CN117068631B - 一种应急物资运输机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，具体是涉及一种应急物资运输机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的U形存放板；还包括中段延伸机构、末端延伸机构和伸缩同步带；U形存放板一端铰接有翻转板，翻转板内滑动设置有延伸板；中段延伸机构包括中段板和连接板，中段板两端设置有第二条形穿槽，每个第二条形穿槽内均滑动设置有连接板；末端延伸机构包括末端板；末端板内滑动设置有定位板；定位板、延伸板分别与对应连接板铰接；翻转板、中段板和末端板上均设置有U形安装板，每个U形安装板内可转动的设置有同步轴，多个同步轴之间通过伸缩同步带传送连接，本发明可对物资进行保护的同时还可对物资进行远距离输送。

Description

一种应急物资运输机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是涉及一种应急物资运输机器人。

背景技术

应急物资是指为应对严重自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等突发公共事件应急全过程中所必需的物资保障。从广义上概括，凡是在突发公共事件应对的过程中所用的物资都可以称为应急物资。

应急物资在运输过程中，需要救援人员对应急物资进行搬运，长时间的搬运会对救援人员的身体产生损坏，从而会对后续的救援产生影响，所以需要一种用于对应急物资进行搬运的机器人，现有技术中，通过在机器人底座上增加车斗，在车斗内存放大量的应急物资，使机器人底座跟随救援人员进行移动，从而实现对救援物资进行搬运；当机器人底座移动至无法跨越的障碍时（如地震所产生的分支河流、跨度较大的深坑），应急物资无法继续运输，会导致应急物资到达受灾地的时间增加，无法及时的对受灾人员进行救助。

发明内容

针对现技术所存在的问题，提供一种应急物资运输机器人，通过中段延伸机构、末端延伸机构和伸缩同步带的配合，可对物资进行保护的同时，还可使物资跨越一定宽度的阻碍进行连续输送，从而提高物资的输送效率。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种应急物资运输机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的U形存放板；还包括中段延伸机构、末端延伸机构和伸缩同步带；U形存放板内部沿长度方向的一端铰接有翻转板，翻转板远离铰接处的一端设置有第一条形穿槽，第一条形穿槽内滑动设置有延伸板；中段延伸机构设置在延伸板远离条形穿槽底部内壁的一端并用于对U形存放板顶部进行封堵；中段延伸机构包括中段板和连接板，中段板沿长度方向的两端设置有第二条形穿槽，连接板有两个，两个连接板可滑动的设置在对应的第二条形穿槽内，靠近翻转板方向的连接板与延伸板远离第一条形穿槽底部内壁的一端铰接；末端延伸机构设置在远离翻转板方向的连接板上并用于对U形存放板远离翻转板的一侧进行封堵，末端延伸机构包括末端板和定位板；末端板沿长度方向的一端设置有第三条形穿槽，定位板可滑动的设置在第三条形穿槽内，定位板远离第三条形穿槽内的一端与远离翻转板方向的连接板铰接；翻转板、中段板和末端板上均设置有U形安装板，每个U形安装板内可转动的设置有同步轴，多个同步轴之间通过伸缩同步带传送连接，伸缩同步带可随着延伸板、连接板和定位板的位置变化进行长度变化。

优选的，伸缩同步带包括输送带和收卷组件；输送带和收卷组件依次首尾相连可形成一个闭合的圆环；每组收卷组件均包括套管、卷收轴和复位扭簧；套管两端沿长度方向的两端设置有封堵盖，每个封堵盖中心处设置有转动孔，卷收轴两端可转动的设置在对应的转动孔内并用于对输送带进行卷收，复位扭簧有两个，复位扭簧设置在卷收轴两端并且位于套管内部；套管外壁设置有用于供输送带首端穿过的条形通槽，条形通槽一侧设置有用于对输送带末端进行定位的固定条。

优选的，中段板靠近U形存放板的一侧沿长度方向的两端设置有转动杆，转动杆的长度方向与中段板长度方向垂直，转动杆位于输送带和收卷组件所形成圆环内部，转动杆上可转动的设置有多个磁性滚轮；每个输送带上均设置有与磁性滚轮配合的柔性磁片。

优选的，翻转板远离U形安装板的一侧设置有第一电机，第一电机的电机轴上设置有第一驱动齿轮，延伸板沿长度方向设置有多个第一齿槽，翻转板上设置有用于避让驱动齿轮的第一避让槽，第一驱动齿轮通过第一避让槽与延伸板上的第一齿槽啮合。

优选的，中段延伸机构还包括转动柱和第二电机；中段板远离U形安装板的一侧中心处设置有矩形凹槽，转动柱可转动的设置在矩形凹槽内部，转动柱两端分别伸入对应第二条形穿槽并设置有丝杆，每个连接板靠近转动柱的一端设置有与丝杆配合的螺纹孔，螺纹孔与丝杆螺纹连接；第二电机设置在中段板远离U形安装板的一侧，第二电机的电机轴上设置有第二驱动齿轮，转动柱外壁沿轴线方向设置有多个第二齿槽，第二驱动齿轮与第二齿槽啮合。

优选的，末端延伸机构还包括第三电机；第三电机设置在末端板远离U形安装板的一侧，第三电机的电机轴上设置有第三驱动齿轮，末端板上还设置有用于避让第三驱动齿轮的第二避让槽，定位板沿长度方向设置有多个第三齿槽，第三驱动齿轮通过第二避让槽与第三齿槽啮合。

优选的，U形安装板外壁还设置有用于驱动翻转板转动的第四电机，每个连接板远离对应第二条形穿槽的一端设置有用于调节该连接板角度的第五电机。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

1.本发明通过翻转板、延伸板、中段板、两个连接板、末端板和定位板的配合，不仅可对物资进行保护的同时，还可形成一个用于跨越障碍的“桥体”，通过伸缩同步带的配合，可将物资可越过障碍进行输送，并且翻转板、延伸板、中段板、两个连接板、末端板和定位板所形成的“桥体”在一定程度上可承载一定体重的工作人员，当被困人员的身体受到伤害并无法移动时，工作人员可通过“桥体”跨越障碍，从而对被困人员进行紧急救治，减少人员伤亡。

2.本发明通过输送带与卷收组件的配合，随着翻转板、延伸板、中段板、连接板、末端板和定位板的位置变化，缠绕在卷收轴上的输送带可克服复位扭簧的扭力被拉出套管，从而使输送带与收卷组件所形成的圆环可自适应的产生变化，从而可连续的对物资进行输送。

3.本发明通过设置有柔性磁片与转动杆的配合，磁吸滚轮可与输送带上的柔性磁相互磁吸，从而使输送带粘连在磁吸滚轮上，避免输送带与堆放在U形存放板上的物资接触，造成物资损坏；当对物资进行运输时，并且设置在输送带上的柔性磁片可相互排斥，从而减少输送带与输送带之间的体积碰撞，提高运输效率。

附图说明

图1是本发明移动状态的立体图；

图2是本发明卸料状态的立体图；

图3是图2中A处局部放大图；

图4是本发明移动状态的侧视图；

图5是图4中沿B-B方向的平面剖视图；

图6是图5中C处局部放大图；

图7是本发明的局部立体图一；

图8是本发明的局部立体分解图；

图9是图8中D处局部放大图；

图10是本发明的局部立体图二；

图11是收卷组件的立体分解图。

图中标号为：

1-U形存放板；11-翻转板；111-第一条形穿槽；112-第一电机；113-第一驱动齿轮；114-第一避让槽；115-第一防护罩；12-延伸板；121-第一齿槽；13-条形凹槽；14-第四电机；

2-中段延伸机构；21-中段板；211-第二条形穿槽；212-转动杆；213-磁性滚轮；214-矩形凹槽；215-第二防护罩；22-连接板；221-螺纹孔；222-第五电机；23-转动柱；231-丝杆；232-第二齿槽；24-第二电机；241-第二驱动齿轮；

3-末端延伸机构；31-末端板；311-第三条形穿槽；312-第二避让槽；313-第三防水罩；32-定位板；321-第三齿槽；33-第三电机；331-第三驱动齿轮；

4-伸缩同步带；41-输送带；42-收卷组件；421-套管；4211-封堵盖；4212-转动孔；4213-条形通槽；4214-固定条；422-卷收轴；423-复位扭簧；

5-U形安装板；51-同步轴；52-同步电机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1至图11，本发明的一种应急物资运输机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的U形存放板1；还包括中段延伸机构2、末端延伸机构3和伸缩同步带4。U形存放板1内部沿长度方向的一端铰接有翻转板11，翻转板11远离铰接处的一端设置有第一条形穿槽111，第一条形穿槽111内滑动设置有延伸板12。中段延伸机构2设置在延伸板12远离条形穿槽底部内壁的一端并用于对U形存放板1顶部进行封堵。中段延伸机构2包括中段板21和连接板22，中段板21沿长度方向的两端设置有第二条形穿槽211，连接板22有两个，两个连接板22可滑动的设置在对应的第二条形穿槽211内，靠近翻转板11方向的连接板22与延伸板12远离第一条形穿槽111底部内壁的一端铰接。末端延伸机构3设置在远离翻转板11方向的连接板22上并用于对U形存放板1远离翻转板11的一侧进行封堵。末端延伸机构3包括末端板31和定位板32，末端板31沿长度方向的一端设置有第三条形穿槽311，定位板32可滑动的设置在第三条形穿槽311内，定位板32远离第三条形穿槽311内的一端与远离翻转板11方向的连接板22铰接。翻转板11、中段板21和末端板31上均设置有U形安装板5，每个U形安装板5内可转动的设置有同步轴51，多个同步轴51之间通过伸缩同步带4传送连接。伸缩同步带4可伸缩，可随着延伸板12、连接板22和定位板32的位置变化而改变长度。

工作人员通过调节定位板32，使定位板32可沿着铰接处进行转动，从而便于工作人员将应急物资放置到U形存放板1上。翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32可对U行存放板的开口端进行封堵，从而对应急物资进行保护，避免其在运输过程中受到污染。在运输状态下（如图1所示），三个U形安装板5均位于U形存放板1内部并且三个U形安装板5呈等腰三角形设置（如图2所示）。每个U形安装板5两端均朝向U形存板内部，翻转板11和末端板31上的U形安装板5均靠近U形存放板1底部内壁，中段板21上的U形安装板5设置在中段板21靠近U形存放板1内部一侧的中心处，中段板21上的U形安装板5上还设置有用于驱动同步轴51转动的同步电机52，U形安装板5靠近同步电机52的一侧设置有用于避让同步电机52的条形凹槽13。

随后，通过行走机构（图中未示出）可携带U形存放板1进行移动，当行走机构移动至无法通过的阻碍时（如地震所产生的分支河流、跨度较大的深坑），通过调节翻转板11，翻转板11沿铰接位置进行转动，从而带动中段延伸机构2和末端延伸机构3进行移动。随后，通过调节延伸板12、连接板22和定位板32的位置，从而使翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32可形成一个用于跨越障碍物的“桥体”；此时，处于卸料状态（随图2所示）,伸缩传送带可随着延伸板12、连接板22和定位板32的位置变化从而改变其自身的周长，从而确保多个同步轴51之间的传动连接；随后，工作人员将存放在U形存放板1上的应急物资依次放置到伸缩传送带上并调节同步电机52，同步电机52带动对应的同步轴51进行转动，从而可使伸缩同步带4携带物资跨越阻碍进行输送，从而使物资可更快的运输至被困人员。并且翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32所形成的“桥体”在一定程度上可承载一定体重的工作人员，当被困人员的身体受到伤害并无法移动时，工作人员可通过“桥体”跨越障碍，从而对被困人员进行紧急救治，减少人员伤亡。

参见图2、图5和图11，伸缩同步带4包括输送带41和收卷组件42；输送带41和收卷组件42依次首尾相连可形成一个闭合的圆环；每组收卷组件42均包括套管421、卷收轴422和复位扭簧423；套管421两端沿长度方向的两端设置有封堵盖4211，每个封堵盖4211中心处设置有转动孔4212，卷收轴422两端可转动的设置在对应的转动孔4212内并用于对输送带41进行卷收，复位扭簧423有两个，复位扭簧423设置在卷收轴422两端并且位于套管421内部；套管421外壁设置有用于供输送带41首端穿过的条形通槽4213，条形通槽4213一侧设置有用于对输送带41末端进行定位的固定条4214。

输送带41位于两个套管421之间，输送带41首端通过对应条形通槽4213缠绕在对应卷收轴422上，输送带41末端与远离输送带41首端套管421上的固定条4214固定连接；当需要对物资进行运输时，缠绕在卷收轴422上的输送带41可随着翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32的移动，从而克服复位扭簧423的扭力从对应套管421内部被拉出，使翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32所形成的“桥体”表面可形成一个应用于对物资进行输送的输送带41。并且，通过输送带41与套管421的交错设置，从而可形成一个闭合的圆环，套管421在圆环上可起到一定的拦截作用，避免物资在输送过程中跌落，随着同步轴51的转动，从而可连续的对物资进行运输，U形存放板1可对套管421的移动提供一定的避让空间。

参见图3、图5和图8，中段板21靠近U形存放板1的一侧沿长度方向的两端设置有转动杆212，转动杆212的长度方向与中段板21长度方向垂直，转动杆212位于输送带41和收卷组件42所形成圆环内部，转动杆212上可转动的设置有多个磁性滚轮213；每个输送带41上均设置有与磁性滚轮213配合的柔性磁片。

通过在输送带41上设置有柔性磁片，磁吸滚轮可与输送带41上的柔性磁相互磁吸，从而使输送带41粘连在磁吸滚轮上，避免输送带41与堆放在U形存放板1上的物资接触，造成物资损坏；当对物资进行运输时，并且设置在输送带41上的柔性磁片可相互排斥，从而减少输送带41与输送带41之间的体积碰撞，提高运输效率。

参见图1和图10，翻转板11远离U形安装板5的一侧设置有第一电机112，第一电机112的电机轴上设置有第一驱动齿轮113，延伸板12沿长度方向设置有多个第一齿槽121，翻转板11上设置有用于避让驱动齿轮的第一避让槽114，第一驱动齿轮113通过第一避让槽114与延伸板12上的第一齿槽121啮合。

工作人员调节第一电机112，第一电机112可带动第一驱动齿轮113进行转动，随着第一齿轮的转动从而可使延伸板12朝向远离第一条形穿槽111底部内壁方向移动，使翻转板11与第一条形穿槽111底部内壁之间的距离增加，从而使装置适应不同的高度，并且翻转板11上还设置有第一防护罩115，第一防护罩115用于对第一电机112进行保护，从而提高第一电机112的使用寿命。

参见图1和图8，中段延伸机构2还包括转动柱23和第二电机24；中段板21远离U形安装板5的一侧中心处设置有矩形凹槽214，转动柱23可转动的设置在矩形凹槽214内部，转动柱23两端分别伸入对应第二条形穿槽211并设置有丝杆231，每个连接板22靠近转动柱23的一端设置有与丝杆231配合的螺纹孔221，螺纹孔221与丝杆231螺纹连接；第二电机24设置在中段板21远离U形安装板5的一侧，第二电机24的电机轴上设置有第二驱动齿轮241，转动柱23外壁沿轴线方向设置有多个第二齿槽232，第二驱动齿轮241与第二齿槽232啮合。

第二电机24可带动第二驱动齿轮241进行转动，第二驱动齿轮241可与转动柱23外壁的第二齿槽232啮合，从而带动转动柱23进行转动；转动柱23两端的丝杆231与对应连接板22上的螺纹孔221螺纹连接，随着丝杆231转动，可使两个连接板22相互远离或相互靠近，从而可使“桥体”具有更大的跨度，并且中段板21上还设置有第二防护罩215，第二防护罩215用于对第二电机24进行保护，从而提高第二电机24的使用寿命。

参见图1和图7，末端延伸机构3还包括第三电机33；第三电机33设置在末端板31远离U形安装板5的一侧，第三电机33的电机轴上设置有第三驱动齿轮331，末端板31上还设置有用于避让第三驱动齿轮331的第二避让槽312，定位板32沿长度方向设置有多个第三齿槽321，第三驱动齿轮331通过第二避让槽312与第三齿槽321啮合。

工作人员调节第三电机33，第三电机33可带动第三驱动齿轮331进行转动，第三齿轮与定位板32上的第三齿槽321啮合，随着第三齿轮的转动从而可使定位板32朝向远离第三条形穿槽311底部内壁方向移动，通过与第一电机112和第二电机24的配合，可使翻转板11、延伸板12、中段板21、两个连接板22、末端板31和定位板32可形成不同跨度的“桥体”，从而满足不同的运输需求。并且末端板31上还设置有第三防水罩313，第三防水罩313用于对第三电机33进行保护，从而提高第三电机33的使用寿命。

参见图1、图2和图8， U形安装板5外壁还设置有用于驱动翻转板11转动的第四电机14，每个连接板22远离对应第二条形穿槽211的一端设置有用于调节对应连接板22角度的第五电机222。

通过设置有第四电机14，从而可对翻转板11的位置进行调节，通过设置在连接板22上的第五电机222，可对连接板22与延伸板12、连接板22与定位板32之间的角度进行调节，从而可在不同地形对物资进行输送。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种应急物资运输机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的U形存放板；其特征在于，还包括中段延伸机构、末端延伸机构和伸缩同步带；

所述U形存放板内部沿长度方向的一端铰接有翻转板，所述翻转板远离铰接处的一端设置有第一条形穿槽，所述第一条形穿槽内滑动设置有延伸板；

所述中段延伸机构设置在延伸板远离条形穿槽底部内壁的一端并用于对U形存放板顶部进行封堵；所述中段延伸机构包括中段板和连接板，所述中段板沿长度方向的两端设置有第二条形穿槽，所述连接板有两个，两个所述连接板可滑动地设置在对应的所述第二条形穿槽内，靠近所述翻转板方向的所述连接板与所述延伸板远离所述第一条形穿槽底部内壁的一端铰接；

所述末端延伸机构设置在远离所述翻转板方向的所述连接板上、并用于对所述U形存放板远离所述翻转板的一侧进行封堵，所述末端延伸机构包括末端板和定位板；所述末端板沿长度方向的一端设置有第三条形穿槽，所述定位板可滑动地设置在所述第三条形穿槽内，所述定位板远离所述第三条形穿槽内的一端与远离所述翻转板方向的所述连接板铰接；

所述翻转板、中段板和末端板上均设置有U形安装板，每个所述U形安装板内可转动地设置有同步轴，多个所述同步轴之间通过伸缩同步带传送连接，所述伸缩同步带可随着所述延伸板、连接板和定位板的位置变化进行长度变化。

2.根据权利要求1所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述伸缩同步带包括输送带和收卷组件；

所述输送带和收卷组件依次首尾相连能够形成一个闭合的圆环；每组所述收卷组件均包括套管、卷收轴和复位扭簧；

所述套管两端沿长度方向的两端设置有封堵盖，每个所述封堵盖中心处设置有转动孔，所述卷收轴两端能够转动的设置在对应的所述转动孔内并用于对所述输送带进行卷收，所述复位扭簧有两个，所述复位扭簧设置在所述卷收轴两端并且位于所述套管内部；

所述套管外壁设置有用于供输送带首端穿过的条形通槽，所述条形通槽一侧设置有用于对所述输送带末端进行定位的固定条。

3.根据权利要求2所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述中段板靠近所述U形存放板的一侧沿长度方向的两端设置有转动杆，所述转动杆的长度方向与所述中段板长度方向垂直，所述转动杆位于输送带和收卷组件所形成圆环内部，所述转动杆上能够转动的设置有多个磁性滚轮；

每个所述输送带上均设置有与所述磁性滚轮配合的柔性磁片。

4.根据权利要求1所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述翻转板远离所述U形安装板的一侧设置有第一电机，所述第一电机的电机轴上设置有第一驱动齿轮，所述延伸板沿长度方向设置有多个第一齿槽，所述翻转板上设置有用于避让所述驱动齿轮的第一避让槽，所述第一驱动齿轮通过所述第一避让槽与延伸板上的第一齿槽啮合。

5.根据权利要求4所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述中段延伸机构还包括转动柱和第二电机；

所述中段板远离所述U形安装板的一侧中心处设置有矩形凹槽，所述转动柱能够转动的设置在所述矩形凹槽内部，所述转动柱两端分别伸入对应所述第二条形穿槽内并设置有丝杆，每个所述连接板靠近转动柱的一端设置有与所述丝杆配合的螺纹孔，所述螺纹孔与所述丝杆螺纹连接；

所述第二电机设置在所述中段板远离所述U形安装板的一侧，所述第二电机的电机轴上设置有第二驱动齿轮，所述转动柱外壁沿轴线方向设置有多个第二齿槽，所述第二驱动齿轮与所述第二齿槽啮合。

6.根据权利要求5所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述末端延伸机构还包括第三电机；

所述第三电机设置在所述末端板远离所述U形安装板的一侧，所述第三电机的电机轴上设置有第三驱动齿轮，所述末端板上还设置有用于避让所述第三驱动齿轮的第二避让槽，所述定位板沿长度方向设置有多个第三齿槽，所述第三驱动齿轮通过所述第二避让槽与第三齿槽啮合。

7.根据权利要求1所述的一种应急物资运输机器人，其特征在于，所述U形安装板外壁还设置有用于驱动所述翻转板转动的第四电机，每个所述连接板远离对应所述第二条形穿槽的一端设置有用于调节该所述连接板角度的第五电机。