CN113200102A - 一种蛛形灾后智能探测搜救仪 - Google Patents

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郑彬
甫圣焱
向上
胡顺然
刘思红
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Abstract

本发明公开了一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其包括：蛛头，蛛头内设有摄像头和传感器总成；通信模块，用于接收所述摄像头和/或传感器总成的指令对蛛腿进行控制；蛛腿，至少4条所述蛛腿连接在所述蛛头的周围，用于带动所述蛛头移动，所述蛛腿能蜷缩在所述蛛头下。用搜救仪代替人的眼睛从各种缝隙深入地震废墟内部精确探测被困人员的位置给出具体经纬度坐标，搜集被困人员所处的环境、位置、和危险性传递给搜救人员便于制定适合救援的方案和救援顺序。这极大地提高了救援效率和被困人员的存活率。

Description

一种蛛形灾后智能探测搜救仪
技术领域
本发明涉及智能探测技术领域，更具体的说是一种蛛形灾后智能探测搜救仪。
背景技术
随着经济的发展我国如今已是高楼遍地，但是地震来临时这往往会给人们带来毁灭性的灾难，且每年或多或少会发生那么几次地震，虽然如今对地震的预警已能精确到秒，但是对于震源处确是无法预测。所以难免会出现人员被困，且一般地震过后的废墟不是局部的而是大范围的，被困人员可能在废墟下的任何地方，无法精确定位救援则可能浪费多余的财力和物力，还可能在施救过程中给被困人员造成二次伤害。
因此，为了解决被困人员的救援问题，我们必须能对其实现精确定位实现定位定点的准确营救。对于目前市面上有的生命探测仪，音频探测仪，热成像探测仪这类对被困人员的探测方法局限于地表，无法对深层进行探测，可能会出现漏救的现象。
发明内容
本发明提供一种蛛形灾后智能探测搜救仪，以期解决背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种蛛形灾后智能探测搜救仪，包括：蛛头，蛛头内设有摄像头和传感器总成；通信模块，用于接收所述摄像头和/或传感器总成的指令对蛛腿进行控制；蛛腿，至少4条所述蛛腿连接在所述蛛头的周围，用于带动所述蛛头移动，所述蛛腿能蜷缩在所述蛛头下。
在一些实施例中，所述蛛头包括固定盘座和扣合在所述固定盘座上的固定盘上壳，所述固定盘上壳通过转动部件转动连接在所述固定盘座上；所述摄像头安装在固定盘上壳上。
在一些实施例中，所述转动部件包括旋转电机、旋转电机转动轴，所述旋转电机固设在固定盘座上，旋转电机转动轴的一端连接在旋转电机的输出端，旋转电机的另一端连接在固定盘上壳上。
在一些实施例中，所述传感器总成包括：毫米波雷达，毫米波雷达用于测距和检测落石；陀螺仪，安装在旋转电机转动轴上；红外线传感器，用于热成像，安装在固定盘上壳上；声音传感器，用于检测被困人员的呼救，对其实施定位；气体传感器，用于检测煤气、天然气、氧气的含量；光源，用于给摄像头提供良好的照明环境；GPS定位器，用于对搜救仪进行定位。
在一些实施例中，所述蛛腿包括若干顺次转动连接的关节部件，其中，一侧端部的关节部件转动连接在固定盘座上的机器人腿部安装架，另一侧端部的关节部件上安装有震动传感器。
在一些实施例中，所述关节部件包括：关节伺服电机、关节，所述关节伺服电机安装在关节上，关节伺服电机的输出端啮合连接在机器人腿部安装架上，关节和相邻关节之间的一侧通过设置在相邻关节上的关节伺服电机的输出端啮合连接，关节和相邻关节之间的另一侧通过转轴连接。
在一些实施例中，所述关节部件有4个，分别为顺次连接的第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和第四关节部件。
在一些实施例中，所述蛛腿还包括滚轮支架和滚轮，所述滚轮支架安装在第三关节部件的关节上，滚轮转动连接在滚轮支架上。
在一些实施例中，所述震动传感器安装在第四关节部件的关节上。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的蛛形灾后智能探测搜救仪的结构示意图；
图2是根据本申请一些实施例所示的蛛形灾后智能探测搜救仪的固定盘座的结构示意图；
图3是根据本申请一些实施例所示的蛛形灾后智能探测搜救仪的固定盘上壳的结构示意图；
图4是根据本申请一些实施例所示的蛛形灾后智能探测搜救仪的蛛腿的结构示意图。
图中标记：1-蛛头，2-蛛腿，3-固定盘座，4-机器人腿部安装架，5-第二电源，6-GPS定位器，7-通信模块，8-旋转电机，9-第一电源，10-固定盘上壳，11-旋转电机转动轴，12-毫米波雷达，13-陀螺仪，14-传感器总成，15-摄像头，17-第一关节伺服电机，18-第一关节，19-第二关节，20-第二关节伺服电机，21-第三关节，22-第三关节伺服电机，23-第四关节，24-第四关节伺服电机，25-震动传感器，26-滚轮支架，27-滚轮。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
图1是根据本申请一些实施例所示的蛛形灾后智能探测搜救仪的结构示意图；以下将结合图1对本申请实施例所涉及的蛛形灾后智能探测搜救仪进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本申请，并不构成对本申请的限定。
在本申请的实施例中，如图1所示，蛛形灾后智能探测搜救仪可以包括：蛛头，蛛头内设有摄像头15和传感器总成14；通信模块7，用于接收所述摄像头15和/或传感器总成14的指令对蛛腿2进行控制；蛛腿2，至少4条所述蛛腿2连接在所述蛛头1的周围，用于带动所述蛛头移动，所述蛛腿2能蜷缩在所述蛛头1下。本发明以蜘蛛为仿生原型，蛛体由蛛头和至少4只蛛腿2构成，优选为8只。
如图2和3所示，所述蛛头1包括固定盘座3和扣合在所述固定盘座3上的固定盘上壳10，所述固定盘上壳10通过转动部件转动连接在所述固定盘座3上；所述摄像头15安装在固定盘上壳10上。所述转动部件包括旋转电机8、旋转电机转动轴11，所述旋转电机8固设在固定盘座3上，旋转电机转动轴11的一端连接在旋转电机8的输出端，旋转电机8的另一端连接在固定盘上壳10上。在固定盘座3上设有第一电源9和第二电源5，第一电源9为蛛腿2供电，第二电源5为其余需要供电的传感器等元件供电。
固定盘上壳10能转动连接在固定盘座3上，是为了便于实现摄像头15以及其他传感器的位置的移动，便于实现全方位的探测，提高搜救的范围。
在一些实施例中，所述传感器总成14包括：毫米波雷达12，用于测距和检测落石避免其损伤仪器以及地震废墟中的复杂地形寻找合适的能通过的缝隙。当检测出有落石时，会将数据传输给通信模块7，通信模块7控制八只蛛腿2会向下收拢，整体形成一个球状减少落石带来的震压。陀螺仪13，安装在旋转电机转动轴11上；可保持整体平衡使其在工作过程中有良好的稳定性使之在斜面上仍可以正常工作。红外线传感器，用于热成像，安装在固定盘上壳10上，用于探测废墟中的生命体，通过固定盘上壳10的转动实现全方位探测并及时将图像通过通信模块7传给PC端使地表救援人员可以连接到地下情况。摄像头15优选为工业相机，其视觉检测用于识别被困者所处的环境进而制定针对性的援救方案方便救援。其中气体传感器用于检测地底是否出现煤气、天然气泄露，氧气含量是否能支持人类生存，光源用于给工业摄像头15提供良好的照明环境，声音传感器用于检测被困人员的呼救，对其实施定位。所有传感器对称分布，且半球探测体转动，通过转动每个传感器相对位置不同接收信号强弱也就不同，两个相对称传感器便可判断出信号源的方位，在根据这个方位定向探测，使之精确。GPS定位器，用于对搜救仪进行定位。
如图4所示，在一些实施例中，本发明的八只仿生蛛腿2模仿了蜘蛛的灵敏和灵活躲避障碍的能力，所述蛛腿2包括若干顺次转动连接的关节部件，其中，一侧端部的关节部件转动连接在固定盘座3上的机器人腿部安装架4，另一侧端部的关节部件上安装有震动传感器25。所述关节部件包括：关节伺服电机、关节，所述关节伺服电机安装在关节上，关节伺服电机的输出端啮合连接在机器人腿部安装架4上，关节和相邻关节之间的一侧通过设置在相邻关节上的关节伺服电机的输出端啮合连接，关节和相邻关节之间的另一侧通过转轴连接。关节伺服电机通过接受来自单片机根据传感器总成14返回信息产生相应脉冲信号控制仿生腿移动，实现灾后被困人员的探测功用。
在一些实施例中，所述关节部件有4个，分别为顺次连接的第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和第四关节部件。在一些实施例中，所述蛛腿2还包括滚轮支架26和滚轮27，所述滚轮支架26安装在第三关节部件的关节上，滚轮27转动连接在滚轮支架26上。在一些实施例中，所述震动传感器25安装在第四关节部件的关节上。
下面详细阐述其中的一条蛛腿2的结构，并阐述其工作原理：
该条蛛腿2包括分别为顺次连接的第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和第四关节部件，其中，第一关节部件包括第一关节伺服电机17和第一关节18，第二关节部件包括第二关节伺服电机20和第二关节19，第三关节部件包括第三关节伺服电机22和第三关节21，第四关节部件包括第四关节伺服电机24和第四关节23。第一关节伺服电机17的输出端上安装有齿轮，啮合连接在机器人腿部安装架4上，第一关节伺服电机17安装在第一关节18上，第二关节伺服电机20安装在第二关节19上，第三关节伺服电机22安装在第三关节21上，第四关节伺服电机24安装在第四关节23上，第一关节18和第二关节19通过两个连接端转动连接，其中一个连接端是转轴，另一个连接端是第二关节伺服电机20的输出端上安装有齿轮，与第一关节18和第二关节19的连接部分别啮合。
第二关节19和第三关节21通过两个连接端转动连接，其中一个连接端是转轴，另一个连接端是在第三关节伺服电机22的输出端上安装有齿轮，与第二关节19和第三关节21的连接部分别啮合。
第三关节21和第四关节23通过两个连接端转动连接，其中一个连接端是转轴，另一个连接端是第四关节伺服电机24的输出端上安装有齿轮，与第三关节21和第四关节23的连接部分别啮合。这样通过电机的转动就可以带动相应的关节的转动，
在腿末端设有震动传感器25，这是模仿蜘蛛结网捕食时根据蛛网震动从而判断猎物。本发明可根据震动方向定向探测。在发现被困人员时，根据GPS联网系统、和雷达测距等传感器分析出被困人员与本体的相对距离方向、将这些数据用经纬度，距离地面深度反馈给地表救援人员，且上传地底的环境，被困人员所处的环境，氧气含量，根据这些数据计算机分析出营救顺序和营救方案。
本申请所披露的蛛形灾后智能探测搜救仪可能带来的有益效果包括但不限于：用搜救仪代替人的眼睛从各种缝隙深入地震废墟内部精确探测被困人员的位置给出具体经纬度坐标，搜集被困人员所处的环境、位置、和危险性传递给搜救人员便于制定适合救援的方案和救援顺序。这极大地提高了救援效率和被困人员的存活率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，包括：
蛛头，蛛头内设有摄像头和传感器总成；
通信模块，用于接收所述摄像头和/或传感器总成的指令对蛛腿进行控制；
蛛腿，至少4条所述蛛腿连接在所述蛛头的周围，用于带动所述蛛头移动，所述蛛腿能蜷缩在所述蛛头下。
2.根据权利要求1所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述蛛头包括固定盘座和扣合在所述固定盘座上的固定盘上壳，所述固定盘上壳通过转动部件转动连接在所述固定盘座上；所述摄像头安装在固定盘上壳上。
3.根据权利要求2所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述转动部件包括旋转电机、旋转电机转动轴，所述旋转电机固设在固定盘座上，旋转电机转动轴的一端连接在旋转电机的输出端，旋转电机的另一端连接在固定盘上壳上。
4.根据权利要求3所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述传感器总成包括：
毫米波雷达，毫米波雷达用于测距和检测落石；
陀螺仪，安装在旋转电机转动轴上；
红外线传感器，用于热成像，安装在固定盘上壳上；
声音传感器，用于检测被困人员的呼救，对其实施定位；
气体传感器，用于检测煤气、天然气、氧气的含量；
光源，用于给摄像头提供良好的照明环境；
GPS定位器，用于对搜救仪进行定位。
5.根据权利要求3所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述蛛腿包括若干顺次转动连接的关节部件，其中，一侧端部的关节部件转动连接在固定盘座上的机器人腿部安装架，另一侧端部的关节部件上安装有震动传感器。
6.根据权利要求5所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述关节部件包括：关节伺服电机、关节，所述关节伺服电机安装在关节上，关节伺服电机的输出端啮合连接在机器人腿部安装架上，关节和相邻关节之间的一侧通过设置在相邻关节上的关节伺服电机的输出端啮合连接，关节和相邻关节之间的另一侧通过转轴连接。
7.根据权利要求5所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述关节部件有4个，分别为顺次连接的第一关节部件、第二关节部件、第三关节部件和第四关节部件。
8.根据权利要求7所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，所述蛛腿还包括滚轮支架和滚轮，所述滚轮支架安装在第三关节部件的关节上，滚轮转动连接在滚轮支架上。
9.根据权利要求7所述的一种蛛形灾后智能探测搜救仪，其特征在于，还包括震动传感器，所述震动传感器安装在第四关节部件的关节上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777670A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 成都工业学院 一种用于灾害现场的搜救探测器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101125564A (zh) * 2007-09-28 2008-02-20 北京航空航天大学 六轮/腿半球形外壳探测机器人
CN102616296A (zh) * 2012-03-31 2012-08-01 浙江工业大学 一种六轮足式串并混联机器人
CN103786806A (zh) * 2014-01-20 2014-05-14 北京航空航天大学 一种多功能腿轮复合机器人及其多运动模式智能切换方法
CN105172933A (zh) * 2015-08-18 2015-12-23 长安大学 一种仿蜘蛛的多足机器人平台
US20190315419A1 (en) * 2016-04-21 2019-10-17 Tianqi Sun General-purpose six-legged walking robot, and main structure thereof
CN211032805U (zh) * 2019-11-20 2020-07-17 黑龙江科技大学 一种全地形仿生六足机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101125564A (zh) * 2007-09-28 2008-02-20 北京航空航天大学 六轮/腿半球形外壳探测机器人
CN102616296A (zh) * 2012-03-31 2012-08-01 浙江工业大学 一种六轮足式串并混联机器人
CN103786806A (zh) * 2014-01-20 2014-05-14 北京航空航天大学 一种多功能腿轮复合机器人及其多运动模式智能切换方法
CN105172933A (zh) * 2015-08-18 2015-12-23 长安大学 一种仿蜘蛛的多足机器人平台
US20190315419A1 (en) * 2016-04-21 2019-10-17 Tianqi Sun General-purpose six-legged walking robot, and main structure thereof
CN211032805U (zh) * 2019-11-20 2020-07-17 黑龙江科技大学 一种全地形仿生六足机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱耀琪: "《中国地质灾害与防治》", 31 December 2017, 地质出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777670A (zh) * 2021-09-10 2021-12-10 成都工业学院 一种用于灾害现场的搜救探测器

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