CN212556577U - 一种救援环境信息探测机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种救援环境信息探测机器人，包括基座机构和仿生蜘蛛腿机构，基座机构包括底座、基座和盖板，基座的周侧均布有多个摄像头，仿生蜘蛛腿机构包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，第一关节部件包括第一电机模块和第一腿关节，第二关节部件包括第二电机模块和第二腿关节，第三关节部件包括第三电机模块和第三腿关节。本实用新型设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，移动便捷，便于获取救援环境信息。

Description

一种救援环境信息探测机器人

技术领域

本实用新型属于仿生机器人技术领域，尤其是涉及一种救援环境信息探测机器人。

背景技术

目前，煤炭行业依然是我国重要的经济命脉，煤矿的井下开采设备和安全技术的研究与应用也有很大进步。但无论预防工作做的多么周密，煤矿开采与其他各种行业相比，还是属于高危险行业，在煤矿井下作业的过程中，还是容易发生事故，威胁开采人员的生命安全，造成难以弥补的损失。

而发生事故后的井下情况是十分复杂的，展开搜救十分困难，目前煤矿救灾机器人领域已开发出的机器人，行进方式大都为轮式或履带式，在面对塌落块体时很难跨越，从而影响机器人的越障能力，难以应对井下发生灾害后的复杂地况。另外，大多数机器人通过单一的摄像头探测周围的环境，这种方式无法全方位确定周围环境，获取信息单一。因此，现如今缺少一种救援环境信息探测机器人，设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，便于障碍物的避障。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种救援环境信息探测机器人，其设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，移动便捷，便于障碍物的避障，从而便于获取救援环境信息。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：包括基座机构和围设在所述基座机构周侧的仿生蜘蛛腿机构，所述基座机构包括底座、设置在底座上的基座和设置在基座上的盖板，所述基座的中心位置设置有通孔，所述盖板位于所述通孔的顶部，所述基座的周侧均布有多个摄像头，所述仿生蜘蛛腿机构的数量为多个，多个所述仿生蜘蛛腿机构沿所述基座的周侧均布，所述基座机构上设置有环境信息探测模块；

多个所述仿生蜘蛛腿机构的结构均相同，所述仿生蜘蛛腿机构包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，所述第一关节部件包括第一电机模块和与所述第一电机模块传动连接的第一腿关节，所述第一电机模块通过内齿轮部件与所述第一腿关节传动连接，所述第二关节部件包括第二电机模块和与所述第二电机模块传动连接的第二腿关节，所述第二电机模块通过第二齿轮部件与所述第二腿关节传动连接，所述第三关节部件包括第三电机模块和与所述第三电机模块传动连接的第三腿关节，所述第三电机模块通过第三齿轮部件与所述第三腿关节传动连接，所述第一电机模块位于底座上，所述第一电机模块的数量为多个，多个所述第一电机模块沿底座底面内圆周方向均布。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述基座的周侧均布有安装槽，所述安装槽内设置有转轴，所述转轴上套设有摄像头座，所述摄像头位于摄像头座内。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第一电机模块包括第一步进电机，所述第一腿关节包括第一腿节、与第一腿节一端一体成型的内连接部和与第一腿节另一端一体成型的外连接部，所述内连接部为扇形连接部，所述内齿轮部件包括安装在第一步进电机的第一输出轴上的内齿轮和设置在内连接部靠近内齿轮的端部的弧形齿，所述内齿轮和弧形齿啮合，所述第二电机模块安装在所述外连接部上；

所述底座上设置有限位轴，所述第一腿节靠近内连接部的端部设置有供限位轴穿设的限位孔。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述外连接部为圆形连接部，所述外连接部上均布有多个下弧形凹槽，所述外连接部上设置有下L形板和与下L形板一体成型的下安装筒，所述下安装筒远离下L形板的端部与外连接部的端部一体连接。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二电机模块包括第二步进电机和安装在第二步进电机的第二输出轴上的下螺旋齿轮，所述第二腿关节包括第二腿节、设置第二腿节一端的下连接部和设置第二腿节另一端的上连接部，所述下连接部之间设置有下轴齿轮，所述下轴齿轮和下螺旋齿轮啮合，所述下连接部和外连接部铰接。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二步进电机安装在所述第一腿关节的外连接部的底部，且外连接部上开设有供第二步进电机的第二输出轴穿设的下通孔；

所述下螺旋齿轮位于下L形板和外连接部围设的第一下空腔中，所述下轴齿轮位于下安装筒和外连接部围设的第二下空腔中；

所述外连接部的端部设置有两个对称的外下耳座，所述下连接部包括两个对称布设的下连接杆，所述下连接杆的端部设置有下连接耳；所述下轴齿轮中的轴的两端依次穿过外下耳座和下连接耳，以使第二腿节和第一腿节铰接。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第三电机模块包括第三步进电机和安装在第三步进电机的第三输出轴上的上螺旋齿轮，所述第三腿关节包括第三腿节、设置第三腿节一端的顶连接部和设置第二腿节另一端的下安装块，所述下安装块的底部设置有针形备用脚；

所述顶连接部之间设置有上轴齿轮，所述上轴齿轮和上螺旋齿轮啮合，所述顶连接部和所述第二腿关节中的上连接部铰接。

上述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二腿关节中的上连接部为圆形连接部，所述上连接部的顶面均布有多个上弧形凹槽，所述上连接部上设置有上L形板和与上L形板一体成型的上安装筒，所述上安装筒远离上L形板的端部与上连接部的端部一体连接，所述第三步进电机安装在上连接部的底部，且所述上连接部上开设有供第三步进电机的第三输出轴穿设的上通孔；

所述上螺旋齿轮位于上L形板和上连接部围设的第一上空腔中，所述上轴齿轮位于上安装筒和上连接部围设的第二上空腔中；

所述上连接部的端部设置有两个对称的外上耳座，所述顶连接部包括两个对称布设的上连接杆，所述上连接杆的端部设置有外连接耳，所述上轴齿轮中的轴的两端依次穿过外上耳座和外连接耳，以使第三腿节和第二腿节铰接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的救援环境信息探测机器人结构简单、设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，方便救援环境信息探测机器人的移动，便于障碍物的避障。

2、本实用新型的仿生蜘蛛腿机构包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，增加了仿生蜘蛛腿机构的自由度，从而有效地适应仿生蜘蛛腿机构的平摆、抬升和扩开。

3、本实用新型基座的周侧均布有多个摄像头，通过多个摄像头对待救援环境进行图像采集，以获取待救援环境的探测信息，从而实现救援环境信息探测机器人周向全方位的采集周围环境，避免探测信息的单一性。

4、本实用新型所采用的基座，既便于摄像头的安装，又配合底座围设成供第一电机模块的安装腔，提高了救援环境信息探测机器人结构的紧凑性。

5、本实用新型所采用的第一关节部件包括第一电机模块和第一腿关节，第一电机模块的转动通过内齿轮部件传递至第一腿关节，实现第一腿关节的平摆，第二关节部件包括第二电机模块和第二腿关节，第二电机模块的转动通过第二齿轮部件传递至第二腿关节，实现第二腿关节的上下抬升；第三关节部件包括第三电机模块和第三腿关节，第三电机模块的转动通过第三齿轮部件传递至第三腿关节，实现第三腿关节的扩开或者收缩；通过内齿轮部件、第二齿轮部件和第三齿轮部件，实现电机模块的动力传输，且齿轮部件不仅能实现各个腿关节调节动作完成后的限位，而且能确保各个腿关节调节准确度高。

综上所述，本实用新型设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，移动便捷，便于障碍物的避障，从而便于获取救援环境信息。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型救援环境信息探测机器人的结构示意图。

图2为图1中基座机构爆炸后的结构示意图。

图3为本实用新型救援环境信息探测机器人第二步进电机和第二齿轮部件(第三步进电机和第三齿轮部件)的结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本实用新型救援环境信息探测机器人环境信息探测模块和电机驱动模块的电路原理框图。

附图标记说明:

1—仿生蜘蛛腿机构； 2—安装槽； 3—摄像头座；

3-1—转轴； 4—摄像头； 5—底座；

6—盖板； 7—基座； 8—电子线路板；

9—微控制器； 10—第一腿节； 101—弧形齿；

102—外连接部； 103—内连接部； 104—下弧形凹槽；

105—下L形板； 106—下通孔； 107—下安装筒；

108—外下耳座； 11—第一步进电机； 111—第一输出轴；

112—内齿轮； 113—限位轴； 12—第二步进电机；

121—第二输出轴； 122—下螺旋齿轮； 123—下轴齿轮；

13—第三步进电机； 131—第三输出轴； 132—上螺旋齿轮；

133—上轴齿轮； 20—第二腿节；

201—下连接部； 202—上连接部； 203—下连接耳；

204—上弧形凹槽； 205—上L形板； 206—上通孔；

207—上安装筒； 208—外上耳座； 30—第三腿节；

301—顶连接部； 302—下安装块； 303—外连接耳；

304—针形备用脚； 11-1—第一电机驱动模块；

12-1—第二电机驱动模块；13-1—第三电机驱动模块；

14—温度传感器； 15—气体探测器； 16—存储器；

17—无线通信模块。

具体实施方式

如图1、图2和图5所示的一种救援环境信息探测机器人，包括基座机构和围设在所述基座机构周侧的仿生蜘蛛腿机构，所述基座机构包括底座5、设置在底座5上的基座7和设置在基座7上的盖板6，所述基座7的中心位置设置有通孔，所述盖板6位于所述通孔的顶部，所述基座7的周侧均布有多个摄像头4，所述仿生蜘蛛腿机构1的数量为多个，多个所述仿生蜘蛛腿机构1沿所述基座7的周侧均布，所述基座机构上设置有环境信息探测模块；

多个所述仿生蜘蛛腿机构1的结构均相同，所述仿生蜘蛛腿机构1包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，所述第一关节部件包括第一电机模块和与所述第一电机模块传动连接的第一腿关节，所述第一电机模块通过内齿轮部件与所述第一腿关节传动连接，所述第二关节部件包括第二电机模块和与所述第二电机模块传动连接的第二腿关节，所述第二电机模块通过第二齿轮部件与所述第二腿关节传动连接，所述第三关节部件包括第三电机模块和与所述第三电机模块传动连接的第三腿关节，所述第三电机模块通过第三齿轮部件与所述第三腿关节传动连接，所述第一电机模块位于底座5上，所述第一电机模块的数量为多个，多个所述第一电机模块沿底座5底面内圆周方向均布。

所述环境信息探测模块包括微控制器9和与微控制器9相接的存储器16和无线通信模块17，所述微控制器9的输入端接有气体探测器15和温度传感器14，所述摄像头4与微控制器9相接。

本实施例中，所述基座7的周侧均布有安装槽2，所述安装槽2内设置有转轴3-1，所述转轴3-1上套设有摄像头座3，所述摄像头4位于摄像头座3内。

本实施例中，所述第一电机模块包括第一步进电机11，所述第一腿关节包括第一腿节10、与第一腿节10一端一体成型的内连接部103和与第一腿节10另一端一体成型的外连接部102，所述内连接部103为扇形连接部，所述内齿轮部件包括安装在第一步进电机11的第一输出轴111上的内齿轮112和设置在内连接部103靠近内齿轮112的端部的弧形齿101，所述内齿轮112和弧形齿101啮合，所述第二电机模块安装在所述外连接部102上；

所述底座5上设置有限位轴113，所述第一腿节10靠近内连接部103的端部设置有供限位轴113穿设的限位孔。

本实施例中，所述外连接部102为圆形连接部，所述外连接部102上均布有多个下弧形凹槽104，所述外连接部102上设置有下L形板105和与下L形板105一体成型的下安装筒107，所述下安装筒107远离下L形板105的端部与外连接部102的端部一体连接。

如图3和图4所示，本实施例中，所述第二电机模块包括第二步进电机12和安装在第二步进电机12的第二输出轴121上的下螺旋齿轮122，所述第二腿关节包括第二腿节20、设置第二腿节20一端的下连接部201和设置第二腿节20另一端的上连接部202，所述下连接部201之间设置有下轴齿轮123，所述下轴齿轮123和下螺旋齿轮122啮合，所述下连接部201和外连接部102铰接。

本实施例中，所述第二步进电机12安装在所述第一腿关节的外连接部102的底部，且外连接部102上开设有供第二步进电机12的第二输出轴121穿设的下通孔106；

所述下螺旋齿轮122位于下L形板105和外连接部102围设的第一下空腔中，所述下轴齿轮123位于下安装筒107和外连接部102围设的第二下空腔中；

所述外连接部102的端部设置有两个对称的外下耳座108，所述下连接部201包括两个对称布设的下连接杆，所述下连接杆的端部设置有下连接耳203；所述下轴齿轮123中的轴的两端依次穿过外下耳座108和下连接耳203，以使第二腿节20和第一腿节10铰接。

如图3和图4所示，本实施例中，所述第三电机模块包括第三步进电机13和安装在第三步进电机13的第三输出轴131上的上螺旋齿轮132，所述第三腿关节包括第三腿节30、设置第三腿节30一端的顶连接部301和设置第二腿节20另一端的下安装块302，所述下安装块302的底部设置有针形备用脚304；

所述顶连接部301之间设置有上轴齿轮133，所述上轴齿轮133和上螺旋齿轮132啮合，所述顶连接部301和所述第二腿关节中的上连接部202铰接。

本实施例中，所述第二腿关节中的上连接部202为圆形连接部，所述上连接部202的顶面均布有多个上弧形凹槽204，所述上连接部202上设置有上L形板205和与上L形板205一体成型的上安装筒207，所述上安装筒207远离上L形板205的端部与上连接部202的端部一体连接，所述第三步进电机13安装在上连接部202的底部，且所述上连接部202上开设有供第三步进电机13的第三输出轴131穿设的上通孔206；

所述上螺旋齿轮132位于上L形板205和上连接部202围设的第一上空腔中，所述上轴齿轮133位于上安装筒207和上连接部202围设的第二上空腔中；

所述上连接部202的端部设置有两个对称的外上耳座208，所述顶连接部301包括两个对称布设的上连接杆，所述上连接杆的端部设置有外连接耳303，所述上轴齿轮133中的轴的两端依次穿过外上耳座208和外连接耳303，以使第三腿节30和第二腿节20铰接。

本实施例中，需要说明的是，结构中的“上”“下”等词语是针对图2中的位置进行描述，不具有限定作用。

本实施例中，需要说明的是，本实用新型不仅可用于矿井救援，还可使用其他的救援。

本实施例中，需要说明的是，所述底座5上设置有供第一腿节10穿设和平摆的通孔。

本实施例中，该救援环境信息探测机器人结构简单、设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，实现救援环境信息探测机器人的移动，便于障碍物的避障。

本实施例中，该仿生蜘蛛腿机构包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，增加了仿生蜘蛛腿机构的自由度，从而有效地适应仿生蜘蛛腿机构的平摆、抬升和扩开。

本实施例中，所述基座7的周侧均布有多个摄像头4，通过多个摄像头4对待救援环境进行图像采集，以获取待救援环境的探测信息，从而实现救援环境信息探测机器人周向全方位的采集周围环境，避免探测信息的单一性。

本实施例中，设置基座7，既便于摄像头4的安装，又配合底座5围设成供第一电机模块的安装腔，提高了救援环境信息探测机器人结构的紧凑性。

本实施例中，设置第一关节部件包括第一电机模块和第一腿关节，第一电机模块的转动通过内齿轮部件传递至第一腿关节，实现第一腿关节的平摆，第二关节部件包括第二电机模块和第二腿关节，第二电机模块的转动通过第二齿轮部件传递至第二腿关节，实现第二腿关节的上下抬升；第三关节部件包括第三电机模块和第三腿关节，第三电机模块的转动通过第三齿轮部件传递至第三腿关节，实现第三腿关节的扩开或者收缩；通过内齿轮部件、第二齿轮部件和第三齿轮部件，实现电机模块的动力传输，且齿轮部件不仅能实现各个腿关节调节动作完成后的限位，而且能确保各个腿关节调节准确度高。

本实施例中，设置摄像头座3安装在转轴3-1上，以使摄像头座3还能绕转轴3-1转动，提高了摄像头座3的采集范围。

本实施例中，设置内齿轮部件包括内齿轮112和弧形齿101，是为了通过内齿轮112的转动，实现弧形齿101的转动，且弧形齿101转动过程中不发生竖向的偏移，从而确保第一腿关节的水平方向的摆动；另外内齿轮112和弧形齿101啮合，实现小齿轮带动大齿轮运动，从而提高了第一腿关节的水平方向的摆动角度，提高了适应范围。其次，小齿轮带动大齿轮运动以减少步进电机转动对救援环境信息探测机器人整体运动的影响。

本实施例中，所述底座5上设置有限位轴113，限位轴113穿过第一腿节10上的限位孔，设置限位轴113，是为了对内连接部103的端部进行限位，从而实现第一腿节10绕限位轴113摆动，以实现第一腿节10的定心平稳摆动。

本实施例中，所述外连接部102上设置有L形板105和与下L形板105一体成型的下安装筒107，是为了下L形板105和外连接部102围设成第一下空腔，便于下螺旋齿轮122的安装，下安装筒107和外连接部102围设成第二下空腔，便于下轴齿轮123的安装，提高了下螺旋齿轮122和下轴齿轮123的耐久性。

本实施例中，下螺旋齿轮122和下轴齿轮123呈十字布设，上螺旋齿轮132和上轴齿轮133呈十字布设，下螺旋齿轮122的中心线和第一腿节10呈垂直布设，所述上螺旋齿轮132的中心线和第二腿节20呈垂直布设。

本实施例中，第一步进电机11、第二步进电机12和第三步进电机13均为偏心步进电机，便于实现该救援环境信息探测机器人的翻身。

本实施例中，第一步进电机11、第二步进电机12和第三步进电机13均可参考57HD偏心步进电机。

如图5所示，本实施例中，实际使用时，所述基座7和底座5围设的空腔内还设置有电子线路板8，所述微控制器9位于电子线路板8上，所述电子线路板8上集成有电机驱动模块，所述电机驱动模块包括第一电机驱动模块11-1、第二电机驱动模块12-1和第三电机驱动模块13-1，所述第一电机驱动模块11-1的输出端与第一步进电机11连接，所述第二电机驱动模块12-1的输出端与第二步进电机12连接，所述第三电机驱动模块13-1的输出端与第三步进电机13连接。

本实施例中，实际使用时，第一电机驱动模块11-1、第二电机驱动模块12-1和第三电机驱动模块13-1均为ULN2003A电机驱动模块。

本实施例中，实际连接过程中，第一电机驱动模块11-1中芯片ULN2003A的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器9的PA0引脚、PA1引脚、PA2引脚和PA3引脚相接，第一电机驱动模块11-1中芯片ULN2003A的第16引脚与第一步进电机11的A+引脚连接，第一电机驱动模块11-1中芯片ULN2003A的第14引脚与第一步进电机11的A-引脚连接，第一电机驱动模块11-1中芯片ULN2003A的第15引脚与第一步进电机11的B+引脚相接，第一电机驱动模块11-1中芯片ULN2003A的第13引脚与第一步进电机11的B-引脚相接。

本实施例中，实际连接过程中，第二电机驱动模块12-1中芯片ULN2003A的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器9的PB0引脚、PB1引脚、PB2引脚和PB3引脚相接，第二电机驱动模块12-1中芯片ULN2003A的第16引脚与第二步进电机12的A+引脚连接，第二电机驱动模块12-1中芯片ULN2003A的第14引脚与第二步进电机12的A-引脚连接，第二电机驱动模块12-1中芯片ULN2003A的第15引脚与第二步进电机12的B+引脚相接，第二电机驱动模块12-1中芯片ULN2003A的第13引脚与第二步进电机12的B-引脚相接。

本实施例中，实际连接过程中，第三电机驱动模块13-1中芯片ULN2003A的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚分别与微控制器9的PE0引脚、PE1引脚、PE2引脚和PE3引脚相接，第三电机驱动模块13-1中芯片ULN2003A的第16引脚与第三步进电机13的A+引脚连接，第三电机驱动模块13-1中芯片ULN2003A的第14引脚与第三步进电机13的A-引脚连接，第三电机驱动模块13-1中芯片ULN2003A的第15引脚与第三步进电机13的B+引脚相接，第三电机驱动模块13-1中芯片ULN2003A的第13引脚与第三步进电机13的B-引脚相接。

本实施例中，摄像头4可参考矿用隔爆型摄像头KBA127B。

本实施例中，实际连接时，所述摄像头4的RS232接口通过第一串口通信模块与微控制器9的RXD0和TXD0引脚连接。

本实施例中，实际连接时，所述无线通信模块17通过第二串口模块与微控制器9的串口TXD1引脚和RXD1引脚连接。

本实施例中，实际连接时，第一串口通信模块和第二串口通信模块均为本领域技术人员熟知的MAX232串口通信模块。

本实施例中，所述存储器16包括SD卡模块和插设在所述SD卡模块内的SD卡。

本实施例中，所述SD卡模块可参考TELESKY的SD卡模块，所述SD卡可参考夏科micro SD卡。

本实施例中，实际连接时，所述SD卡模块的MISO引脚、MOSI引脚、SCK引脚分别与微控制器9的MISO引脚、MOSI引脚、SCK引脚连接，所述SD卡模块的CS引脚与微控制器9的PA7引脚连接。

本实施例中，所述无线通信模块17为4G无线通信模块，进一步地，所述无线通信模块17为WH-LTE-7S4 V2的4G无线通信模块。

本实施例中，所述气体探测器15和温度传感器14安装在基座7上，所述气体探测器15和温度传感器14的输出端与微控制器9的输入端连接。

本实施例中，气体探测器15可参考KL800气体浓度探测器。

本实施例中，气体探测器15通过MAX485模块与微控制器9的PA8引脚和PA9引脚连接。

本实施例中，所述温度传感器14可参考SA80B或者SA100B温度传感器，其信号输出范围为0-5V，非接触检测，且安装便捷。

本实施例中，实际连接时，温度传感器14的信号负输出端接地，温度传感器14的信号正输出端与微控制器9的ADC引脚相接。

本实施例中，温度传感器14对救援环境的温度信号进行检测，并将检测到的温度信号发送至微控制器9，微控制器9利用内部自带的AD模块对温度信号进行模数转换，得到待救援环境的数字温度值，并通过存储器16进行存储。

本实施例中，微控制器9的型号为飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128CFUE单片机。实际使用时，还可采用其他能实现同样功能的ARM微控制器。

本实施例中，气体探测器15、温度传感器14、第一步进电机11、第二步进电机12和第三步进电机13与微控制器9的连接引脚可根据实际要求进行调整。

本实用新型具体使用时，包括以下步骤：首先是救援环境信息探测机器人的展开着地：操作第三步进电机13转动，第三步进电机13的第三输出轴131转动带动上螺旋齿轮132转动，上螺旋齿轮132转动带动上轴齿轮133转动，上轴齿轮133转动通过顶连接部301带动第三腿节30扩开；其中，第三腿节30的底端远离底座5；操作第二步进电机12转动，第二步进电机12的第二输出轴121转动带动下螺旋齿轮122转动，下螺旋齿轮122转动带动下轴齿轮123转动，下轴齿轮123转动通过下连接部201带动第二腿节20向下移动，以使第三腿节30的底端着地，以使6个仿生蜘蛛腿机构全部展开着地；

接着是救援环境信息探测机器人的移动：操作第二步进电机12反向转动，第二步进电机12的第二输出轴121反向转动带动下螺旋齿轮122反向转动，下螺旋齿轮122反向转动带动下轴齿轮123反向转动，下轴齿轮123反向转动通过下连接部201带动第二腿节20向上移动，以使第三腿节30的底端离开地面；操作第一步进电机11转动，第一步进电机11的第一输出轴111带动内齿轮112转动，内齿轮112转动带动弧形齿101转动，弧形齿101转动带动第一腿关节平摆，实现仿生蜘蛛腿机构的移动；操作第二步进电机12转动，第二步进电机12的第二输出轴121转动带动下螺旋齿轮122转动，下螺旋齿轮122转动带动下轴齿轮123转动，下轴齿轮123转动通过下连接部201带动第二腿节20向下移动，以使第三腿节30的底端着地；多次重复步骤201至步骤203，完成救援环境信息探测机器人的移动；

然后是数据的采集与传输：当救援环境信息探测机器人移动至待救援环境，各个摄像头4对待救援环境的图像进行采集，并将采集到的救援环境图像发送至微控制器9，气体探测器15对待救援环境的气体浓度进行检测，并将检测到的气体浓度发送至微控制器9，温度传感器14对待救援环境的温度进行检测，并将检测到的温度发送至微控制器9，微控制器9将救援环境图像、气体浓度和温度通过存储器16进行存储，并通过无线通信模块17发送至监控终端。

本实施例中，监控终端为计算机。

本实用新型所采用的救援环境信息探测机器人的使用方法操作简便且使用效果好，首先救援环境信息探测机器人的展开着地，其次进行救援环境信息探测机器人的移动，直至救援环境信息探测机器人移动至待救援环境，最后对待救援环境进行探测，实现数据的采集与传输。

综上所述，本实用新型设计合理，仿生蜘蛛腿机构灵活，实现救援环境信息探测机器人的移动，便于障碍物的避障，且实现待救援环境的环境探测。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：包括基座机构和围设在所述基座机构周侧的仿生蜘蛛腿机构(1)，所述基座机构包括底座(5)、设置在底座(5)上的基座(7)和设置在基座(7)上的盖板(6)，所述基座(7)的中心位置设置有通孔，所述盖板(6)位于所述通孔的顶部，所述基座(7)的周侧均布有多个摄像头(4)，所述仿生蜘蛛腿机构(1)的数量为多个，多个所述仿生蜘蛛腿机构(1)沿所述基座(7)的周侧均布，所述基座机构上设置有环境信息探测模块；

多个所述仿生蜘蛛腿机构(1)的结构均相同，所述仿生蜘蛛腿机构(1)包括依次连接的第一关节部件、第二关节部件和第三关节部件，所述第一关节部件包括第一电机模块和与所述第一电机模块传动连接的第一腿关节，所述第一电机模块通过内齿轮部件与所述第一腿关节传动连接，所述第二关节部件包括第二电机模块和与所述第二电机模块传动连接的第二腿关节，所述第二电机模块通过第二齿轮部件与所述第二腿关节传动连接，所述第三关节部件包括第三电机模块和与所述第三电机模块传动连接的第三腿关节，所述第三电机模块通过第三齿轮部件与所述第三腿关节传动连接，所述第一电机模块位于底座(5)上，所述第一电机模块的数量为多个，多个所述第一电机模块沿底座(5)底面内的圆周方向均布；

所述环境信息探测模块包括微控制器(9)和与微控制器(9)相接的存储器(16)和无线通信模块(17)，所述微控制器(9)的输入端接有气体探测器(15)和温度传感器(14)，所述摄像头(4)与微控制器(9)相接。

2.按照权利要求1所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述基座(7)的周侧均布有安装槽(2)，所述安装槽(2)内设置有转轴(3-1)，所述转轴(3-1)上套设有摄像头座(3)，所述摄像头(4)位于摄像头座(3)内。

3.按照权利要求1所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第一电机模块包括第一步进电机(11)，所述第一腿关节包括第一腿节(10)、与第一腿节(10)一端一体成型的内连接部(103)和与第一腿节(10)另一端一体成型的外连接部(102)，所述内连接部(103)为扇形连接部，所述内齿轮部件包括安装在第一步进电机(11)的第一输出轴(111)上的内齿轮(112)和设置在内连接部(103)靠近内齿轮(112)的端部的弧形齿(101)，所述内齿轮(112)和弧形齿(101)啮合，所述第二电机模块安装在所述外连接部(102)上；

所述底座(5)上设置有限位轴(113)，所述第一腿节(10)靠近内连接部(103)的端部设置有供限位轴(113)穿设的限位孔。

4.按照权利要求3所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述外连接部(102)为圆形连接部，所述外连接部(102)上均布有多个下弧形凹槽(104)，所述外连接部(102)上设置有下L形板(105)和与下L形板(105)一体成型的下安装筒(107)，所述下安装筒(107)远离下L形板(105)的端部与外连接部(102)的端部一体成型。

5.按照权利要求1所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二电机模块包括第二步进电机(12)和安装在第二步进电机(12)的第二输出轴(121)上的下螺旋齿轮(122)，所述第二腿关节包括第二腿节(20)、设置第二腿节(20)一端的下连接部(201)和设置第二腿节(20)另一端的上连接部(202)，所述下连接部(201)之间设置有下轴齿轮(123)，所述下轴齿轮(123)和下螺旋齿轮(122)啮合，所述下连接部(201)和外连接部(102)铰接。

6.按照权利要求5所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二步进电机(12)安装在所述第一腿关节的外连接部(102)的底部，且外连接部(102)上开设有供第二步进电机(12)的第二输出轴(121)穿设的下通孔(106)；

所述下螺旋齿轮(122)位于下L形板(105)和外连接部(102)围设的第一下空腔中，所述下轴齿轮(123)位于下安装筒(107)和外连接部(102)围设的第二下空腔中；

所述外连接部(102)的端部设置有两个对称的外下耳座(108)，所述下连接部(201)包括两个对称布设的下连接杆，所述下连接杆的端部设置有下连接耳(203)；所述下轴齿轮(123)中的轴的两端依次穿过外下耳座(108)和下连接耳(203)，以使第二腿节(20)和第一腿节(10)铰接。

7.按照权利要求1所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第三电机模块包括第三步进电机(13)和安装在第三步进电机(13)的第三输出轴(131)上的上螺旋齿轮(132)，所述第三腿关节包括第三腿节(30)、设置第三腿节(30)一端的顶连接部(301)和设置第二腿节(20)另一端的下安装块(302)，所述下安装块(302)的底部设置有针形备用脚(304)；

所述顶连接部(301)之间设置有上轴齿轮(133)，所述上轴齿轮(133)和上螺旋齿轮(132)啮合，所述顶连接部(301)和所述第二腿关节中的上连接部(202)铰接。

8.按照权利要求7所述的一种救援环境信息探测机器人，其特征在于：所述第二腿关节中的上连接部(202)为圆形连接部，所述上连接部(202)的顶面均布有多个上弧形凹槽(204)，所述上连接部(202)上设置有上L形板(205)和与上L形板(205)一体成型的上安装筒(207)，所述上安装筒(207)远离上L形板(205)的端部与上连接部(202)的端部一体成型，所述第三步进电机(13)安装在上连接部(202)的底部，且所述上连接部(202)上开设有供第三步进电机(13)的第三输出轴(131)穿设的上通孔(206)；

所述上螺旋齿轮(132)位于上L形板(205)和上连接部(202)围设的第一上空腔中，所述上轴齿轮(133)位于上安装筒(207)和上连接部(202)围设的第二上空腔中；

所述上连接部(202)的端部设置有两个对称的外上耳座(208)，所述顶连接部(301)包括两个对称布设的上连接杆，所述上连接杆的端部设置有外连接耳(303)，所述上轴齿轮(133)中的轴的两端依次穿过外上耳座(208)和外连接耳(303)，以使第三腿节(30)和第二腿节(20)铰接。

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