CN102085885A - 灾难探测机器人 - Google Patents

Abstract

灾难探测机器人，包括车体(1)、探测支架(2)和摄像头，车体(1)上设置有履带式行走机构，在车体(1)与行走机构之间之间还设置有缓冲支撑装置(11)，在车体(1)和探测支架(2)之间还设置有转动装置(12)，探测支架(2)由相互铰接的主支架(13)和副支架(14)组成，主支架(13)与副支架(14)上分别通过主支架摆动系统(22)和副支架摆动系统(23)控制，与摄像头(3)还连接有信号发射装置(15)。这是一种设计巧妙，动作灵活，可以进入各种恶劣灾害现场，将被困人员的情况通过视频信号告知搜救人员的灾难探测机器人。

Description

灾难探测机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是一种用于灾害现场探测的机器人。

背景技术

在发生火灾、地震、矿难等灾害时，为了在灾害发生现场搜救被困人员，搜救人员往往会携带有搜救犬或热能探测仪等搜救设备，但是由于灾害现场情况复杂，如毒气弥漫的情况下，搜救犬和救援人员无法进入现场，而在火灾现场，热能探测仪则完全失去作用；此外在某些灾害现场，被困人员位于坍塌的废墟之内或地下时，由于被困位置与外界相通的缝隙非常狭小，因此仅靠现有的搜救手段难以判断出被困者的具体情况，无法制定最佳的营救计划。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种设计巧妙，动作灵活，可以进入各种恶劣灾害现场，将被困人员的情况通过视频信号告知搜救人员的灾难探测机器人。

本发明的具体解决方案是：一种灾难探测机器人，包括车体1和探测支架2，探测支架2上设置有摄像头3，其特征在于：所述的车体1一端设置有行走电机4，行走电机4的输出端设有链轮5，链轮5通过链条6与主动链轮7相连，与主动链轮7同轴的主动行走轮8上配有履带9，履带9还与支撑在车体1上的从动行走轮10相配，在车体1与靠近地面的从动行走轮10之间还设置有缓冲支撑装置11，在车体1和探测支架2之间还设置有转动装置12，探测支架2由相互铰接的主支架13和副支架14组成，主支架13与副支架14上分别通过主支架摆动系统22和副支架摆动系统23控制，与摄像头3还连接有信号发射装置15。

所述的缓冲支撑装置11包括一个铰接在靠近地面的从动行走轮10的轴心上的连接板16，连接板16的上端与缓冲弹簧17转动连接，而缓冲弹簧17的另一端则铰接在车体1上。

所述的探测支架2的下端设置有与车体1轴承连接的转盘18，转盘18上固定设置有转动蜗轮19，与转动蜗轮19相配的转动蜗杆20设置在转动电机21的输出端，转动电机21固定设置在车体1上。

所述的主支架摆动系统22包括一套通过驱动电机控制的主支架蜗轮24和主支架蜗杆25，主支架蜗轮24与主支架13的底端固定连接，主支架蜗轮24套接在固定设置于车体1的摆动轴26上，主支架13为相对固定的双支架结构，其中的辅助支撑支架27通过轴承套接在摆动轴26上。

所述的副支架摆动系统23包括一套通过驱动电机控制的副支架蜗轮28和副支架蜗杆29，副支架蜗轮28与摆动轴26同轴且固定，且在摆动轴26上还固定套接有副支架驱动链轮30，与副支架驱动链轮30相配的副支架驱动链条31还与副支架从动链轮32相配，副支架从动链轮32与主支架13和副支架14的铰接轴33同轴，且副支架从动链轮32与副支架14相对固定。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本装置的结构合理，设计巧妙，构思新颖，它的动作灵活、可靠，它的行走方式为履带式，因此可以适应不同恶劣的灾害现场地形，同时它的活动机械臂可以将摄像头送入较为狭窄的空间，采集被困人员的视频信号，并将视频信号传送至搜救队的视频显示设备上，可以让搜救人员实时掌握被困者的具体位置和身体情况；并且还可以将一些体积较小的如药品、食物、水等帮助被困者维持生命的物品运送到被困处，提高救援成功率；因此可以说本装置具备了多种优点，特别适合于在灾害搜救现场中使用。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本发明实施例转动装置部分的结构示意图。

图4是本发明实施例探测支架部分的主视图。

图5是本发明实施例探测支架部分的左视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1所示：一种灾难探测机器人，包括车体1和探测支架2，探测支架2的端头处设置有摄像头3，在车体1的一端设置有行走电机4，设置在行走电机4输出端的链轮5通过链条6与主动链轮7相连，主动链轮7与主动行走轮8同轴，主动行走轮8上配有履带9，履带9还与连接在车体1上的从动行走轮10相配，因此可以实现车体1在行走电机4的驱动下行走的目的；

在车体1与靠近地面的从动行走轮10之间设置有缓冲支撑装置11，缓冲支撑装置11包括相互铰接在一起的连接板16和缓冲弹簧17，缓冲弹簧17的上端铰接在车体1上，而连接板16底端则与靠近地面的从动行走轮10的轴心铰接。

在车体1和探测支架2之间设置有转动装置12，它可以驱动探测支架2相对于车体1做360度的旋转，在探测支架2的底端设置有与车体1轴承连接的转盘18，在转盘18上固定设置有转动蜗轮19，而与转动蜗轮19相配的转动蜗杆20则设置在转动电机21的输出端上，转动电机21与车体1固定连接；这样当转动电机21工作时，可以实现探测支架2的整体旋转动作。

探测支架2由相互铰接的主支架13和副支架14组成，主支架摆动系统22控制主支架13的动作：主支架摆动系统22由依靠电机驱动的主支架蜗轮24和主支架蜗杆25组成，其中主支架蜗轮24与主支架13的底端固定连接，主支架蜗轮24套接在固定设置在车体1上的摆动轴26上，并且主支架蜗轮24可以相对于摆动轴26转动，主支架13为相对固定的双支架结构，其中的辅助支撑支架27通过轴承套接在摆动轴26上。

副支架摆动系统23控制副支架14的动作：副支架摆动系统23由依靠电机驱动的副支架蜗轮28和副支架蜗杆29组成，其中副支架蜗轮28与摆动轴26同轴且固定，即摆动轴26可以与副支架蜗轮28共同转动，在摆动轴26上还固定套接有副支架驱动链轮30，而与副支架驱动链轮30相配的副支架驱动链条31还与副支架从动链轮32相配，主支架13和副支架14的铰接轴33与副支架从动链轮32同轴，并且副支架从动链轮32与副支架14之间相对固定。

在摄像头3上还设置有信号发射装置15，他可以将采集到的视频信号发送到救援人员的视频显示设备上，以方便救援人员根据被困地点和被困人员的具体情况制定出最佳的救援方案。

本发明实施例的灾难探测机器人在行走时，行走电机4工作，带动链轮5转动，链轮5通过传动副(链条6)带动主动链轮7转动，而主动链轮7又与主动行走轮8同轴固定，因此主动行走轮8也转动，并带动与之相配的履带9运动，同时支撑在车体1上的、与履带9相配的从动行走轮10也在履带9的作用下转动，从而实现车体1的行进。

在车体1行进的过程中，由于灾难发生现场的情况复杂，车体1可能会遇到爬坡、下坡等各种情况，为了防止机器人上的电子设备受震动损坏，在车体1与靠近地面的从动行走轮10之间设置有缓冲支撑装置11，发生震动时，缓冲弹簧17压缩或拉伸，将振动产生的力吸收，同时相互铰接的连接板16和缓冲弹簧17之间相对摆动，从而改变车体1与从动行走轮10之间的距离，也可以起到缓冲的作用。

当需要摄像头3作旋转，观察周围环境时，转动装置12会带动探测支架2整体转动：转动电机21工作，带动转动蜗杆20转动，与转动蜗杆20相配的转动蜗轮19也随之转动，与转动蜗轮19同轴固定的转盘18便会带动探测支架2按照任意角度做转动。

当需要探测支架2运动，进入各种狭小的缝隙中时，主支架控制系统22和副支架控制系统23会分别控制主支架13和副支架14动作；主支架控制系统22的动作过程如下：固定在车体1上的电机驱动主支架蜗杆25动作，带动主支架蜗轮24转动，由于主支架蜗轮24与主支架13的底端固定连接，因此可以实现主支架13的摆动；而为了增强主支架13运动时的稳定性，主支架13设置为相对固定的双支架结构，其中辅助支撑支架27通过轴承套接在摆动轴26上；即主支架13与摆动轴26有两个间隔一定距离的接触点。

副支架控制系统23的动作过程如下：固定在车体1上的电机驱动副支架蜗杆29动作，带动副支架蜗轮24转动，此时与副支架蜗轮24同轴固定的摆动轴26随之转动，并带动摆动轴26上的副支架驱动链轮30转动，而与副支架驱动链轮30相配的副支架驱动链条31开始动作，使副支架从动链轮32转动，并带动与副支架从动链轮32相对固定的副支架14做摆动。

通过上述两个动作的组合，来实现探测支架2的运动，将位于探测支架2前端的摄像头3送入各种狭小的缝隙中，最终进入被困人员所处空间，与摄像头2相连的信号发射装置15将采集的视频信号发送至搜救人员的视频显示设备上。

Claims (5)

1.一种灾难探测机器人，包括车体(1)和探测支架(2)，探测支架(2)上设置有摄像头(3)，其特征在于：所述的车体(1)一端设置有行走电机(4)，行走电机(4)的输出端设有链轮(5)，链轮(5)通过链条(6)与主动链轮(7)相连，与主动链轮(7)同轴的主动行走轮(8)上配有履带(9)，履带(9)还与支撑在车体(1)上的从动行走轮(10)相配，在车体(1)与靠近地面的从动行走轮(10)之间还设置有缓冲支撑装置(11)，在车体(1)和探测支架(2)之间还设置有转动装置(12)，探测支架(2)由相互铰接的主支架(13)和副支架(14)组成，主支架(13)与副支架(14)上分别通过主支架摆动系统(22)和副支架摆动系统(23)控制，与摄像头(3)还连接有信号发射装置(15)。

2.根据权利要求1所述的灾难探测机器人，其特征在于：所述的缓冲支撑装置(11)包括一个铰接在靠近地面的从动行走轮(10)的轴心上的连接板(16)，连接板(16)的上端与缓冲弹簧(17)转动连接，而缓冲弹簧(17)的另一端则铰接在车体(1)上。

3.根据权利要求1所述的灾难探测机器人，其特征在于：所述的探测支架(2)的下端设置有与车体(1)轴承连接的转盘(18)，转盘(18)上固定设置有转动蜗轮(19)，与转动蜗轮(19)相配的转动蜗杆(20)设置在转动电机(21)的输出端，转动电机(21)固定设置在车体(1)上。

4.根据权利要求1所述的灾难探测机器人，其特征在于：所述的主支架摆动系统(22)包括一套通过驱动电机控制的主支架蜗轮(24)和主支架蜗杆(25)，主支架蜗轮(24)与主支架(13)的底端固定连接，主支架蜗轮(24)套接在固定设置于车体(1)的摆动轴(26)上，主支架(13)为相对固定的双支架结构，其中的辅助支撑支架(27)通过轴承套接在摆动轴(26)上。

5.根据权利要求1所述的灾难探测机器人，其特征在于：所述的副支架摆动系统(23)包括一套通过驱动电机控制的副支架蜗轮(28)和副支架蜗杆(29)，副支架蜗轮(28)与摆动轴(26)同轴且固定，且在摆动轴(26)上还固定套接有副支架驱动链轮(30)，与副支架驱动链轮(30)相配的副支架驱动链条(31)还与副支架从动链轮(32)相配，副支架从动链轮(32)与主支架(13)和副支架(14)的铰接轴(33)同轴，且副支架从动链轮(32)与副支架(14)相对固定。

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