CN111975791A - 一种飞行仿生控制手臂救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行仿生控制手臂救援机器人，包括多旋翼飞行平台，多旋翼飞行平台的底部通过支撑架连接有机械手臂，支撑架底端活动连接有基架，机械手臂活动连接有机械仿生手，多旋翼飞行平台上设置有远端控制系统，远端控制系统与机械手臂、机械仿生手、基架连接；还包括控制手套，控制手套上设置有手臂仿生控制器、手指仿生控制器、手套传感器，手臂仿生控制器、手指仿生控制器、手套传感器均与设置于控制手套手腕处的数据无线传输器连接，数据无线传输器与近端控制系统连接，远端控制系统与近端控制系统连接。具有自由飞行，快速到达任务位置，降低救援时间及模仿人类手臂进行复杂动作作业的特点。

Description

一种飞行仿生控制手臂救援机器人

技术领域

本发明属于救援机器人技术领域，涉及一种飞行仿生控制手臂救援机器人。

背景技术

安全生产事故中高危行业所占比重较大，这些行业一旦发生事故极易造成严重后果，但是在有些情况和领域却不适合人工作业，如高危化学品泄漏(化学原料厂、化学运输车等)、灭火、排雷、应急救援、烟花爆竹、建筑施工等。核工业的一些工人使用机器人来处理放射性物质，触觉机器人的手也可用于在炸弹处理、空间探索、建造和地震等复杂场景下执行远程医疗、远程协助等任务。保护人类操作人员，尽可能降低人类受伤的风险。

劳动力市场供给减少，人口红利逐年降低，部分高危行业面临劳动力短缺，“机器人换人”完成高危工作，同时帮助企业降低成本。国家规定一些属于危险、有毒有害的工作岗位须由机器人替代普通员工，对于高危行业的机器人替代人工，能够更好的减小了事故发生，在一些领域，人工无法完成的作业也可以由机器人完成。这就需要更多的技术开发，更快地实现人工智能化。

“机器人换人”，一方面既可以保质保量完成工作，又可以有效避免潜在的危险有可能带来的恶果；另一方面，应用机器人员工可以为企业在发展中提高生产效率、降低生产成本、提高产品技术含量、扩大企业竞争实力；

例如公告号CN110587633A公开了一种破障排雷机器人，解决了现有技术中，在沙滩、沙漠、沼泽、丘陵和山区等地形需要投放TNT炸药时，由于地形复杂，一般的自动行走设备无法适应并进行正常行走。

公告号CN109623833A中公开了一种救援机器人，主要适用领域是平整陆地，并且仅有一个机械手夹子，对于很多情况并不能很好的实施救援。

公告号CN104689940B中公开了一种化工厂泄露事故洗消机器人，主要针对化学品泄漏时对化学品清洗的专利，但是该专利存在很大的技术缺陷，即化学品泄漏，很多化学品本身并不能通过水雾清洗，会再次产生化学反应；再是化学品泄漏，第一时间的主要任务是解决泄露问题，因为泄漏可能会产生爆炸、环境污染、人身伤害等等的问题，故需要先阻止泄漏，再处理泄漏的化学品。

但以上所述各类机器人，都无法解决复杂地理环境的各种救援工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞行仿生控制手臂救援机器人，具有自由飞行，快速到达任务位置，降低救援时间及模仿人类手臂进行复杂动作作业的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种飞行仿生控制手臂救援机器人，包括多旋翼飞行平台，多旋翼飞行平台的底部通过支撑架连接有机械手臂，支撑架底端且位于机械手臂的两侧对称的活动连接有基架，机械手臂远离支撑架的一端活动连接有机械仿生手，多旋翼飞行平台上设置有远端控制系统，远端控制系统与机械手臂、机械仿生手、基架连接；

还包括控制手套，控制手套上设置有手臂仿生控制器、手指仿生控制器、手套传感器，手臂仿生控制器、手指仿生控制器、手套传感器均与设置于控制手套手腕处的数据无线传输器连接，数据无线传输器与近端控制系统连接，手套传感器、手臂仿生控制器、手指仿生控制器均与近端电源连接；

远端控制系统与近端控制系统连接。

本发明的特点还在于，

远端控制系统包括机器人AI控制器，机器人AI控制器分别与远端通信模块、飞行控制器、机械手臂控制器、手指控制器，远端通信模块与远端天线连接，飞行控制器分别与GPS、视觉传感器连接，机器人AI控制器、飞行控制器、手指控制器、机械手臂控制器均与远端电源连接，机器人AI控制器、远端通信模块、飞行控制器、GPS、视觉传感器、远端电源均设置于多旋翼飞行平台的内部，远端天线设置于多旋翼飞行平台的顶部，机械手臂控制器、手指控制器设置于多旋翼飞行平台的底部。

近端控制系统包括与数据无线传输器连接的无线接收器，无线接收器分别连接有飞行远程控制器、远程视觉监视器，飞行远程控制器、远程视觉监视器与近端通信模块连接，近端通信模块与近端天线连接，飞行远程控制器、远程视觉监视器与近端电源连接，近端天线与远端天线连接。

机械手臂包括机械手臂六节臂，机械手臂六节臂依次活动连接有机械手臂一节臂、机械手臂二节臂、机械手臂三节臂、机械手臂四节臂、机械手臂五节臂；

机械手臂四节臂与机械手臂五节臂的连接处、机械手臂三节臂与机械手臂四节臂的连接处、机械手臂二节臂与机械手臂三节臂的连接处、机械手臂一节臂与机械手臂二节臂的连接处、机械手臂六节臂与机械手臂一节臂的连接处均设置有机械手臂步进电机及机械手臂传感器，机械手臂步进电机、机械手臂传感器均与机械臂控制器、远端电源连接。

机械手臂六节臂包括与与支撑架连接的机械手臂基座，机械手臂基座的底部连接有监控摄像头内转轴，监控摄像头内转轴外部套接有监控摄像头外转轴，监控摄像头外转轴的侧壁设置有监控摄像头基座，监控摄像头基座上设置有摄像头，摄像头分别与机械手臂控制器、远端电源连接，监控摄像头内转轴的底部活动连接有机械手臂一节臂。

机械仿生手包括与机械手臂五节臂活动连接的手掌手臂连接臂，手掌手臂连接臂连接有手掌，手掌的一侧活动连接有手掌大拇指连接臂，手掌的另一侧由下至上依次活动连接有手掌小拇指连接臂、手掌无名指连接臂；

手掌大拇指连接臂依次活动连接有大拇指节转轴二、大拇指节二、大拇指节转轴一、大拇指节一；

手掌小拇指连接臂通过小拇指转轴三连接件依次活动连接有小拇指转轴三、小拇指指节三、小拇指转轴二、小拇指指节二、小拇指转轴一、小拇指指节一；

手掌无名指连接臂通过无名指转轴三连接件依次活动连接有无名指转轴三、无名指指节三、无名指转轴二、无名指指节二、无名指转轴一、无名指指节一；

手掌的顶端通过中指转轴三连接件依次活动连接有中指转轴三、中指指节三、中指转轴二、中指指节二、中指转轴一、中指指节一；

手掌的顶端还通过食指转轴三连接件依次活动连接有食指转轴三食指指节三、食指转轴二、食指指节二、食指转轴一、食指指节一；

大拇指节一、小拇指指节一、无名指指节一、中指指节一及食指指节一的指腹位置，大拇指节二、小拇指指节二、无名指指节二、中指指节二、食指指节二、小拇指指节三、无名指指节三、中指指节三及食指指节三的内侧位置与手掌均设置有手指传感器；

手掌与大拇指连接臂的连接处、手掌与手掌小拇指连接臂的连接处、手掌与手掌无名指连接臂的连接处、大拇指节转轴二、大拇指节转轴一、小拇指转轴三、小拇指转轴二、小拇指转轴一、无名指转轴三、无名指转轴二、无名指转轴一、中指转轴三、中指转轴二、中指转轴一、食指转轴三、食指转轴二、食指转轴一均设置有手指步进电机；

手指传感器、手指步进电机均分别与手指控制器、远端电源连接。

手套传感器包括在控制手套的大拇指指套上从指尖至指根依次设置的大拇指节一传感器、大拇指节二传感器，大拇指节一传感器依次与大拇指节二传感器、数据无线传感器连接；

还包括在控制手套的食拇指指套上从指尖至指根依次设置的食指指节一传感器、食指指节二传感器、食指指节三传感器，食指指节一传感器依次与食指指节二传感器、食指指节三传感器、数据无线传感器连接；

还包括在控制手套的中指指套上从指尖至指根依次设置的中指指节一传感器、中指指节二传感器、中指指节三传感器，中指指节一传感器依次与中指指节二传感器、中指指节三传感器、数据无线传感器连接；

还包括在控制手套的无名指指套上从指尖至指根依次设置的无名指指节一传感器、无名指指节二传感器、无名指指节三传感器，无名指指节一传感器依次与无名指指节二传感器、无名指指节三传感器、数据无线传感器连接；

还包括在控制手套的小拇指指套上从指尖至指根依次设置的小拇指指节一传感器、小拇指指节二传感器、小拇指指节三传感器，小拇指指节一传感器依次与小拇指指节二传感器、小拇指指节三传感器、数据无线传感器连接。

基架通过转轴与支撑架连接，转轴上连接有基架步进电机，基架步进电机分别与远端电源、飞行控制器连接。

本发明的有益效果是：本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人，提升机器人救援的使用效果，通过多旋翼飞行平台的使用，使机器人在救援时不受地理环境的限制，融入灵活的机械手臂，可以六个自由度上自由运动，使救援时的动作不那么单一，从而提高救援时的效率，同时机器人的使用，可以很大程度上减少在灾难中的财产以及人员的损失。

附图说明

图1是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的结构示意图；

图2是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的使用状态图；

图3是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的机械手臂结构图；

图4是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的机械手臂侧视图；

图5是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的仿生机械手的主视图；

图6是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的仿生机械手的后视图；

图7是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的控制手套的主视图；

图8是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的控制手套的后视图；

图9是本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的远端控制原理图；

图10使本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的近端控制原理图。

图中，1.机械仿生手，2.机械手臂一节臂，3.机械手臂二节臂，4.机械手臂三节臂，5.机械手臂四节臂，6.机械手臂五节臂，7.机械手臂六节臂，8.多旋翼飞行平台，9.支撑架，10.基架，11.大拇指节一，12.大拇指节二，13大拇指节转轴一，14大拇指节转轴二，21.食指指节一，22.食指指节二，23.食指指节三，24.食指转轴一，25.食指转轴二，26.食指转轴三，27.食指转轴三连接件，31.中指指节一32.中指指节二，33.中指指节三，34.中指转轴一，35.中指转轴二，36.中指转轴三，37中指转轴三连接件，41.无名指指节一，42.无名指指节二，43.无名指指节三，44.无名指转轴一，45.无名指转轴二，46.无名指转轴三，47.无名指转轴三连接件，51.小拇指指节一，52.小拇指指节二，53.小拇指指节三，54.小拇指转轴一，55.小拇指转轴二，56.小拇指转轴三，57.小拇指转轴三连接件，61.手掌大拇指连接臂，62.手掌，63.手掌手臂连接臂，64.手掌无名指连接臂，65.手掌小拇指连接臂，71.机械手臂基座，72.监控摄像头内转轴，73.监控摄像头外转轴，74.监控摄像头基座，75.摄像头，100.数据无线传输器，101.控制手套，102.飞行远程控制器，103.远程视觉监视器，104.无线接收器，105.机械手臂，111.大拇指节一传感器，121.大拇指节二传感器，211.食指指节一传感器，221.食指指节二传感器，231.食指指节三传感器，311.中指指节一传感器，321.中指指节二传感器，331.中指指节三传感器，411.无名指指节一传感器，421.无名指指节二传感器，431.无名指指节三传感器，511.小拇指指节一传感器，521.小拇指指节二传感器，531.小拇指指节三传感器，601.远端通信天线，602.远端通信模块，603.机器人AI控制器，604.GPS，605.视觉传感器，606.飞行控制器，607.远端电源，608.手指控制器，609.手指步进电机，610.手指传感器，611.机械手臂控制器，612.机械手臂步进电机，613.机械手臂传感器，614.近端通信天线，615.近端通信模块，616.手臂仿生控制器，617.手指仿生控制器，618.近端电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人，如图1和图2所示，包括多旋翼飞行平台8，多旋翼飞行平台8的底部通过支撑架9连接有机械手臂105，支撑架9底端且位于机械手臂的两侧对称的活动连接有基架10，机械手臂105远离支撑架9的一端活动连接有机械仿生手1，多旋翼飞行平台8上设置有远端控制系统，远端控制系统与机械手臂105、机械仿生手1、基架10连接；如图7和图8所示，还包括控制手套101，控制手套101上设置有手臂仿生控制器616、手指仿生控制器617、手套传感器，手臂仿生控制器616、手指仿生控制器617、手套传感器均与设置于控制手套101手腕处的数据无线传输器100连接，数据无线传输器100与近端控制系统连接，手套传感器、手臂仿生控制器616、手指仿生控制器617均与近端电源618连接；远端控制系统与近端控制系统连接。

如图9所示，远端控制系统包括机器人AI控制器603，机器人AI控制器603分别与远端通信模块602、飞行控制器606、机械手臂控制器611、手指控制器608，远端通信模块602与远端天线601连接，飞行控制器606分别与GPS604、视觉传感器605连接，机器人AI控制器603、飞行控制器606、手指控制器608、机械手臂控制器611均与远端电源607连接，机器人AI控制器603、远端通信模块602、飞行控制器606、GPS604、视觉传感器605、远端电源607均设置于多旋翼飞行平台8的内部，远端天线601设置于多旋翼飞行平台8的顶部，机械手臂控制器611、手指控制器608设置于多旋翼飞行平台8的底部。

远端电源607包括设置于多旋翼飞行平台8内部的电池组a和设置于多旋翼飞行平台8底部的电池组b，机器人AI控制器603、远端通信模块602、飞行控制器606、GPS604、视觉传感器605与电池组a连接，机械手臂控制器611、手指控制器608与电池组b连接。

如图10所示，近端控制系统包括与数据无线传输器100连接的无线接收器104，无线接收器104分别连接有飞行远程控制器102、远程视觉监视器103，飞行远程控制器102、远程视觉监视器103与近端通信模块615连接，近端通信模块615与近端天线614连接，飞行远程控制器102、远程视觉监视器103与近端电源618连接，近端天线614与远端天线601连接。

如图3和图4所示，机械手臂105包括机械手臂六节臂7，机械手臂六节臂7依次活动连接有机械手臂一节臂2、机械手臂二节臂3、机械手臂三节臂4、机械手臂四节臂5、机械手臂五节臂6；

机械手臂四节臂5与机械手臂五节臂6的连接处、机械手臂三节臂4与机械手臂四节臂5的连接处、机械手臂二节臂3与机械手臂三节臂4的连接处、机械手臂一节臂2与机械手臂二节臂3的连接处、机械手臂六节臂7与机械手臂一节臂2的连接处、机械手臂五节臂6与机械仿生手1的连接处均设置有机械手臂步进电机612及机械手臂传感器613，机械手臂步进电机612、机械手臂传感器613均与机械臂控制器611、远端电源607中的电池组b连接。

机械手臂六节臂7包括与与支撑架9连接的机械手臂基座71，机械手臂基座71的底部连接有监控摄像头内转轴72，监控摄像头内转轴72外部套接有监控摄像头外转轴73，监控摄像头外转轴73的侧壁设置有监控摄像头基座74，监控摄像头基座74上设置有摄像头75，摄像头75分别与机械手臂控制器611、远端电源607中的电池组b连接，监控摄像头内转轴72的底部活动连接有机械手臂一节臂2。

如图5和图6所示，机械仿生手1包括与机械手臂五节臂6活动连接的手掌手臂连接臂63，手掌手臂连接臂63连接有手掌62，手掌62的一侧活动连接有手掌大拇指连接臂61，手掌62的另一侧由下至上依次活动连接有手掌小拇指连接臂65、手掌无名指连接臂64；

手掌大拇指连接臂61依次活动连接有大拇指节转轴二14、大拇指节二12、大拇指节转轴一13、大拇指节一11；

手掌小拇指连接臂65通过小拇指转轴三连接件57依次活动连接有小拇指转轴三56、小拇指指节三53、小拇指转轴二55、小拇指指节二52、小拇指转轴一54、小拇指指节一51；

手掌无名指连接臂64通过无名指转轴三连接件47依次活动连接有无名指转轴三46、无名指指节三43、无名指转轴二45、无名指指节二42、无名指转轴一44、无名指指节一41；

手掌62的顶端通过中指转轴三连接件37依次活动连接有中指转轴三36、中指指节三33、中指转轴二35、中指指节二32、中指转轴一34、中指指节一31；

手掌62的顶端还通过食指转轴三连接件27依次活动连接有食指转轴三26、食指指节三23、食指转轴二25、食指指节二22、食指转轴一24、食指指节一21；

大拇指节一11、小拇指指节一51、无名指指节一41、中指指节一31及食指指节一21的指腹位置，大拇指节二12、小拇指指节二52、无名指指节二42、中指指节二32、食指指节二22、小拇指指节三53、无名指指节三43、中指指节三33及食指指节三23的内侧位置与手掌62均设置有手指传感器610；

手掌62与大拇指连接臂61的连接处、手掌62与手掌小拇指连接臂65的连接处、手掌62与手掌无名指连接臂64的连接处、大拇指节转轴二14、大拇指节转轴一13、小拇指转轴三56、小拇指转轴二55、小拇指转轴一54、无名指转轴三46、无名指转轴二45、无名指转轴一44、中指转轴三36、中指转轴二35、中指转轴一34、食指转轴三26、食指转轴二25、食指转轴一24均设置有手指步进电机609；

手指传感器610、手指步进电机609均分别与手指控制器608、远端电源607中的电池组b连接。

手套传感器包括在控制手套101的大拇指指套上从指尖至指根依次设置的大拇指节一传感器111、大拇指节二传感器121，大拇指节一传感器111依次与大拇指节二传感器121、数据无线传感器100连接；

还包括在控制手套101的食拇指指套上从指尖至指根依次设置的食指指节一传感器211、食指指节二传感器221、食指指节三传感器231，食指指节一传感器211依次与食指指节二传感器221、食指指节三传感器231、数据无线传感器100连接；

还包括在控制手套101的中指指套上从指尖至指根依次设置的中指指节一传感器311、中指指节二传感器321、中指指节三传感器331，中指指节一传感器311依次与中指指节二传感器321、中指指节三传感器331、数据无线传感器100连接；

还包括在控制手套101的无名指指套上从指尖至指根依次设置的无名指指节一传感器411、无名指指节二传感器421、无名指指节三传感器431，无名指指节一传感器411依次与无名指指节二传感器421、无名指指节三传感器431、数据无线传感器100连接；

还包括在控制手套101的小拇指指套上从指尖至指根依次设置的小拇指指节一传感器511、小拇指指节二传感器521、小拇指指节三传感器531，小拇指指节一传感器511依次与小拇指指节二传感器521、小拇指指节三传感器531、数据无线传感器100连接。

两个基架10通过转轴与支撑架9连接，转轴上连接有基架步进电机，基架步进电机分别与远端电源607中的电池组a、飞行控制器606连接。

本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的各个控制器的作用如下：

机器人AI控制器603是整个机器人的控制中心，具有控制机器人执行任务的功能、与近端控制系统的通信功能、对于数据具有存储与处理能力。

飞行控制器606负责信号的采集、控制律的解算、机器人飞行的姿态和速度，以及机器人的起升与降落。

手指控制器608主要作用在机械仿生手1上，主要通过手指步进电机609和手指传感器610对仿生机械手1进行控制，使其模仿人手的动作，进行相关的作业。

机械臂控制器611作用为通过控制机械手臂步进电机612、机械手臂传感器613，使机械手臂进行多自由度上的运动，从而进行相关的作业。

手臂仿生控制器616是控制手套101上的部件，其通过线缆连接数据无线传输器，将手臂的动作进行传输，通过机器人AI控制器的处理转换，作用在机械臂控制器上，利用其上的机械臂步进电机和机械臂传感器使其进行运动。

手指仿生控制器617是控制手套101上的部件，作业人员通过穿戴控制手套101，使其上的手套传感器进行手掌运动即压力的采集，通过手指仿生控制器的处理，在经过几次传输，将数据传输到手指控制器上，使机械仿生手1上的手指步进电机工作，从而同步作业人员的手进行运动，机械仿生手1上的手指传感器采集其上的压力数据，将其传回控制手套101，控制手套101通过手指仿生控制器将数据转换为相应的数据值传输到传感器上，形成一个良好的回路，使其达到触觉反馈的效果。

飞行远程控制器102主要作用为与飞行控制器相结合，主要发出机器人起升、降落、悬停等命令，然后通过近端通信模块将这些命令传输到飞行控制器上面，从而控制整个机器人的运动。

远程视觉监控器103主要作用为显示机器人的整个工作的画面，包括多旋翼飞行平台上的视觉画面和机械手臂上的摄像头传回的画面，多旋翼飞行平台上的视觉传感器采集的画面主要是为了确定并且选取合理的作业位置，机械手臂上摄像头采集的视频画面主要是机械仿生手1的作业画面。

本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人的各个控制器的工作原理为：以一个情景模拟来体现飞行仿生控制手臂救援机器人的工作过程：在某楼顶有一个爆炸装置需要拆除，拆弹人员通过飞行远程控制器102操控多旋翼飞行平台8根据其上的GPS604和视觉传感器605飞到操作指定的地点悬停，飞行控制器606控制基架步进电机转动，带动基架10升起，机械手臂上的摄像头75通过固定在机械手臂71上的监控摄像头内转轴72、监控摄像头外转轴73的运动实现多角度的实时画面传输，远端远端通信模块602通过远端天线601将实时数据传输给近端天线614，近端天线614接收到数据后通过近端通信模块615将监控画面传输给远程视觉监控器103，从而使操作人员可以多方位的监控机械仿生手1的动作。控制手套101通过其上的手臂仿生控制器616和手指仿生控制器617模拟拆弹人员的动作，通过无线传输器100连接到无线接收器104，从而控制机械仿生手1上的手指步进电机609进行相应的工作，通过手指步进电机609的移动来控制机械仿生1的位置及动作，以遍操纵机械仿生手1工作。机械手臂为六自由度机械手臂，通过其上的机械手臂步进电机612、机械手臂传感器613两个部件实现X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动六个自由度的运动。通过控制手套101手腕上的数据无线传输器100的位置来确定机械手臂前端的位置，机械手臂的前端连接机械仿生手1，机器人各种控制管线从机械手臂106空腔内穿过，其中各种数据、指令通过机器人AI控制器603将数据、指令进行处理进而通过连接线输到下一级的执行机构。拆弹人员佩戴控制手套101去远程控制机械仿生手1，而机械仿生手1上的手指传感器610的数据还能回传给控制手套101上的手套传感器，使人手可以感受到机械仿生手1所拿物体的特性，达成良好的反馈机制，从而形成回路互动。在此基础上，拆弹人员通过控制手套101，进行拆弹的动作，飞行救援机器人105在拆弹人员的控制下拆除高楼上的炸弹，解决了这场炸弹危机。

通过上述方式，本发明一种飞行仿生控制手臂救援机器人，在大拇指节一11、食指指节一21、中指指节一31、无名指指节一41、小拇指指节一51的指腹位置具有传感器，手掌62及各个指节均设置有手指传感器，则机械仿生手1将接触物体的压力传输到控制手套101，控制手套101上的各个指节上的手套传感器与触觉反馈手套接收接触物体的压力，从而只要戴控制手套101就可以通过手指感知物体，以及捏物体的压力，以便更好地实施操作，基本上可以模拟人手的各种动作；仿生机械手1体积大小和成年人手掌接近；拥有手指传感器可感知每个关节的相对位置；支持高带宽接口可连接其它传感器；机械手臂上面有六个节臂，通过六个节臂的运动，使机械手臂可以进行多自由度的运动，从而实现各种特殊环境下的作业，提高救援时的效率；通过多旋翼飞行平台的使用，使机器人在救援时不受地理环境的限制。本发明机器人能够是工作人员远离或不直接接触危险，可以很大程度上减少在灾难中的财产以及人员的损失。

Claims (8)

1.一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，包括多旋翼飞行平台(8)，多旋翼飞行平台(8)的底部通过支撑架(9)连接有机械手臂(105)，支撑架(9)底端且位于机械手臂的两侧对称的活动连接有基架(10)，机械手臂(105)远离支撑架(9)的一端活动连接有机械仿生手(1)，多旋翼飞行平台(8)上设置有远端控制系统，远端控制系统与机械手臂(105)、机械仿生手(1)、基架(10)连接；

还包括控制手套(101)，控制手套(101)上设置有手臂仿生控制器(616)、手指仿生控制器(617)、手套传感器，手臂仿生控制器(616)、手指仿生控制器(617)、手套传感器均与设置于控制手套(101)手腕处的数据无线传输器(100)连接，数据无线传输器(100)与近端控制系统连接，手套传感器、手臂仿生控制器(616)、手指仿生控制器(617)均与近端电源(618)连接；

远端控制系统与近端控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述远端控制系统包括机器人AI控制器(603)，机器人AI控制器(603)分别与远端通信模块(602)、飞行控制器(606)、机械手臂控制器(611)、手指控制器(608)，远端通信模块(602)与远端天线(601)连接，飞行控制器(606)分别与GPS(604)、视觉传感器(605)连接，机器人AI控制器(603)、飞行控制器(606)、手指控制器(608)、机械手臂控制器(611)均与远端电源(607)连接，机器人AI控制器(603)、远端通信模块(602)、飞行控制器(606)、GPS(604)、视觉传感器(605)、远端电源(607)均设置于多旋翼飞行平台(8)的内部，远端天线(601)设置于多旋翼飞行平台(8)的顶部，机械手臂控制器(611)、手指控制器(608)设置于多旋翼飞行平台(8)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述近端控制系统包括与数据无线传输器(100)连接的无线接收器(104)，无线接收器(104)分别连接有飞行远程控制器(102)、远程视觉监视器(103)，飞行远程控制器(102)、远程视觉监视器(103)与近端通信模块(615)连接，近端通信模块(615)与近端天线(614)连接，飞行远程控制器(102)、远程视觉监视器(103)与近端电源(618)连接，近端天线(614)与远端天线(601)连接。

4.根据权利要求2所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述机械手臂(105)包括机械手臂六节臂(7)，机械手臂六节臂(7)依次活动连接有机械手臂一节臂(2)、机械手臂二节臂(3)、机械手臂三节臂(4)、机械手臂四节臂(5)、机械手臂五节臂(6)；

机械手臂四节臂(5)与机械手臂五节臂(6)的连接处、机械手臂三节臂(4)与机械手臂四节臂(5)的连接处、机械手臂二节臂(3)与机械手臂三节臂(4)的连接处、机械手臂一节臂(2)与机械手臂二节臂(3)的连接处、机械手臂六节臂(7)与机械手臂一节臂(2)的连接处均设置有机械手臂步进电机(612)及机械手臂传感器(613)，机械手臂步进电机(612)、机械手臂传感器(613)均与机械臂控制器(611)、远端电源(607)连接。

5.根据权利要求4所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述机械手臂六节臂(7)包括与与支撑架(9)连接的机械手臂基座(71)，机械手臂基座(71)的底部连接有监控摄像头内转轴(72)，监控摄像头内转轴(72)外部套接有监控摄像头外转轴(73)，监控摄像头外转轴(73)的侧壁设置有监控摄像头基座(74)，监控摄像头基座(74)上设置有摄像头(75)，摄像头(75)分别与机械手臂控制器(611)、远端电源(607)连接，监控摄像头内转轴(72)的底部活动连接有机械手臂一节臂(2)。

6.根据权利要求2所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述机械仿生手(1)包括与机械手臂五节臂(6)活动连接的手掌手臂连接臂(63)，手掌手臂连接臂(63)连接有手掌(62)，手掌(62)的一侧活动连接有手掌大拇指连接臂(61)，手掌(62)的另一侧由下至上依次活动连接有手掌小拇指连接臂(65)、手掌无名指连接臂(64)；

手掌大拇指连接臂(61)依次活动连接有大拇指节转轴二(14)、大拇指节二(12)、大拇指节转轴一(13)、大拇指节一(11)；

手掌小拇指连接臂(65)通过小拇指转轴三连接件(57)依次活动连接有小拇指转轴三(56)、小拇指指节三(53)、小拇指转轴二(55)、小拇指指节二(52)、小拇指转轴一(54)、小拇指指节一(51)；

手掌无名指连接臂(64)通过无名指转轴三连接件(47)依次活动连接有无名指转轴三(46)、无名指指节三(43)、无名指转轴二(45)、无名指指节二(42)、无名指转轴一(44)、无名指指节一(41)；

手掌(62)的顶端通过中指转轴三连接件(37)依次活动连接有中指转轴三(36)、中指指节三(33)、中指转轴二(35)、中指指节二(32)、中指转轴一(34)、中指指节一(31)；

手掌(62)的顶端还通过食指转轴三连接件(27)依次活动连接有食指转轴三(26)、食指指节三(23)、食指转轴二(25)、食指指节二(22)、食指转轴一(24)、食指指节一(21)；

大拇指节一(11)、小拇指指节一(51)、无名指指节一(41)、中指指节一(31)及食指指节一(21)的指腹位置，大拇指节二(12)、小拇指指节二(52)、无名指指节二(42)、中指指节二(32)、食指指节二(22)、小拇指指节三(53)、无名指指节三(43)、中指指节三(33)及食指指节三(23)的内侧位置与手掌(62)均设置有手指传感器(610)；

手掌(62)与大拇指连接臂(61)的连接处、手掌(62)与手掌小拇指连接臂(65)的连接处、手掌(62)与手掌无名指连接臂(64)的连接处、大拇指节转轴二(14)、大拇指节转轴一(13)、小拇指转轴三(56)、小拇指转轴二(55)、小拇指转轴一(54)、无名指转轴三(46)、无名指转轴二(45)、无名指转轴一(44)、中指转轴三(36)、中指转轴二(35)、中指转轴一(34)、食指转轴三(26)、食指转轴二(25)、食指转轴一(24)均设置有手指步进电机(609)；

手指传感器(610)、手指步进电机(609)均分别与手指控制器(608)、远端电源(607)连接。

7.根据权利要求3所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，所述手套传感器包括在控制手套(101)的大拇指指套上从指尖至指根依次设置的大拇指节一传感器(111)、大拇指节二传感器(121)，大拇指节一传感器(111)依次与大拇指节二传感器(121)、数据无线传感器(100)连接；

还包括在控制手套(101)的食拇指指套上从指尖至指根依次设置的食指指节一传感器(211)、食指指节二传感器(221)、食指指节三传感器(231)，食指指节一传感器(211)依次与食指指节二传感器(221)、食指指节三传感器(231)、数据无线传感器(100)连接；

还包括在控制手套(101)的中指指套上从指尖至指根依次设置的中指指节一传感器(311)、中指指节二传感器(321)、中指指节三传感器(331)，中指指节一传感器(311)依次与中指指节二传感器(321)、中指指节三传感器(331)、数据无线传感器(100)连接；

还包括在控制手套(101)的无名指指套上从指尖至指根依次设置的无名指指节一传感器(411)、无名指指节二传感器(421)、无名指指节三传感器(431)，无名指指节一传感器(411)依次与无名指指节二传感器(421)、无名指指节三传感器(431)、数据无线传感器(100)连接；

还包括在控制手套(101)的小拇指指套上从指尖至指根依次设置的小拇指指节一传感器(511)、小拇指指节二传感器(521)、小拇指指节三传感器(531)，小拇指指节一传感器(511)依次与小拇指指节二传感器(521)、小拇指指节三传感器(531)、数据无线传感器(100)连接。

8.根据权利要求2所述的一种飞行仿生控制手臂救援机器人，其特征在于，两个所述基架(10)通过转轴与支撑架(9)连接，转轴上连接有基架步进电机，基架步进电机分别与远端电源(607)、飞行控制器(606)连接。

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