CN113859098B - 一种机器人用无线基站释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人用无线基站释放装置，属于井下救援设备领域。包括：基座，所述基座安装于行走机器人上；安装于基座上的基站限位机构，包括用于限制信标基站竖直方向位置的第一限位部以及用于限制信标基站水平方向位置的第二限位部，所述第二限位部包括移动限位件，所述移动限位件可相对所述基座移动；驱动机构，用于控制所述移动限位件在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置时，所述移动限位件用于限制所述信标基站的位置，所述第二位置时，所述移动限位件释放所述信标基站。本发明解决了现有机器人用无线基站释放装置工作可靠性不高的问题。

Description

一种机器人用无线基站释放装置

技术领域

本发明属于机械和机器人技术领域，具体涉及一种移动式机器人使用的无线基站释放装置。

背景技术

矿山开采中瓦斯爆炸、涌水、火灾等事故频繁发生，由于灾后环境复杂恶劣、空间狭窄、内部有大量机电设备、有毒和易燃易爆气体等，随时可能发生二次灾害，为了防止二次灾害对救援人员的生命造成威胁，灾后救援开始采用机器人探测和救援。由于井下发生灾害后，井下原有通讯系统基本瘫痪，机器人在井下侦查探测时信息的传输变得困难，采用有线方式传输信号时，机器人作业范围极短，故无线传输方式更适合复杂恶劣的井下灾害环境。

现有技术中，中国专利CN110593958A公开了一种超长作业半径的井下探测式特种机器人及作业方法，通过使用信标基站释放装置，配合信标基站系统，实现机器人在井下作业时通讯信号的实时增程和通讯功能。但是，该专利的技术方案存在如下技术问题：行走机器人对于信标基站只有水平方向的限位，在井下这种复杂的地面环境下信标基站随摆臂机器人行进时容易移位导致整个释放装置失效；同时，基站存储模块存储若干个信标基站时，最先释放的信标基站受到的压簧作用力与最后释放的信标基站受到的压簧作用力相差很大，导致最后释放的信标基站到基站释放模块的位置具有差异，存在无法释放的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有机器人用无线基站释放装置工作可靠性不高的问题。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种机器人用无线基站释放装置，包括：

基座，所述基座安装于行走机器人上；

安装于基座上的基站限位机构，包括用于限制信标基站竖直方向位置的第一限位部以及用于限制信标基站水平方向位置的第二限位部，所述第二限位部包括移动限位件，所述移动限位件可相对所述基座移动；

驱动机构，用于控制所述移动限位件在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置时，所述移动限位件用于限制所述信标基站的位置，所述第二位置时，所述移动限位件释放所述信标基站。

本发明的部分实施方式中，所述第二限位部还包括固定限位件，所述固定限位件与所述移动限位件沿所述信标基站的相对两端进行周向限位。

本发明的部分实施方式中，所述第一限位部包括固定于所述移动限位件和/或所述固定限位件上的限位板，所述限位板的部分板面抵靠于所述信标基站的水平表面上。

本发明的部分实施方式中，所述驱动机构包括：

电动推杆或直线电机；

第一传动轴，与所述电动推杆或直线电机的输出轴连接；

第二传动轴，与所述移动限位件连接，所述第一传动轴与所述第二传动轴互相平行设置；

第一连接杆，用于连接所述第一传动轴与所述第二传动轴。

本发明的部分实施方式中，还包括安装于所述基座上的第一轴套与第二轴套，所述第一传动轴可转动地连接于第一轴套上，所述第二传动轴可转动地连接于所述第二轴套上，所述第二轴套与所述移动限位件之间设置弹性件。

本发明的部分实施方式中，所述基座上设置两个所述基站限位机构，分别为第一基站限位机构与第二基站限位机构，所述第一基站限位机构与所述第二基站限位机构沿所述移动限位件的移动方向上间隔设置。

本发明的部分实施方式中，所述驱动机构包括：

电动推杆或直线电机；

第一传动轴，与所述电动推杆或直线电机的输出轴连接；

第二传动轴，与所述第一基站限位机构的移动限位件连接，所述第一传动轴与所述第二传动轴互相平行设置；

第一连接杆，用于连接所述第一传动轴与所述第二传动轴；

第三传动轴，与所述第一传动轴同轴且间隔设置；

第四传动轴，与所述第二基站限位机构的移动限位件连接，所述第四传动轴与所述第三传动轴互相平行设置；

第二连接杆，用于连接所述第一传动轴与所述第二传动轴。

本发明的部分实施方式中，所述驱动机构还包括安装于所述基座上的第一轴套、第二轴套、第三轴套以及第四轴套，所述第一传动轴可转动地连接于第一轴套上，所述第二传动轴可转动地连接于所述第二轴套上，所述第三传动轴可转动地连接于第三轴套上，所述第四传动轴可转动地连接于所述第四轴套上，所述第二轴套与所述第一基站限位机构的移动限位件之间设置第一弹性件；所述第四传动轴与所述第二基站限位机构的移动限位件之间设置第二弹性件。

本发明的部分实施方式中，还包括释放导向机构，用于将被释放后的信标基站引导至行走机器人外侧，包括：安装于所述基座下侧且相对设置的两个导向板，以及可转动地安装于所述导向板上的导向辊，若干所述导向辊形成的导引面与水平方向具有设定角度。

本发明的部分实施方式中，两个所述基站限位机构沿所述行走机器人的行走方向间隔布置，所述释放导向机构的导引方向垂直于所述行走机器人的行走方向。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明提供的机器人用基站释放装置中，由于基站限位机构设置能够限制信标基站竖直方向位置的第一限位部以及用于限制信标基站水平方向位置的第二限位部，其可实现信标基站在救援机器人的水平方向及竖直方向上的可靠定位，避免行走机器人在灾后井下较为复杂的地面环境下由于颠簸导致其脱离机器人的问题，同时，通过控制驱动机构实现第二限位部中的移动限位件的位置实现了信标基的可靠安装及释放，提高了该基站释放装置的工作可靠性。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明的机器人用无线基站释放装置的一种具体实施方式的使用状态示意图；

图2为本发明的机器人用无线基站释放装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明的机器人用无线基站释放装置的一种具体实施方式的主视图；

图4为本发明的机器人用无线基站释放装置的一种具体实施方式的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-图4所示为本发明的机器人用无线基站释放装置(以下简称基站释放装置)的一种具体实施方式，其安装于井下救援机器人上，用于实现救援机器人与井上的救援设备之间的无线通信。该基站释放装置包括：安装于井下救援机器人(也可称行走机器人)上的基座10，以及安装于基座10上的基站限位机构，所述基站限位机构包括用于限制信标基站A竖直方向位置的第一限位部20以及用于限制信标基站A水平方向位置的第二限位部30，所述第二限位部30包括移动限位件31，所述移动限位件31可相对所述基座10移动；以及驱动机构40，用于控制所述移动限位件31在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置时，所述移动限位件31用于限制所述信标基站A的位置，所述第二位置时，所述移动限位件31释放所述信标基站A。

上述基站释放装置中，由于基站限位机构设置能够限制信标基站A竖直方向位置的第一限位部20以及用于限制信标基站A水平方向位置的第二限位部30，其可实现信标基站A在救援机器人的水平方向及竖直方向上的可靠定位，避免行走机器人在灾后井下较为复杂的地面环境下由于颠簸导致其脱离机器人的问题，同时，通过控制驱动机构40实现第二限位部30中的移动限位件31的位置实现了信标基站A的可靠安装及释放，提高了该基站释放装置的工作可靠性。

具体地，所述信标基站A包括半球形的外壳A1，以及安装于外壳A1上的天线A2，用于实现信号接收及发送。外壳A1内部包含调制解调电路、信号放大电路和供电电源组件等。所述半球形外壳A1的底部较上侧的密度大，形成不倒翁结构，使其落至地面时保持通信组件保持在上侧，维持信号稳定性。

上述基站释放装置用于限制信标基站A水平方向位置的第二限位部30的实现方式不唯一，一种具体实施方式中，其包括两个相对设置的移动限位件31，两个移动限位件31成型为抱箍形式，两个移动限位件31沿信标基站A的周向相对两侧抱紧该信标基站A以实现信标基站A的限位，并通过驱动机构40驱动两个移动限位件31朝向互相远离的方向移动实现信标基站A的释放。

通过设置两个移动限位件31进行信标基站A限位及释放的结构相对复杂。为此，另一种实施方式中，所述第二限位部30包括固定限位件32和移动限位件31，所述固定限位件32与所述移动限位件31沿所述信标基站A的相对两端进行周向限位，这种方式中，通过驱动机构40驱动移动限位件31朝向接近所述固定限位件32的方向移动至第一位置实现信标基站A的限位，驱动机构40驱动移动限位件31朝向远离所述固定限位件32的方向移动至第二位置实现信标基站A的释放。结构简单可靠。更具体地，所述移动限位件31与所述固定限位件32的内壁均成型为与信标基站A的半球形外壳A1匹配的圆弧形面，所述移动限位件31与所述固定限位件32覆盖在信标基站A壳体的弧形面的弧长是信标基站A的外圆周长的二分之一以上，以使第二限位部30对信标基站A进行可靠地限位。

一种具体实施方式部分中，所述第一限位部20包括固定于所述移动限位件31和/或所述固定限位件32上的限位板21，所述限位板21的部分板面抵靠于所述信标基站A的水平表面上。具体地，如图4所示，所述限位板21通过螺钉紧固连接于所述移动限位件31与所述固定限位件32的上表面上，所述信标基站A的外壳A1上表面具有限位槽，所述限位板21抵接于所述信标基站A的外壳A1上表面上。

一种具体实施方式中，所述基座10上设置一个所述基站限位机构，所述驱动机构40包括：电动推杆41或直线电机，用于输出直线运动；与所述电动推杆41或直线电机的输出轴连接的第一传动轴42；与所述移动限位件31连接的第二传动轴43，以及用于连接所述第一传动轴42与所述第二传动轴43的第一连接杆44，其中，所述第一传动轴42与所述第二传动轴43互相平行设置，所述第一连接杆44垂直于所述第一传动轴42与所述第二传动轴43。通过设置互相平行并通过第一连接杆44连接的第一传动轴42与第二传动轴43可以将电动推杆41或直线电机与基站限位机构沿垂直于移动限位件31的移动方向并列设置，使该基站释放装置布置更加紧凑。

具体地，该基站释放装置还包括安装于所述基座10上的第一轴套45a与第二轴套45b，所述第一传动轴42可转动地连接于第一轴套45a上，所述第二传动轴43可转动地连接于所述第二轴套45b上，以实现第一传动轴42与第二传动轴43的可靠转动，所述第二轴套45b与所述移动限位件31之间设置弹性件，所述弹性件作用于所述移动限位件31上使其快速移动至限制所述信标基站A的第一位置。

一种具体实施方式中，所述基座10上设置两个所述基站限位机构，分别为第一基站限位机构与第二基站限位机构，所述第一基站限位机构与所述第二基站限位机构沿所述移动限位件31的移动方向间隔设置。

所述基座10上设置两个所述基站限位机构的方式中，所述驱动机构40的结构不唯一，一种方式中，每个基站限位机构上设置电动推杆41或直线电机实现其基站限位与释放。这种方式零部件较多，结构复杂且成本较高。

另一种方式中，所述驱动机构40包括：电动推杆41或直线电机；与所述电动推杆41或直线电机的输出轴连接的第一传动轴42；与所述第一基站限位机构的移动限位件31连接的第二传动轴43，用于连接所述第一传动轴42与所述第二传动轴43的第一连接杆44；所述第一传动轴42与所述第二传动轴43互相平行设置；与所述第一传动轴42同轴且间隔设置的第三传动轴47，与所述第二基站限位机构的移动限位件31连接的第四传动轴48，连接所述第一传动轴42与所述第二传动轴43的第二连接杆49，所述第四传动轴48与所述第三传动轴47互相平行设置。

具体地，该基站释放装置还包括安装于所述基座10上的第一轴套45a、第二轴套45b、第三轴套45c与第四轴套45d，所述第一传动轴42可转动地连接于第一轴套45a上，所述第二传动轴43可转动地连接于所述第二轴套45b上，以实现第一传动轴42与第二传动轴43的可靠转动，所述第二轴套45b与所述移动限位件31之间设置第一弹性件46a，所述第一弹性件46a作用于所述移动限位件31上使其快速移动至限制第一个所述信标基站A的第一位置。所述第三传动轴47可转动地连接于第三轴套45c上，所述第四传动轴48可转动地连接于所述第四轴套45d上，以实现第三传动轴47与第四传动轴48的可靠转动，所述第四轴套45d与所述移动限位件31之间设置第二弹性件46b，第二弹性件46b作用于所述移动限位件31上使其快速移动至限制第二个所述信标基站A的第一位置。

采用上述驱动机构40对信标基站A进行限位及释放的过程如下：

控制电动推杆41或直线电机的输出轴向外伸出第一设定值时，上述第一传动轴42随之移动并带动第二传动轴43向远离所述信标基站A的方向移动第一设定值，将第一个信标基站A释放；此时继续控制所述电动推杆41或直线电机的输出轴向外伸出第二设定值时，上述第一传动轴42随之移动并带动第三传动轴47移动，所述第三传动轴47带动所述第四传动轴48向远离所述信标基站A的方向移动第三设定值时，将第二个信标基站A释放。上述信标基站A跌落至地面后，进行无线组网增程作业。

在进行信标基站A限位时，控制电动推杆41或直线电机的输出轴向内收缩，所述第一传动轴42则随之移动，带动第二传动轴43移动，并使第三传动轴47与第一传动轴42脱离，两个所述信标基站A分别在弹性件46的作用下移动至抱紧所述信标基座10的位置处，实现了信标基站A的限位。

上述驱动机构40中，两个信标基站A的限位与释放通过控制一个电动推杆41或直线电机即可实现，零部件简单，传动可靠；对于本领域技术人员来说，基于上述驱动机构40的结构方式，还可以实现三个或更多个信标基站A的限位与释放。

一种具体实施方式中，该基站释放装置还包括位于所述基站限位机构下侧且相对水平方向倾斜设置的释放导向机构50，所述释放导向机构50用于将被释放后的信标基站A引导至行走机器人外侧。信标基站A在倾斜的释放导向机构50的引导以及重力的作用下滑落至行走机器人外侧，信标基站A释放完成。

具体地，所述释放导向机构50包括安装于所述基座10下侧且相对设置的两个导向板51以及可转动地安装于所述导向板51上的若干个导向辊52。导向板51上设有用于安装导向辊52的若干个安装孔，若干安装孔的轴心连线相对水平方向倾斜设置，若干所述导向辊52形成的导引面与水平方向具有设定角度。信标基站A被基站限位机构释放后落在所述导向辊52上，导向辊52与信标基站A的半球形外壳A1的摩擦力较小，其可沿若干导向辊52形成的倾斜导引面快速滑落至机器人外侧。

具体地，两个所述基站限位机构沿所述行走机器人的行走方向间隔布置，所述释放导向机构50的导引方向垂直于所述行走机器人的行走方向，以使信标基站A沿行走机器人的左侧或右侧滑落至地面上，其受到行走机器人的惯性力较小，释放更加稳定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种机器人用无线基站释放装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座安装于行走机器人上；

安装于基座上的基站限位机构，包括用于限制信标基站竖直方向位置的第一限位部以及用于限制信标基站水平方向位置的第二限位部，所述第二限位部包括移动限位件和固定限位件，所述移动限位件与所述固定限位件的内壁均成型为圆弧形面，所述固定限位件与所述移动限位件沿所述信标基站的相对两端进行周向限位，所述移动限位件可相对所述基座移动；所述基座上设置两个所述基站限位机构，分别为第一基站限位机构与第二基站限位机构，所述第一基站限位机构与所述第二基站限位机构沿所述移动限位件的移动方向上间隔设置；

驱动机构，用于控制所述移动限位件在第一位置与第二位置之间移动，所述第一位置时，所述移动限位件用于限制所述信标基站的位置，所述第二位置时，所述移动限位件释放所述信标基站；所述驱动机构包括：

电动推杆或直线电机；第一传动轴，与所述电动推杆或直线电机的输出轴连接；第二传动轴，与所述第一基站限位机构的移动限位件连接，所述第一传动轴与所述第二传动轴互相平行设置；第一连接杆，用于连接所述第一传动轴与所述第二传动轴；第三传动轴，与所述第一传动轴同轴且间隔设置；第四传动轴，与所述第二基站限位机构的移动限位件连接，所述第四传动轴与所述第三传动轴互相平行设置；第二连接杆，用于连接所述第一传动轴与所述第二传动轴；所述驱动机构还包括安装于所述基座上的第一轴套、第二轴套、第三轴套以及第四轴套，所述第一传动轴可转动地连接于第一轴套上，所述第二传动轴可转动地连接于所述第二轴套上，所述第三传动轴可转动地连接于第三轴套上，所述第四传动轴可转动地连接于所述第四轴套上，所述第二轴套与所述第一基站限位机构的移动限位件之间设置第一弹性件；所述第四传动轴与所述第二基站限位机构的移动限位件之间设置第二弹性件。

2.根据权利要求1所述的一种机器人用无线基站释放装置，其特征在于，所述第一限位部包括固定于所述移动限位件和/或所述固定限位件上的限位板，所述限位板的部分板面抵靠于所述信标基站的水平表面上。

3.根据权利要求1所述的一种机器人用无线基站释放装置，其特征在于，还包括释放导向机构，用于将被释放后的信标基站引导至行走机器人外侧，包括：安装于所述基座下侧且相对设置的两个导向板，以及可转动地安装于所述导向板上的导向辊，若干所述导向辊形成的导引面与水平方向具有设定角度。

4.根据权利要求3所述的一种机器人用无线基站释放装置，其特征在于，两个所述基站限位机构沿所述行走机器人的行走方向间隔布置，所述释放导向机构的导引方向垂直于所述行走机器人的行走方向。