CN110216694A - 基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，由机体、功能箱和控制箱构成，所述功能箱固定于机体上，所述控制箱固定于功能箱上，所述控制箱上设有显示器，所述显示器上设有摄像头和照明灯，所述机体一端设有载框，所述机体底部设有防倾覆装置，所述机体内部设有驱动电机，所述驱动电机与机体的驱动轮连接。本救援机器人，主要通过移动信号实现对机器人的远程遥控与实时图像的传输，机体上的载框可承载救援物资，卫星定位仪可实现位置定位，扬声器可对被困人员进行提示，同时机械臂上的夹臂打开被困人员的眼睛，确认瞳孔的反应，夹臂上的振动传感器可感知被困人员的脉搏，有效的提高了救援的成功率。

Description

基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人

技术领域

本发明涉及救援机器人技术领域，具体为基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人。

背景技术

地震是影响力最大的自然灾害，地震发生使各类建(构)筑物倒塌和损坏，设备和设施损坏，交通、通讯中断和其他生命线工程设施等被破坏，以及由此引起的火灾、爆炸、瘟疫、有毒物质泄漏、放射性污染、场地破坏等造成人畜伤亡和财产损失的灾害。

地震引起的隧道、矿山巷道坍塌后，对被困人员生存状态的确认与营救存在困难，如由专业人员进行搜救，余震或二次坍塌有可能对搜救人员的安全造成威胁。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，解决了地震引起的隧道、矿山巷道坍塌后，人为救援时，容易出现余震或二次崩塌，给救生员生命安全造成威胁的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，由机体、功能箱和控制箱构成，所述功能箱固定于机体上，所述控制箱固定于功能箱上，所述控制箱上设有显示器，所述显示器上设有摄像头、照明灯和扬声器，所述机体一端设有载框，所述机体底部设有防倾覆装置，所述机体内部设有驱动电机，所述驱动电机与机体的驱动轮连接，所述功能箱上设有机械臂，所述机械臂由液压伸缩机、调节箱和夹臂构成，所述液压伸缩机的伸缩柱与调节箱固定连接，所述调节箱内部设有第二传动电机和传动齿轮，所述第二传动电机通过轴承与传动齿轮连接的齿轮轴端头连接，所述夹臂固定于齿轮轴上，所述夹臂上设有振动传感器，所述功能箱内部设有电池和第一传动电机，所述第一传动电机的转动轴与液压伸缩机上的连接座固定连接，所述控制箱内部设有控制主板、网络适配器、卫星定位仪和信号传输器，所述控制主板通过集成线分别与液压伸缩机、驱动电机、电池、第一传动电机、第二传动电机、振动传感器、网络适配器、卫星定位仪、信号传输器、摄像头、照明灯和扬声器连接。

优选的，所述信号传输器为无线信号传输器，所述信号传输器通过网络与控制终端远程连接。

优选的，所述传输齿轮包括主齿轮和副齿轮，所述主齿轮通过齿轮轴与第二传动电机连接，所述主齿轮和副齿轮啮合连接，所述主齿轮和副齿轮的齿轮轴分别与夹臂固定连接。

优选的，所述控制主板为PCB集成控制电路板，所述控制主板上设有电力连接端头、I/O连接端头、网络连接端头和处理芯片，所述I/O连接端头为集成端头，所述处理芯片通过集成线与I/O连接端头连接。

优选的，所述处理芯片为CPU芯片，所述处理芯片的型号为PC87393，所述处理芯片上设有设备控制模块、信息传输模块、信息转换模块和显示控制模块，所述设备控制模块包括液压伸缩机控制模块、驱动电机控制模块和传动电机控制模块，所述显示控制模块包括摄像头启停控制模块、照明灯启停控制模块和音频模块。

(三)有益效果

本发明提供了基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人。具备以下有益效果：

通过救援机器人的设计，有效解决了人为救援过程中，出现余震或二次崩塌，造成生命威胁的问题，本救援机器人，主要通过移动信号实现对机器人的远程遥控与实时图像的传输，机体上的载框可承载救援物资，卫星定位仪可实现位置定位，扬声器可对被困人员进行提示，同时机械臂上的夹臂打开被困人员的眼睛，确认瞳孔的反应，夹臂上的振动传感器可感知被困人员的脉搏，因此，本救援机器人集成了多种救援方式和救援手段，有效的提高了救援的成功率。

附图说明

图1为本发明整体外观结构示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明显示器结构示意图；

图4为本发明工作原理示意图。

图中，机体-1，功能箱-2，控制箱-3，载框-4，机械臂-5，液压伸缩机-6，调节箱-7，夹臂-8，显示器-9，驱动电机-10，电池-11，第一传动电机-12，第二传动电机-13，传动齿轮-14，振动传感器-15，控制主板-16，网络适配器-17，卫星定位仪-18，信号传输器-19，摄像头-20，照明灯-21，扬声器-22。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，由机体1、功能箱2和控制箱3构成，所述功能箱2固定于机体1上，所述控制箱3固定于功能箱2上，所述控制箱3上设有显示器9，所述显示器9上设有摄像头20、照明灯21和扬声器22，所述机体1一端设有载框4，所述机体1底部设有防倾覆装置，所述机体1内部设有驱动电机10，所述驱动电机10与机体1的驱动轮连接，所述功能箱2上设有机械臂5，所述机械臂5由液压伸缩机6、调节箱7和夹臂8构成，所述液压伸缩机6的伸缩柱与调节箱7固定连接，所述调节箱7内部设有第二传动电机13和传动齿轮14，所述第二传动电机13通过轴承与传动齿轮14连接的齿轮轴端头连接，所述夹臂8固定于齿轮轴上，所述夹臂8上设有振动传感器15，所述功能箱2内部设有电池11和第一传动电机12，所述第一传动电机12的转动轴与液压伸缩机6上的连接座固定连接，所述控制箱3内部设有控制主板16、网络适配器17、卫星定位仪18和信号传输器19，所述控制主板16通过集成线分别与液压伸缩机6、驱动电机10、电池11、第一传动电机12、第二传动电机13、振动传感器15、网络适配器17、卫星定位仪18、信号传输器19、摄像头20、照明灯21和扬声器22连接。

所述信号传输器19为无线信号传输器，所述信号传输器19通过网络与控制终端远程连接。通过信号传输器与控制终端的远程连接，实现了信息的远程传输和接收。

所述传输齿轮14包括主齿轮和副齿轮，所述主齿轮通过齿轮轴与第二传动电机13连接，所述主齿轮和副齿轮啮合连接，所述主齿轮和副齿轮的齿轮轴分别与夹臂8固定连接。通过齿轮啮合的方式，通过主齿轮的传动，即可实现了夹臂的开闭。

所述控制主板16为PCB集成控制电路板，所述控制主板16上设有电力连接端头、I/O连接端头、网络连接端头和处理芯片，所述I/O连接端头为集成端头，所述处理芯片通过集成线与I/O连接端头连接。控制主板与多个设备的连接，实现了设备的集成化控制。

所述处理芯片为CPU芯片，所述处理芯片的型号为PC87393，所述处理芯片上设有设备控制模块、信息传输模块、信息转换模块和显示控制模块，所述设备控制模块包括液压伸缩机控制模块、驱动电机控制模块和传动电机控制模块，所述显示控制模块包括摄像头启停控制模块、照明灯启停控制模块和音频模块。处理芯片实现了执行信息的传输和接收。

工作原理：在使用本机器人时，首先要确保电池11电量的充足，通过控制终端远程启动驱动电机10，驱动电机10将带动驱动轮实现机器人的运行，在机器人进入废墟后，通过控制终端远程开启显示器9上的摄像头20和照明灯21，在找到被困人员时，启动扬声器22给被困人员发出提示，在没有回应的情况下，通过分别启动第一传动电机12和液压伸缩机6来调整机械臂5的位置，将夹臂8位于被困人员的眼部，通过启动第二传动电机13，第二传动电机13通过传动齿轮14实现夹臂8的打开，通过夹臂8即可被困人员的眼部，配合照明灯21和摄像头20，可通过控制终端的显示设备来观察瞳孔的反应，也通过夹臂8上的振动传感器15接触被困人员的脉搏处，来感知脉搏跳动的情况，信息由信号传输器19通过移动信号传输至控制终端，发现有生命迹象时，可通过卫星定位仪18来对机器人的位置进行定位，即可拟定人为救援计划，实施人为救援，对于一些肢体被困的人员，可通过载框4内的救援物资和救援工具，进行自救。

本发明的机体1，功能箱2，控制箱3，载框4，机械臂5，液压伸缩机6，调节箱7，夹臂8，显示器9，驱动电机10，电池11，第一传动电机12，第二传动电机13，传动齿轮14，振动传感器15，控制主板16，网络适配器17，卫星定位仪18，信号传输器19，摄像头20，照明灯21，扬声器22，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是地震引起的隧道、矿山巷道坍塌后，人为救援时，容易出现余震或二次崩塌，给救生员生命安全造成威胁的问题，本发明通过救援机器人的设计，有效解决了人为救援过程中，出现余震或二次崩塌，造成生命威胁的问题，本救援机器人，主要通过移动信号实现对机器人的远程遥控与实时图像的传输，通过机体1上的载框4可承载救援物资，卫星定位仪18可实现位置定位，扬声器22可对被困人员进行提示，同时机械臂5上的夹臂8打开被困人员的眼睛，确认瞳孔的反应，夹臂8上的振动传感器15可感知被困人员的脉搏，因此，本救援机器人集成了多种救援方式和救援手段，有效的提高了救援的成功率。

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,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，其特征在于：由机体(1)、功能箱(2)和控制箱(3)构成，所述功能箱(2)固定于机体(1)上，所述控制箱(3)固定于功能箱(2)上，所述控制箱(3)上设有显示器(9)，所述显示器(9)上设有摄像头(20)、照明灯(21)和扬声器(22)，所述机体(1)一端设有载框(4)，所述机体(1)底部设有防倾覆装置，所述机体(1)内部设有驱动电机(10)，所述驱动电机(10)与机体(1)的驱动轮连接，所述功能箱(2)上设有机械臂(5)，所述机械臂(5)由液压伸缩机(6)、调节箱(7)和夹臂(8)构成，所述液压伸缩机(6)的伸缩柱与调节箱(7)固定连接，所述调节箱(7)内部设有第二传动电机(13)和传动齿轮(14)，所述第二传动电机(13)通过轴承与传动齿轮(14)连接的齿轮轴端头连接，所述夹臂(8)固定于齿轮轴上，所述夹臂(8)上设有振动传感器(15)，所述功能箱(2)内部设有电池(11)和第一传动电机(12)，所述第一传动电机(12)的转动轴与液压伸缩机(6)上的连接座固定连接，所述控制箱(3)内部设有控制主板(16)、网络适配器(17)、卫星定位仪(18)和信号传输器(19)，所述控制主板(16)通过集成线分别与液压伸缩机(6)、驱动电机(10)、电池(11)、第一传动电机(12)、第二传动电机(13)、振动传感器(15)、网络适配器(17)、卫星定位仪(18)、信号传输器(19)、摄像头(20)、照明灯(21)和扬声器(22)连接。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，其特征在于：所述信号传输器(19)为无线信号传输器，所述信号传输器(19)通过网络与控制终端远程连接。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，其特征在于：所述传输齿轮(14)包括主齿轮和副齿轮，所述主齿轮通过齿轮轴与第二传动电机(13)连接，所述主齿轮和副齿轮啮合连接，所述主齿轮和副齿轮的齿轮轴分别与夹臂(8)固定连接。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，其特征在于：所述控制主板(16)为PCB集成控制电路板，所述控制主板(16)上设有电力连接端头、I/O连接端头、网络连接端头和处理芯片，所述I/O连接端头为集成端头，所述处理芯片通过集成线与I/O连接端头连接。

5.根据权利要求4所述的基于无线通信的事故灾害坍塌现场应急救援机器人，其特征在于：所述处理芯片为CPU芯片，所述处理芯片的型号为PC87393，所述处理芯片上设有设备控制模块、信息传输模块、信息转换模块和显示控制模块，所述设备控制模块包括液压伸缩机控制模块、驱动电机控制模块和传动电机控制模块，所述显示控制模块包括摄像头启停控制模块、照明灯启停控制模块和音频模块。