CN215037422U - 一种履带式搜救机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能机器人技术领域，公开了一种履带式搜救机器人，包括履带式底盘、旋转台、探照台、图像识别模块、定位模块、复合型传感器以及电源，旋转台上设有救援机械臂，探照台内部设有通讯模块和整机控制模块、顶部分别设有多亮度调节探照灯、红外线避障集成模块和红外热成像仪，通讯模块通过物联网卡与云端服务器进行信息交互，履带式底盘、旋转台、救援机械臂、多亮度调节探照灯和通讯模块分别与整机控制模块电连接。本实用新型采用履带式底盘，能够适应各种复杂的环境，搭载多种传感器来避开障碍物，可灵活快速地在灾后现场进行搜救工作，提升搜救效率和可靠性，有效降低生命财产的损失。

Description

一种履带式搜救机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种履带式搜救机器人。

背景技术

近年来，各种自然灾害(地震、火灾、洪水)、人为的恐怖活动、武力冲突、生化病毒、有毒物质以及辐射等，不断威胁着人类的生命及财产安全，使人们进一步提高了对灾害和灾后快速应急反应能力的关注。突发的恐怖事件、自然灾害、大范围的建筑物坍塌发生后，往往会给我们的生命财产带来巨大的损失和人员伤亡。此时，快速有效的现场救援就显得尤其重要，选择一种好的救援装备，对于救援能否顺利进行就显得至关重要。然而现场复杂的环境，以及一些不稳定因素，会造成救援人员和搜救犬搜救范围受到局限而无法顺利进行，影响救援速度。

实用新型内容

针对灾后搜救的现场环境复杂，救援人员和搜救犬搜救范围受限的问题，本实用新型提供一种履带式搜救机器人，通过采用稳定的履带式底盘，适应各种复杂的环境，配合搭载的多种传感器来避开障碍物，可灵活快速地在灾后现场进行搜救工作，精确定位幸存者的位置，提升搜救效率和可靠性，有效降低生命财产的损失。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种履带式搜救机器人，包括：

履带式底盘，所述履带式底盘包括两组履带轮、悬挂架和底板，所述悬挂架设置于两组履带轮之间，所述底板水平设置在悬挂架顶部；

分别设置于底板上旋转台、探照台、图像识别模块、定位模块、复合型传感器以及电源，其中：

所述旋转台上设有救援机械臂，其作为实施救援的执行机构；

所述探照台内部设有通讯模块和整机控制模块、顶部分别设有多亮度调节探照灯以及分别位于多亮度调节探照灯两侧的红外线避障集成模块和红外热成像仪，所述通讯模块通过物联网卡与云端服务器进行信息交互；

所述图像识别模块位于旋转台的一侧，用于为控制救援机械臂进行救援提供辅助；

所述定位模块和复合型传感器分别位于探照台的一侧，所述电源位于探照台的一侧，所述电源用于为整机所涉及的电气元件提供电能；

所述履带式底盘、旋转台、救援机械臂、多亮度调节探照灯和通讯模块分别与整机控制模块电连接，所述红外线避障集成模块、红外热成像仪和图像识别模块分别与通讯模块电连接。

进一步地，所述履带式底盘采用与电源电连接的步进电机驱动。

进一步地，所述旋转台通过与电源电连接的步进电机驱动。

进一步地，所述图像识别模块包括外置的红外摄像头和内置的图像存储模块，所述图像存储模块将红外摄像头的拍摄画面进行实时存储，并通过通讯模块上传至云端服务器，供操作人员实时调看。

进一步地，所述复合型传感器通过温度传感器、湿度传感器和颗粒物检测传感器兼容集成而成，用于对搜救环境中的温度、湿度和颗粒物含量进行检测。

进一步地，所述救援机械臂采用与电源电连接的步进电机作为升降驱动。

进一步地，所述救援机械臂的末端执行器采用的是两爪开合式夹持设计。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型采用稳定的履带式底盘，能够适应各种复杂的环境，配合搭载的多种传感器来避开障碍物，可灵活快速地在灾后现场进行搜救工作，有效地探测出幸存者状况，精确定位幸存者的位置，提升搜救效率和可靠性，有效降低生命财产的损失，并其通过与物联网相结合，操作人员遥控搜救机器人就能完成搜救任务。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图，

图2为本实用新型另一个角度的立体结构示意图，

附图标记如下：

带式底盘1，履带轮101，悬挂架102，底板103，旋转台2，探照台3，图像识别模块4，定位模块5，复合型传感器6，电源7，救援机械臂8，多亮度调节探照灯9，红外线避障集成模块10，红外热成像仪11。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

请参照图1至图2，本实用新型提供一种履带式搜救机器人，包括履带式底盘1、旋转台2、探照台3、图像识别模块4、定位模块5、复合型传感器6以及电源7，其中：

履带式底盘1根据履带式挖掘机的行车原理设计的，属于常见的现有技术，如图2，包括两组履带轮101、悬挂架102和底板103，悬挂架102设置于两组履带轮101之间，底板103水平设置在悬挂架102顶部，以与电源7电连接的步进电机作为驱动，每组履带轮101包括与该步进电机的输出端传动连接的驱动轮以及若干张紧轮和履带，驱动轮通过履带与若干张紧轮传动连接，步进电机为动力输出，带动驱动轮转动，从而使连接驱动轮和若干张紧轮的履带进行传动，实现履带式底盘1的行走；

旋转台2、探照台3、图像识别模块4、定位模块5、复合型传感器6以及电源7分别设置于底板103上；

旋转台2上设有救援机械臂8，其作为实施救援的执行机构，旋转台2是通过与电源7电连接的步进电机来驱动的，具体的传动连接形式本实用新型不做限定，可以采用常见齿轮传动的方式来实现旋转台2的旋转，也可以直接将旋转台2的转轴与步进电机的输出端连接来实现旋转台2的旋转；

救援机械臂8属于常见的现有技术，其携带有多种传感器来辅助救援机械臂8对小型物体进行准确的位置判断，便于准确地将其夹起，救援机械臂8的末端执行器采用的是两爪开合式夹持设计，并且应设有独立的驱动装置，驱动装置的具体结构形式不做限定，只要能够实现末端执行器按照控制指令正常开合即可，而救援机械臂8的升降也可以通过一个步进电机来驱动，具体的可以参考现有技术自由度较高的机械臂的传动形式自行设定，本实用新型不做限定；

探照台3内部设有通讯模块和整机控制模块、顶部分别设有多亮度调节探照灯9以及分别位于多亮度调节探照灯9两侧的红外线避障集成模块10和红外热成像仪11，本实用新型的履带式搜救机器人是通过通讯模块来与云端服务器进行信息交互的，具体的，通讯模块通过物联网卡与云端服务器进行信息交互；

多亮度调节探照灯9能为搜救机器人的运转提供开阔可见的视野，同时也方便对于弱光或者黑暗条件下搜救；

红外线避障集成模块10具有红外测距的功能，能为搜救时提供相关的辅助数据计算和为搜救机器人在行动中起到良好的避障功能；

红外热成像仪11能透过障碍物对其后方的物体进行检测，大大提高了对具有生命体征的物体或目的性的检测物体的判断的准确性；

图像识别模块4位于旋转台2的一侧，用于为控制救援机械臂8进行救援提供辅助，包括外置的红外摄像头和内置的图像存储模块，图像存储模块将红外摄像头的拍摄画面进行实时存储，并通过通讯模块上传至云端服务器，供操作人员实时调看，以便操作人员能够对搜救物体的形体情况进行进一步确定，在搜救环境的光线较弱的情况下，通过调节多亮度调节探照灯9的亮度，来增强可见度；

定位模块5和复合型传感器6分别位于探照台3的一侧，电源7位于探照台3的一侧，其中：

定位模块5可以使操作人员实时掌握到搜救机器人的所处位置；

复合型传感器6是采用现有的技术手段，将温度传感器、湿度传感器和颗粒物检测传感器兼容集成而成，用来对搜救环境中的温度、湿度和颗粒物含量进行检测，便于操作人员实时掌握搜救环境的情况；

电源7用于为整机所涉及的电气元件提供电能，所涉及的电气元件包括驱动履带式底盘1行走的步进电机、驱动旋转台2转动的步进电机、驱动救援机械臂8升降的步进电机、图像识别模块4、定位模块5、复合型传感器6、多亮度调节探照灯9、红外线避障集成模块10和红外热成像仪11，以上这些电气元件均与电源7电连接；

驱动履带式底盘1行走的步进电机、驱动旋转台2转动的步进电机、驱动救援机械臂8升降的步进电机、多亮度调节探照灯9以及通讯模块分别与整机控制模块电连接，图像识别模块4、红外线避障集成模块10和红外热成像仪11分别与通讯模块电连接，通过通讯模块将各自探测信息上传给云端服务器，供操作人员调看，操作人员根据云端服务器调看的搜救环境信息，在控制台上实时向云端服务器发送控制指令来遥控搜救机器人进行搜救工作，控制指令经过通讯模块传输给整机控制模块，整机控制模块再控制履带式底盘1、旋转台2和救援机械臂8各执行机构进行响应，通过各执行机构的配合作业来完成搜救任务，具体是通过控制履带式底盘1的行走、旋转台2的转动以及救援机械臂8的升降来实现。

工作原理：通讯模块将图像识别模块4拍摄搜救环境的画面、红外线避障集成模块10识别的路障以及红外热成像仪11探测的障碍物后方具有生命体征的物体或目标性的物体信息上传至云端服务器，操作人员从云端服务器调看后，于控制台上遥控搜救机器人完后搜救任务，具体的，操作人员在控制台上向云端服务器发送控制指令，经过通讯模块后发送给整机控制模块，然后整机控制模块再分别控制履带式底盘1的行走、旋转台2的转动以及救援机械臂8的升降，通过各执行机构的共同配合完成搜救任务。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种履带式搜救机器人，其特征在于，包括：

履带式底盘(1)，所述履带式底盘(1)包括两组履带轮(101)、悬挂架(102)和底板(103)，所述悬挂架(102)设置于两组履带轮(101)之间，所述底板(103)水平设置在悬挂架(102)顶部；

分别设置于底板(103)上旋转台(2)、探照台(3)、图像识别模块(4)、定位模块(5)、复合型传感器(6)以及电源(7)，其中：

所述旋转台(2)上设有救援机械臂(8)，其作为实施救援的执行机构；

所述探照台(3)内部设有通讯模块和整机控制模块、顶部分别设有多亮度调节探照灯(9)以及分别位于多亮度调节探照灯(9)两侧的红外线避障集成模块(10)和红外热成像仪(11)，所述通讯模块通过物联网卡与云端服务器进行信息交互；

所述图像识别模块(4)位于旋转台(2)的一侧，用于为控制救援机械臂(8)进行救援提供辅助；

所述定位模块(5)和复合型传感器(6)分别位于探照台(3)的一侧，所述电源(7)位于探照台(3)的一侧，所述电源(7)用于为整机所涉及的电气元件提供电能；

所述履带式底盘(1)、旋转台(2)、救援机械臂(8)、多亮度调节探照灯(9)和通讯模块分别与整机控制模块电连接，所述红外线避障集成模块(10)、红外热成像仪(11)和图像识别模块(4)分别与通讯模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述履带式底盘(1)采用与电源(7)电连接的步进电机驱动。

3.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述旋转台(2)通过与电源(7)电连接的步进电机驱动。

4.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述图像识别模块(4)包括外置的红外摄像头和内置的图像存储模块，所述图像存储模块将红外摄像头的拍摄画面进行实时存储，并通过通讯模块上传至云端服务器，供操作人员实时调看。

5.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述复合型传感器(6)通过温度传感器、湿度传感器和颗粒物检测传感器兼容集成而成，用于对搜救环境中的温度、湿度和颗粒物含量进行检测。

6.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述救援机械臂(8)采用与电源(7)电连接的步进电机作为升降驱动。

7.根据权利要求1所述的一种履带式搜救机器人，其特征在于：所述救援机械臂(8)的末端执行器采用的是两爪开合式夹持设计。

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