系统（6）下侧面与探照装置（39）上的连接杆（61）的一端固定连接，所述连接杆（61）另一端与微调舵机（62）固定连接，所述微调舵机（62）通过第四固定块（63）与探照灯（64）转动连接。

5.根据权利要求2所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述固定担架（60）内部右端设有水箱（25），所述水箱底部向右倾斜，且水箱（25）右侧底端与水泵（26）入水口连接，所述水泵（26）排水口通向固定担架（60）外部，所述水箱（26）左侧壁为滤网组曾的滤层（43），所述固定担架（60）上侧内壁固定连接有压力传感器（30），且固定担架（60）左侧中轴线处由上自下依次固定连接机械手（42）和第一摄像头（32），所述固定担架（60）上侧与界面为唤醒的防护罩（36）的一侧铰接连接，且所述防护罩（36）内侧面设有体温计（34）和调温计（37），所述固定担架（60）底侧两端通过扣锁（27）与配重块（31）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述机械手（42）包括第一支杆（45）、第二支杆（47）和L形板（49），所述第一支杆（45）一端通过第一旋转舵机（44）与固定担架（60）转动连接，所述第一支杆（45）另一端通过摇摆舵机（46）与第二支杆（47）的一端转动连接，所述第二支杆（47）另一端通过第二旋转舵机（48）与L形板（49）的平面板背面固定连接，所述L形板（49）竖直侧面为平面，底侧为弧形截面，L形板（49）平面远离第二旋转舵机（48）一侧通过第一固定块（50）与第三支杆（52）一端铰接连接，所述第三支杆（52）另一端与C形的机械指（53）的一端转动连接，且所述第三支杆（52）靠近机械指（53）的一端的侧面通过第三固定块（55）与伸缩杆（54）顶端铰接连接，所述伸缩杆（54）底端通过第二固定块（51）与L形板（49）铰接连接。

7.根据权利要求1所述的一种新型水上救援机器人，其特征在于：所述机器人主体（3）、动力系统（1）和搜寻系统（6）上侧固定连接有太阳能电池板（2）。