CN205417848U - 一种矿用巷道探测四足机器人 - Google Patents

Abstract

一种矿用巷道探测四足机器人，用于解决现有机器人应用于采矿救援时行走不灵活的问题。它包括机身、支腿、摄像头、综合传感器和控制器，支腿为四个，均包括小腿、大腿和大腿连接盘，在大腿连接盘上固定腰部电机和大腿电机，腰部电机的输出端与机身固定连接，在大腿电机输出端固定有大腿，在大腿的另一端固定有小腿连接盘，在小腿连接盘上铰接安装有小腿，在小腿与小腿连接盘之间设有驱动小腿摆动的小腿电机；在机身顶部转动安装摄像头；在所述机身上设有综合传感器，综合传感器包括温度、湿度、声音和气体浓度传感器，综合传感器与控制器信号连接。该机器人可以进行较大尺度的伸缩，方便机器人通过各种障碍，并有效探测救援环境。

Description

一种矿用巷道探测四足机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体地说是一种矿用巷道探测四足机器人。

背景技术

目前，采矿救援主要是人工救援方式，事故发生后，救援队员越早进入事故现场，被困矿工的生还希望就越大。然而地上人员无法得知地下事故现场的地点以及危害气体等信息，特别是二次矿难随时有发生的可能性，严重威胁着被救人员和救援人员的生命安全，迫切需要探测机器人进行环境探测，以便救援人员更好地组织搜救。现有的履带式机器人结构复杂、转弯性能差，遇到较大障碍时行走不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿用巷道探测四足机器人，用于解决现有机器人应用于采矿救援时行走不灵活的问题，并对救援环境进行准确的探测。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，它包括机身、第一支腿、第二支腿、第三支腿、第四支腿、摄像头、综合传感器和控制器，所述第一支腿包括第一小腿、第一大腿和第一大腿连接盘，在所述第一大腿连接盘上固定有第一腰部电机和第一大腿电机，所述第一腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第一大腿电机输出端固定有第一大腿，在所述第一大腿的另一端固定有第一小腿连接盘，在所述第一小腿连接盘上铰接安装有第一小腿，在所述第一小腿与第一小腿连接盘之间设有驱动第一小腿摆动的第一小腿电机；所述第二支腿包括第二小腿、第二大腿和第二大腿连接盘，在所述第二大腿连接盘上固定有第二腰部电机和第二大腿电机，所述第二腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第二大腿电机输出端固定有第二大腿，在所述第二大腿的另二端固定有第二小腿连接盘，在所述第二小腿连接盘上铰接安装有第二小腿，在所述第二小腿与第二小腿连接盘之间设有驱动第二小腿摆动的第二小腿电机；所述第三支腿包括第三小腿、第三大腿和第三大腿连接盘，在所述第三大腿连接盘上固定有第三腰部电机和第三大腿电机，所述第三腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第三大腿电机输出端固定有第三大腿，在所述第三大腿的另三端固定有第三小腿连接盘，在所述第三小腿连接盘上铰接安装有第三小腿，在所述第三小腿与第三小腿连接盘之间设有驱动第三小腿摆动的第三小腿电机；所述第四支腿包括第四小腿、第四大腿和第四大腿连接盘，在所述第四大腿连接盘上固定有第四腰部电机和第四大腿电机，所述第四腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第四大腿电机输出端固定有第四大腿，在所述第四大腿的另四端固定有第四小腿连接盘，在所述第四小腿连接盘上铰接安装有第四小腿，在所述第四小腿与第四小腿连接盘之间设有驱动第四小腿摆动的第四小腿电机；

在所述机身的顶部转动安装有摄像头摆动支座，在所述机身底部设有驱动摄像头摆动支座在水平面内旋转的摄像头转动电机，在所述摄像头摆动支座上固定有摄像头摆动电机，在所述摄像头摆动电机的输出端固定有摄像头，所述摄像头可以在竖直面内转动；

在所述机身上设有综合传感器，所述综合传感器包括温度传感器、湿度传感器、声音传感器和气体浓度传感器，所述综合传感器与控制器信号连接，所述控制器固定在机身上。

进一步地，所述第一小腿电机固定在第一小腿上，所述第一小腿电机的输出端与第一大腿固连。

进一步地，所述第二小腿电机固定在第二小腿上，所述第二小腿电机的输出端与第二大腿固连。

进一步地，所述第三小腿电机固定在第三小腿上，所述第三小腿电机的输出端与第三大腿固连。

进一步地，所述第四小腿电机固定在第四小腿上，所述第四小腿电机的输出端与第四大腿固连。

进一步地，所述机身包括矩形的平板和设置在平板四个角上的角板，四个所述角板分别与对应的第一、第二、第三和第四腰部电机输出端固连。

进一步地，所述角板为圆形结构。

进一步地，所述摄像头摆动支座包括三个上下设置的横板和一个竖板，所述竖板与三个横板固连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的机器人各支腿、机身、摄像头等结构尺寸适中，四条支腿可以伸缩回转，机器人可以展开也可以折叠收缩，能顺利地通过狭小的深井和地面行走。摄像头可以在空间中任一角度停留，以便于拍摄矿井中的环境。本实用新型可以进行较大尺度的伸缩，方便机器人通过各种障碍。

附图说明

图1为本实用新型的三维图；

图2为第一支腿的三维图；

图3为本实用新型的四根支腿成直立状态的示意图；

图4为本实用新型的四根支腿成伸展状态的示意图；

图中：1第一小腿；2第一小腿电机；3第一小腿连接盘；4第一大腿；5第一大腿电机；6第一大腿连接盘；7第一腰部电机；8第二小腿；9第二小腿电机；10第二小腿连接盘；11第二大腿；12第二大腿电机；13第二大腿连接盘；14第二腰部电机；15摄像头；16摄像头摆动电机；17摄像头摆动支座；18第三大腿电机；19第三大腿连接盘；20第三腰部电机；21第三大腿；22第三小腿电机；23第三小腿连接盘；24第三小腿；25第四腰部电机；26第四小腿电机；27第四小腿连接盘；28第四小腿；29第四大腿；30第四大腿连接盘；31第四大腿电机；32机身；33综合传感器；34摄像头转动电机；35控制器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型主要包括第一小腿1、第二小腿8、第三小腿24、第四小腿28、第一小腿连接盘3、第二小腿连接盘10、第三小腿连接盘23、第四小腿连接盘27、第一大腿4、第二大腿11、第三大腿21、第四大腿29、第一大腿连接盘6、第二大腿连接盘13、第三大腿连接盘19、第四大腿连接盘30、第一小腿电机2、第二小腿电机9、第三小腿电机22、第四小腿电机26、第一大腿电机5、第二大腿电机12、第三大腿电机18、第四大腿电机31、第一腰部电机7、第二腰部电机14、第三腰部电机20、第四腰部电机25、摄像头摆动电机16、摄像头转动电机34、机身32、综合传感器33和控制器35，所有电机都分别由各自对应的的蓄电池供能。

如图2所示，第一小腿电机2通过第一小腿连接盘3将第一小腿1和第一大腿4连接起来，具体为：第一小腿连接盘固定在第一大腿上，第一小腿与第一小腿连接盘铰链连接，第一小腿电机固定在第一小腿上，第一小腿电机2带动第一小腿1相对第一大腿4摆动。第一大腿与第一小腿构成了第一支腿。

与第一支腿的连接方式相同，如图1所示，第二小腿电机9通过第二小腿连接盘10将第二小腿8和第二大腿11起来，具体为：第二小腿连接盘固定在第二大腿上，第二小腿与第二小腿连接盘铰链连接，第二小腿电机固定在第二小腿上，第二小腿电机9带动第二小腿8相对第二大腿11摆动。第二大腿和第二小腿构成了第二支腿。

与第一支腿的连接方式相同，第三小腿电机22通过第三小腿连接盘23将第三小腿24和第三大腿21连接起来，具体为：第三小腿连接盘固定在第三大腿上，第三小腿与第三小腿连接盘铰链连接，第三小腿电机固定在第三小腿上，第三小腿电机22带动第三小腿24相对第三大腿21摆动。

与第一支腿的连接方式相同，第四小腿电机26通过第四小腿连接盘27将第四小腿28和第四大腿29连接起来，具体为：第四小腿连接盘固定在第四大腿上，第四小腿与第四小腿连接盘铰链连接，第四小腿电机固定在第四小腿上，第四小腿电机26带动第四小腿28相对第四大腿29摆动。

第一大腿电机5固定在第一大腿连接盘上，第一大腿电机输出端与第一大腿连接，并带动第一大腿4绕第一大腿连接盘6转动；第二大腿电机12固定在第二大腿连接盘上，第二大腿电机输出端与第二大腿连接，并带动第二大腿11绕第二大腿连接盘13转动；第三大腿电机18固定在第三大腿连接盘上，第三大腿电机输出端与第三大腿连接，并带动第三大腿21绕第三大腿连接盘19转动；第四小腿电机26固定在第四大腿连接盘上，第四大腿电机输出端与第四大腿连接，并带动第四大腿29绕第四大腿连接盘30转动。

第一腰部电机7固定在第一大腿连接盘上，第一腰部电机的输出端转动连接在机身32上，机身包括矩形平板和位于平板四个角上的角板，角板为圆形结构，四个角板分别与第一、第二、第三和第四腰部电机的输出端固连；第一腰部电机工作时可带动第一支腿绕第一腰部电机7的轴线转动；第二腰部电机14固定在第二大腿连接盘上，第二腰部电机的输出端转动连接在机身32上，第二腰部电机工作时可带动第二支腿绕第二腰部电机14的轴线转动；第三腰部电机20固定在第三大腿连接盘上，第三腰部电机的输出端转动连接在机身32上，第三腰部电机工作时可带动第三支腿绕第三腰部电机20的轴线转动；第四腰部电机25固定在第四大腿连接盘上，第四腰部电机的输出端转动连接在机身32上，第四腰部电机工作时可带动第四支腿绕第四腰部电机25的轴线转动。

摄像头摆动支座17转动在机身32的左上部，摄像头摆动电机16固定在摄像头摆动支座17上，摄像头15连接在摄像头摆动电机16的输出轴上，摄像头15在摄像头摆动电机16的带动下绕水平轴在竖直面内摆动，以调整摄像的上下角度。摄像头摆动支座包括三个上下设置的横板和一个竖板，三个横板与竖板固定连接。摄像头转动电机34固定在机身32的下部，摄像头转动电机34的输出轴与摄像头摆动支座17固连，通过摄像头转动电机34驱动摄像头摆动支座17在水平面内的转动，以调整摄像头水平方向的转角；通过摄像头转动电机和摄像头摆动电机可驱使摄像头朝向空间中的任意方向，以避免拍摄死角的存在。综合传感器33包括温度传感器、湿度传感器、声音传感器和气体浓度传感器，可以测量周围环境中的温度、湿度、声音和气体浓度，综合传感器33安装在机身32的上表面，控制器35安装在机身32上，控制器35的电线由一根总线输出。

该矿用巷道探测四足机器人工作时，机器人四个支腿上的大腿电机摆动和小腿电机摆动，如图3所示，使得各大腿和小腿成直立状态；然后第一、第二、第三和第四腰部电机转动，将直立的各大腿和小腿转动到机身的下部，使得机器人平面空间最小，再通过绳索将机器人和控制总线沿狭小的竖井放入矿井地面，机器人各小腿电机、大腿电机、腰部电机运动，如图4所示，使得机器人展开，机器人沿巷道行走，遇到大的障碍物时，摄像头被遮住，机器人各关节绕开障碍物行走，遇到比较窄的通道时，机器人的四条支腿可以成直立状态通过巷道，当机器人遇到低平的通道时，机器人可以的四条支腿以展开状态通过巷道；机身上的摄像头摆动电机带动摄像头上下摆动，机身上的摄像头转动电机360度转动，拍摄机器人周围的物体上，摄像头摆动电机和摄像头转动电机协同作用，使得摄像头可以拍摄巷道周围的物体，以便于清楚地看到矿井的状况，是否有需要抢救的人和物体；机身上的综合传感器可以探测巷道中温度、湿度、声音和空气中的气体浓度，地面救援中心可以清楚地知道井下巷道情况，如果发现异常状况，控制器就会及时地将信号发回地面控制器，救援人员迅速制定营救方案，组织实施抢救。探测完毕后，机器人返回到竖井位置，然后机器人各支腿成竖直状态，由绳索将机器人和总线拉到矿井上部的地面，机器人探测作业完成。

Claims (8)

1.一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，它包括机身、第一支腿、第二支腿、第三支腿、第四支腿、摄像头、综合传感器和控制器，所述第一支腿包括第一小腿、第一大腿和第一大腿连接盘，在所述第一大腿连接盘上固定有第一腰部电机和第一大腿电机，所述第一腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第一大腿电机输出端固定有第一大腿，在所述第一大腿的另一端固定有第一小腿连接盘，在所述第一小腿连接盘上铰接安装有第一小腿，在所述第一小腿与第一小腿连接盘之间设有驱动第一小腿摆动的第一小腿电机；所述第二支腿包括第二小腿、第二大腿和第二大腿连接盘，在所述第二大腿连接盘上固定有第二腰部电机和第二大腿电机，所述第二腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第二大腿电机输出端固定有第二大腿，在所述第二大腿的另二端固定有第二小腿连接盘，在所述第二小腿连接盘上铰接安装有第二小腿，在所述第二小腿与第二小腿连接盘之间设有驱动第二小腿摆动的第二小腿电机；所述第三支腿包括第三小腿、第三大腿和第三大腿连接盘，在所述第三大腿连接盘上固定有第三腰部电机和第三大腿电机，所述第三腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第三大腿电机输出端固定有第三大腿，在所述第三大腿的另三端固定有第三小腿连接盘，在所述第三小腿连接盘上铰接安装有第三小腿，在所述第三小腿与第三小腿连接盘之间设有驱动第三小腿摆动的第三小腿电机；所述第四支腿包括第四小腿、第四大腿和第四大腿连接盘，在所述第四大腿连接盘上固定有第四腰部电机和第四大腿电机，所述第四腰部电机的输出端与机身固定连接，在所述第四大腿电机输出端固定有第四大腿，在所述第四大腿的另四端固定有第四小腿连接盘，在所述第四小腿连接盘上铰接安装有第四小腿，在所述第四小腿与第四小腿连接盘之间设有驱动第四小腿摆动的第四小腿电机；

在所述机身的顶部转动安装有摄像头摆动支座，在所述机身底部设有驱动摄像头摆动支座在水平面内旋转的摄像头转动电机，在所述摄像头摆动支座上固定有摄像头摆动电机，在所述摄像头摆动电机的输出端固定有摄像头，所述摄像头可以在竖直面内转动；

在所述机身上设有综合传感器，所述综合传感器包括温度传感器、湿度传感器、声音传感器和气体浓度传感器，所述综合传感器与控制器信号连接，所述控制器固定在机身上。

2.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述第一小腿电机固定在第一小腿上，所述第一小腿电机的输出端与第一大腿固连。

3.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述第二小腿电机固定在第二小腿上，所述第二小腿电机的输出端与第二大腿固连。

4.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述第三小腿电机固定在第三小腿上，所述第三小腿电机的输出端与第三大腿固连。

5.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述第四小腿电机固定在第四小腿上，所述第四小腿电机的输出端与第四大腿固连。

6.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述机身包括矩形的平板和设置在平板四个角上的角板，四个所述角板分别与对应的第一、第二、第三和第四腰部电机输出端固连。

7.根据权利要求6所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述角板为圆形结构。

8.根据权利要求1所述的一种矿用巷道探测四足机器人，其特征是，所述摄像头摆动支座包括三个上下设置的横板和一个竖板，所述竖板与三个横板固连。