CN204586396U - 陆空两栖反恐排爆机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种陆空两栖反恐排爆机器人，包括机械臂和地面行走机构，在机械臂顶端连接有机械手抓(1-1)和旋翼飞行部分，所述的旋翼飞行部分包括机架(2-13)、置于其上的旋翼平台及多个均匀分布在平台边缘的旋翼臂(2-8)，在每个旋翼臂的顶端各设置有一个旋翼(2-7)，由飞行电机驱动旋翼旋转；所述的机械臂固定连接在旋翼平台上；所述的地面行走机构包括三个以上的全向轮(3-1)，每个全向轮(3-1)由一个全向轮电机(3-2)驱动，所述的全向轮(3-1)置于机架(2-13)的底部。本实用新型可以代替反恐排爆警察进行排爆，可根据外部环境的不同可在空中飞行排爆也可在陆地行走并排除爆炸物。

Description

陆空两栖反恐排爆机器人

技术领域

本发明属于安防领域，涉及一种可在多种环境下排除爆炸物的陆空两栖反恐排爆机器人。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，恐怖主义也日益猖獗，违法分子自制炸药，自制遥控和定时炸弹装置的能力也越来越强，对世界各国造成了威胁，给各国人民造成了恐慌。恐怖活动带来的破坏和伤亡也日益加剧，为了维护国家的稳定，人民的安全，反恐排爆机器人应运而生。

排爆机器人可以代替人工进入危险区域进行侦查，排除爆炸物。目前，国际市场上多为陆地式排爆机器人，而在复杂崎岖的地形环境下对下部车体要求较高，这就给排爆机器人车体的设计增加了难度，也限制了排爆机器人应用的场合。而对于城市安防排爆工作高空排爆的案例逐渐增多，这便给排爆人员带来了极大的危险，也为排爆工作带来了极大的不便。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷本发明解决的技术问题是：提供一种可以代替反恐排爆警察进行排爆的，根据外部环境的不同可在空中飞行排爆也可在陆地行走排除爆炸物的特种机器人。本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种陆空两栖反恐排爆机器人，包括机械臂和地面行走机构，在机械臂顶端连接有有机械手抓(1-1)，其特征在于，还包括旋翼飞行部分，所述的旋翼飞行部分包括机架(2-13)、置于其上的旋翼平台及多个均匀分布在平台边缘的旋翼臂(2-8)，在每个旋翼臂的顶端各设置有一个旋翼(2-7)，由飞行电机驱动旋翼旋转；所述的机械臂固定连接在旋翼平台上，用于进行爆炸物体的抓取；所述的地面行走机构包括三个以上的全向轮(3-1)，每个全向轮(3-1)由一个全向轮电机(3-2)驱动，所述的全向轮(3-1)置于机架(2-13)的底部。

其中，所述的机械臂包括小臂(1-3)，肘关节(1-5)，大臂(1-24)、肩关节(1-14)和底座关节(1-27)；

小臂(1-3)包括外壳、小臂腕关节(1-19)和位于小臂(1-3)外壳内的小臂移动关节(1-2)，机械手爪(1-1)与小臂移动关节(1-2)通过小臂腕关节(1-19)相连；机械手爪驱动电机(1-15)的转动驱动机械手爪(1-1)转动和腕关节(1-19)的旋转；

小臂移动关节(1-2)在推杆电机(1-4)驱动下伸长或收缩；在小臂(1-3)外壳内侧的顶端固定有大L滑块(1-31)，用于限制小臂移动关节(1-2)的行程；

肘关节(1-5)包括与小臂(1-3)相连的机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)、机械臂肘关节电机(1-17)，驱动肘关节(1-5)的机械臂肘关节电机(1-17)通过机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)被固定在侧板(1-23)上，侧板(1-23)固定在机械臂大臂(1-24)上，通过机械臂肘关节电机(1-17)的转动带动机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)转动，从而带动小臂(1-3)转动；

大臂(1-24)与肩关节(1-14)相连，肩关节(1-14)由机械臂肩关节的电机(1-18)驱动机械臂肩关节蜗轮蜗杆(1-11)，从而带动机械臂大臂的旋转；由底座关节电机(1-28)带动旋转底座关节(1-27)，从而实现整个机械臂的转动。

采用本发明的技术效果如下：

(1)利用本发明的排爆装置，通过飞行电机带动旋翼旋转从而驱动六旋翼飞行，六旋翼上固定搭载有机械臂系统，通过六旋翼和机械臂的配合可进行空中排爆工作。

(2)旋翼机飞行稳定，操控容易，具有一定的抗干扰能力，具有抗风能力，户外排爆可实施。

(3)机械臂为三自由度机械臂，具有三个关节，两个转动关节可调节机械臂俯仰角度，一个移动关节可加长机械臂，扩展机械臂的排爆范围，三个关节配合运动可实现机械臂的灵活排爆。机械臂上还配备有机械手爪，可配合机械臂抓取爆炸物。实现爆炸物的安全排爆。

总之，本发明装置可根据高空爆炸物的位置，由旋翼载机械臂平稳飞至该位置，调节机械臂的俯仰姿态以及机械手爪的的开合，摘取爆炸物，安全排爆。适用于高空排爆，并且使排爆机器人工作范围不限制于场合，范围扩大化，结构简单化，降低了排爆机器人的设计难度。同时机械臂顶端配备的机械手爪，也方便了爆炸物的抓取。机械臂，多旋翼，全向轮的融合使得排爆工作范围扩大化，不限制于场合，排爆工作更容易实施。

附图说明

图1为本发明机械臂结构部分

图2为本发明旋翼机结构部分

图3为本发明基于多旋翼机的反恐排爆机器人的外形结构示意图姿态一

图4为本发明基于多旋翼机的反恐排爆机器人的外形结构示意图姿态二

图5为本发明基于多旋翼机的反恐排爆机器人的外形结构示意图姿态三

图中：1-1、机械手爪，1-2、机械臂移动关节，1-3、机械臂小臂，1-4、推杆电机，1-5、机械臂肘关节，1-10、机械臂固定盖板，1-11、机械臂肩关节蜗轮蜗杆传动装置，1-14机械臂肩关节，1-15机械手爪驱动电机、1-16，机械臂肘关节的蜗轮蜗杆传动装置、1-17，机械臂肘关节的电机、1-18机械 臂肩关节的电机、1-19机械臂腕关节、1-20推杆电机固定块、1-21推杆、1-22推杆支座、1-23侧板、1-25、1-24机械臂大臂、1-26底座臂、1-27底座关节、1-28底座关节电机、1-30、1-31L型滑块2-6、飞行电机，2-7、旋翼，2-8、旋翼臂，2-9、旋翼平台板上板，2-12、旋翼平台下板，2-13、六旋翼机的机架，3-1全向轮,3-2全向轮驱动电机

具体实施方式

下面结合附图对本说明实施方式进一步的详细说明：

由图1—5可知，基于旋翼的反恐排爆机器人包括机械臂部分、六旋翼部分。

其中机械臂部分，机械手包括机械手爪1-1和机械臂； 

机械臂包括小臂1-3，肘关节1-5，大臂1-24、肩关节1-14和底座关节1-27

小臂1-3包括外壳、小臂腕关节1-19和位于小臂1-3外壳内的小臂移动关节1-2，机械手爪1-1与小臂移动关节1-2通过小臂腕关节1-19相连；机械手爪驱动电机1-15的转动驱动机械手爪1-1转动和腕关节1-19的旋转；

小臂移动关节1-2在推杆电机1-4驱动下伸长或收缩；在小臂1-3外壳内侧的顶端固定有大L滑块1-31，用于限制小臂移动关节1-2的行程；

肘关节1-5包括与小臂1-3相连的机械臂肘关节蜗轮蜗杆1-16、机械臂肘关节电机1-17，驱动肘关节1-5的机械臂肘关节电机1-17通过机械臂肘关节蜗轮蜗杆1-16被固定在侧板1-23上，侧板1-23固定在机械臂大臂1-24上，通过机械臂肘关节电机1-17的转动带动机械臂肘关节蜗轮蜗杆1-16转动，从而带动小臂1-3转动；

大臂1-24与肩关节1-14相连，肩关节1-14由机械臂肩关节的电机1-18驱动机械臂肩关节蜗轮蜗杆1-11，从而带动机械臂大臂的旋转，底座关节为1-27，由底座关节电机1-28带动旋转，实现整个机械臂的转动。

旋翼反恐排爆机器人在控制信号的作用下使6个飞行电机2-6转动，飞行电机2-6带动旋翼2-7转动为机器人提供升力，使六旋翼实现飞行，载机械臂至高空，为了保持整个机器人在空中的平衡性，也为了旋翼排爆机器人在空中飞行的稳定，整个起飞阶段机械臂小臂1-3呈收缩状态。这是排爆机器人排爆的第一个阶段，图1为机械臂的初始位置。待机器人平稳飞至炸弹处，悬停与爆炸物前，再调剂机械臂的位置和姿态抓取爆炸物。

当该旋翼排爆机器人飞至炸弹处，并悬停于爆炸物之前时，该机器人完成第一个状态，在控制信号的作用下驱动机械臂肩关节电机1-18使电机转动，通过肩关节蜗轮蜗杆1-11将转动传递给机械臂肩关节1-14，从而控制肩关节的转动，进而控制整个机械臂大臂的俯仰；调节好机械臂大臂的角度后，通过控制信号的作用驱动肘关节电机1-17使电机转动，电机将转动通过肘蜗轮蜗杆1-16传递给肘关节1-5， 通过电机调节机械臂小臂的位姿，使机械手爪升高或者降低；肩关节和肘关节1-14和1-5相互配合，调整机械臂大臂和小臂的位姿，使机械臂的姿态更加方便机械手爪抓取爆炸物。这是排爆机器人的第二个状态，如图4所示。

此时机械手爪已经更加接近爆炸物，通过控制信号控制使推杆电机1-4转动，使机械臂移动关节一1-2得到伸长，使整个机械臂小臂伸长，排爆范围扩大；电信号控制机械手抓驱动电机1-15转动使电机带动机械手爪转动，实现了机械臂腕部的转动。

通过各个关节的配合调节一个最适合抓取爆炸物的位姿，使机械手爪到达爆炸物处，电信号作用下使机械手爪闭合抓取爆炸物。这是排爆机器人的第三个阶段，如图5所示。

排爆机器人抓取爆炸物成功后，在电信号的控制下驱动肩关节电机1-18使电机转动，通过蜗轮蜗杆1-11将转动传递给肩关节1-14，控制肩关节的转动，使该关节位姿恢复到初始角度；调节好肩关节1-14的角度后，通过控制信号的作用驱动电机1-17使电机转动，电机将转动通过蜗轮蜗杆1-16传递给肘关节1-5，通过电机调节该关节的位姿，使该关节角度恢复到初始位置；通过控制信号控制使推杆电机1-15转动，使机械臂移动关节一1-2缩短回初始状态，待三个关节都恢复到初始状态之后，保持旋翼机的平衡，控制六旋翼飞行器携带爆炸物飞至安全处，将炸弹销毁，此时旋翼反恐排爆机器人的排爆工作完成。

同时该机器人还可以通过全向轮3-1在地面行走，全向轮3-1与旋翼机的结合使该机器人的行走，排爆，移动更加方便。

Claims (2)

1.一种陆空两栖反恐排爆机器人，包括机械臂和地面行走机构，在机械臂顶端连接有有机械手抓(1-1)，其特征在于，还包括旋翼飞行部分，所述的旋翼飞行部分包括机架(2-13)、置于其上的旋翼平台及多个均匀分布在平台边缘的旋翼臂(2-8)，在每个旋翼臂的顶端各设置有一个旋翼(2-7)，由飞行电机驱动旋翼旋转；所述的机械臂固定连接在旋翼平台上，用于进行爆炸物体的抓取；所述的地面行走机构包括三个以上的全向轮(3-1)，每个全向轮(3-1)由一个全向轮电机(3-2)驱动，所述的全向轮(3-1)置于机架(2-13)的底部。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述的机械臂包括小臂(1-3)，肘关节(1-5)，大臂(1-24)、肩关节(1-14)和底座关节(1-27)；

小臂(1-3)包括外壳、小臂腕关节(1-19)和位于小臂(1-3)外壳内的小臂移动关节(1-2)，机械手爪(1-1)与小臂移动关节(1-2)通过小臂腕关节(1-19)相连；机械手爪驱动电机(1-15)的转动驱动机械手爪(1-1)转动和腕关节(1-19)的旋转；

小臂移动关节(1-2)在推杆电机(1-4)驱动下伸长或收缩；在小臂(1-3)外壳内侧的顶端固定有大L滑块(1-31)，用于限制小臂移动关节(1-2)的行程；

肘关节(1-5)包括与小臂(1-3)相连的机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)、机械臂肘关节电机(1-17)，驱动肘关节(1-5)的机械臂肘关节电机(1-17)通过机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)被固定在侧板(1-23)上，侧板(1-23)固定在机械臂大臂(1-24)上，通过机械臂肘关节电机(1-17)的转动带动机械臂肘关节蜗轮蜗杆(1-16)转动，从而带动小臂(1-3)转动；

大臂(1-24)与肩关节(1-14)相连，肩关节(1-14)由机械臂肩关节的电机(1-18)驱动机械臂肩关节蜗轮蜗杆(1-11)，从而带动机械臂大臂的旋转；由底座关节电机(1-28)带动旋转底座关节(1-27)，从而实现整个机械臂的转动。