專利名稱：災(zāi)難探測機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器人，尤其是一種用于災(zāi)害現(xiàn)場探測的機器人。
背景技術(shù)：
在發(fā)生火災(zāi)、地震、礦難等災(zāi)害時，為了在災(zāi)害發(fā)生現(xiàn)場搜救被困人員，搜救人員 往往會攜帶有搜救犬或熱能探測儀等搜救設(shè)備，但是由于災(zāi)害現(xiàn)場情況復(fù)雜，如毒氣彌漫 的情況下，搜救犬和救援人員無法進入現(xiàn)場，而在火災(zāi)現(xiàn)場，熱能探測儀則完全失去作用； 此外在某些災(zāi)害現(xiàn)場，被困人員位于坍塌的廢墟之內(nèi)或地下時，由于被困位置與外界相通 的縫隙非常狹小，因此僅靠現(xiàn)有的搜救手段難以判斷出被困者的具體情況，無法制定最佳 的營救計劃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提出一種設(shè)計巧妙，動作靈活，可 以進入各種惡劣災(zāi)害現(xiàn)場，將被困人員的情況通過視頻信號告知搜救人員的災(zāi)難探測機器 人。本發(fā)明的具體解決方案是一種災(zāi)難探測機器人，包括車體1和探測支架2，探測 支架2上設(shè)置有攝像頭3，其特征在于所述的車體1 一端設(shè)置有行走電機4，行走電機4的 輸出端設(shè)有鏈輪5，鏈輪5通過鏈條6與主動鏈輪7相連，與主動鏈輪7同軸的主動行走輪 8上配有履帶9，履帶9還與支撐在車體1上的從動行走輪10相配，在車體1與靠近地面的 從動行走輪10之間還設(shè)置有緩沖支撐裝置11，在車體1和探測支架2之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)動裝 置12，探測支架2由相互鉸接的主支架13和副支架14組成，主支架13與副支架14上分 別通過主支架擺動系統(tǒng)22和副支架擺動系統(tǒng)23控制，與攝像頭3還連接有信號發(fā)射裝置 15。所述的緩沖支撐裝置11包括一個鉸接在靠近地面的從動行走輪10的軸心上的連 接板16，連接板16的上端與緩沖彈簧17轉(zhuǎn)動連接，而緩沖彈簧17的另一端則鉸接在車體 1上。所述的探測支架2的下端設(shè)置有與車體1軸承連接的轉(zhuǎn)盤18，轉(zhuǎn)盤18上固定設(shè)置 有轉(zhuǎn)動蝸輪19，與轉(zhuǎn)動蝸輪19相配的轉(zhuǎn)動蝸桿20設(shè)置在轉(zhuǎn)動電機21的輸出端，轉(zhuǎn)動電機 21固定設(shè)置在車體1上。所述的主支架擺動系統(tǒng)22包括一套通過驅(qū)動電機控制的主支架蝸輪M和主支架 蝸桿25，主支架蝸輪M與主支架13的底端固定連接，主支架蝸輪M套接在固定設(shè)置于車 體1的擺動軸26上，主支架13為相對固定的雙支架結(jié)構(gòu)，其中的輔助支撐支架27通過軸 承套接在擺動軸26上。所述的副支架擺動系統(tǒng)23包括一套通過驅(qū)動電機控制的副支架蝸輪觀和副支架 蝸桿四，副支架蝸輪觀與擺動軸26同軸且固定，且在擺動軸沈上還固定套接有副支架驅(qū) 動鏈輪30，與副支架驅(qū)動鏈輪30相配的副支架驅(qū)動鏈條31還與副支架從動鏈輪32相配，副支架從動鏈輪32與主支架13和副支架14的鉸接軸33同軸，且副支架從動鏈輪32與副 支架14相對固定。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點本裝置的結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計巧妙，構(gòu)思新穎，它的動作靈活、可靠，它的行走方式為履 帶式，因此可以適應(yīng)不同惡劣的災(zāi)害現(xiàn)場地形，同時它的活動機械臂可以將攝像頭送入較 為狹窄的空間，采集被困人員的視頻信號，并將視頻信號傳送至搜救隊的視頻顯示設(shè)備上， 可以讓搜救人員實時掌握被困者的具體位置和身體情況；并且還可以將一些體積較小的如 藥品、食物、水等幫助被困者維持生命的物品運送到被困處，提高救援成功率；因此可以說 本裝置具備了多種優(yōu)點，特別適合于在災(zāi)害搜救現(xiàn)場中使用。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A部放大圖。圖3是本發(fā)明實施例轉(zhuǎn)動裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實施例探測支架部分的主視圖。圖5是本發(fā)明實施例探測支架部分的左視圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1所示一種災(zāi)難探測機器人， 包括車體1和探測支架2，探測支架2的端頭處設(shè)置有攝像頭3，在車體1的一端設(shè)置有行 走電機4，設(shè)置在行走電機4輸出端的鏈輪5通過鏈條6與主動鏈輪7相連，主動鏈輪7與 主動行走輪8同軸，主動行走輪8上配有履帶9，履帶9還與連接在車體1上的從動行走輪 10相配，因此可以實現(xiàn)車體1在行走電機4的驅(qū)動下行走的目的；在車體1與靠近地面的從動行走輪10之間設(shè)置有緩沖支撐裝置11，緩沖支撐裝置 11包括相互鉸接在一起的連接板16和緩沖彈簧17，緩沖彈簧17的上端鉸接在車體1上， 而連接板16底端則與靠近地面的從動行走輪10的軸心鉸接。在車體1和探測支架2之間設(shè)置有轉(zhuǎn)動裝置12，它可以驅(qū)動探測支架2相對于車 體1做360度的旋轉(zhuǎn)，在探測支架2的底端設(shè)置有與車體1軸承連接的轉(zhuǎn)盤18，在轉(zhuǎn)盤18 上固定設(shè)置有轉(zhuǎn)動蝸輪19，而與轉(zhuǎn)動蝸輪19相配的轉(zhuǎn)動蝸桿20則設(shè)置在轉(zhuǎn)動電機21的 輸出端上，轉(zhuǎn)動電機21與車體1固定連接；這樣當(dāng)轉(zhuǎn)動電機21工作時，可以實現(xiàn)探測支架 2的整體旋轉(zhuǎn)動作。探測支架2由相互鉸接的主支架13和副支架14組成，主支架擺動系統(tǒng)22控制主 支架13的動作主支架擺動系統(tǒng)22由依靠電機驅(qū)動的主支架蝸輪M和主支架蝸桿25組 成，其中主支架蝸輪24與主支架13的底端固定連接，主支架蝸輪M套接在固定設(shè)置在車 體1上的擺動軸沈上，并且主支架蝸輪M可以相對于擺動軸沈轉(zhuǎn)動，主支架13為相對固 定的雙支架結(jié)構(gòu)，其中的輔助支撐支架27通過軸承套接在擺動軸沈上。副支架擺動系統(tǒng)23控制副支架14的動作副支架擺動系統(tǒng)23由依靠電機驅(qū)動的 副支架蝸輪觀和副支架蝸桿四組成，其中副支架蝸輪觀與擺動軸26同軸且固定，即擺動 軸26可以與副支架蝸輪28共同轉(zhuǎn)動，在擺動軸沈上還固定套接有副支架驅(qū)動鏈輪30，而與副支架驅(qū)動鏈輪30相配的副支架驅(qū)動鏈條31還與副支架從動鏈輪32相配，主支架13 和副支架14的鉸接軸33與副支架從動鏈輪32同軸，并且副支架從動鏈輪32與副支架14 之間相對固定。在攝像頭3上還設(shè)置有信號發(fā)射裝置15，他可以將采集到的視頻信號發(fā)送到救援 人員的視頻顯示設(shè)備上，以方便救援人員根據(jù)被困地點和被困人員的具體情況制定出最佳 的救援方案。本發(fā)明實施例的災(zāi)難探測機器人在行走時，行走電機4工作，帶動鏈輪5轉(zhuǎn)動，鏈 輪5通過傳動副(鏈條6)帶動主動鏈輪7轉(zhuǎn)動，而主動鏈輪7又與主動行走輪8同軸固定， 因此主動行走輪8也轉(zhuǎn)動，并帶動與之相配的履帶9運動，同時支撐在車體1上的、與履帶 9相配的從動行走輪10也在履帶9的作用下轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)車體1的行進。在車體1行進的過程中，由于災(zāi)難發(fā)生現(xiàn)場的情況復(fù)雜，車體1可能會遇到爬坡、 下坡等各種情況，為了防止機器人上的電子設(shè)備受震動損壞，在車體1與靠近地面的從動 行走輪10之間設(shè)置有緩沖支撐裝置11，發(fā)生震動時，緩沖彈簧17壓縮或拉伸，將振動產(chǎn)生 的力吸收，同時相互鉸接的連接板16和緩沖彈簧17之間相對擺動，從而改變車體1與從動 行走輪10之間的距離，也可以起到緩沖的作用。當(dāng)需要攝像頭3作旋轉(zhuǎn)，觀察周圍環(huán)境時，轉(zhuǎn)動裝置12會帶動探測支架2整體轉(zhuǎn) 動轉(zhuǎn)動電機21工作，帶動轉(zhuǎn)動蝸桿20轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)動蝸桿20相配的轉(zhuǎn)動蝸輪19也隨之轉(zhuǎn) 動，與轉(zhuǎn)動蝸輪19同軸固定的轉(zhuǎn)盤18便會帶動探測支架2按照任意角度做轉(zhuǎn)動。當(dāng)需要探測支架2運動，進入各種狹小的縫隙中時，主支架控制系統(tǒng)22和副支架 控制系統(tǒng)23會分別控制主支架13和副支架14動作；主支架控制系統(tǒng)22的動作過程如下 固定在車體1上的電機驅(qū)動主支架蝸桿25動作，帶動主支架蝸輪M轉(zhuǎn)動，由于主支架蝸輪 24與主支架13的底端固定連接，因此可以實現(xiàn)主支架13的擺動；而為了增強主支架13運 動時的穩(wěn)定性，主支架13設(shè)置為相對固定的雙支架結(jié)構(gòu)，其中輔助支撐支架27通過軸承套 接在擺動軸沈上；即主支架13與擺動軸沈有兩個間隔一定距離的接觸點。副支架控制系統(tǒng)23的動作過程如下固定在車體1上的電機驅(qū)動副支架蝸桿四 動作，帶動副支架蝸輪M轉(zhuǎn)動，此時與副支架蝸輪M同軸固定的擺動軸26隨之轉(zhuǎn)動，并帶 動擺動軸26上的副支架驅(qū)動鏈輪30轉(zhuǎn)動，而與副支架驅(qū)動鏈輪30相配的副支架驅(qū)動鏈條 31開始動作，使副支架從動鏈輪32轉(zhuǎn)動，并帶動與副支架從動鏈輪32相對固定的副支架 14做擺動。通過上述兩個動作的組合，來實現(xiàn)探測支架2的運動，將位于探測支架2前端的攝 像頭3送入各種狹小的縫隙中，最終進入被困人員所處空間，與攝像頭2相連的信號發(fā)射裝 置15將采集的視頻信號發(fā)送至搜救人員的視頻顯示設(shè)備上。
權(quán)利要求
1.一種災(zāi)難探測機器人，包括車體(1)和探測支架O)，探測支架( 上設(shè)置有攝像頭 (3)，其特征在于所述的車體(1) 一端設(shè)置有行走電機G)，行走電機(4)的輸出端設(shè)有鏈 輪(5)，鏈輪( 通過鏈條(6)與主動鏈輪(7)相連，與主動鏈輪(7)同軸的主動行走輪(8) 上配有履帶(9)，履帶(9)還與支撐在車體(1)上的從動行走輪(10)相配，在車體(1)與靠 近地面的從動行走輪(10)之間還設(shè)置有緩沖支撐裝置(11)，在車體⑴和探測支架(2)之 間還設(shè)置有轉(zhuǎn)動裝置(12)，探測支架O)由相互鉸接的主支架(1 和副支架(14)組成，主 支架(1 與副支架(14)上分別通過主支架擺動系統(tǒng)0 和副支架擺動系統(tǒng)控制， 與攝像頭( 還連接有信號發(fā)射裝置(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難探測機器人，其特征在于所述的緩沖支撐裝置(11)包 括一個鉸接在靠近地面的從動行走輪(10)的軸心上的連接板(16)，連接板(16)的上端與 緩沖彈簧(17)轉(zhuǎn)動連接，而緩沖彈簧(17)的另一端則鉸接在車體(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難探測機器人，其特征在于所述的探測支架O)的下端 設(shè)置有與車體(1)軸承連接的轉(zhuǎn)盤(18)，轉(zhuǎn)盤(18)上固定設(shè)置有轉(zhuǎn)動蝸輪(19)，與轉(zhuǎn)動蝸 輪(19)相配的轉(zhuǎn)動蝸桿00)設(shè)置在轉(zhuǎn)動電機的輸出端，轉(zhuǎn)動電機固定設(shè)置在 車體⑴上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難探測機器人，其特征在于所述的主支架擺動系統(tǒng)02) 包括一套通過驅(qū)動電機控制的主支架蝸輪04)和主支架蝸桿(25)，主支架蝸輪04)與主 支架(1 的底端固定連接，主支架蝸輪04)套接在固定設(shè)置于車體(1)的擺動軸06)上， 主支架(1 為相對固定的雙支架結(jié)構(gòu)，其中的輔助支撐支架(XT)通過軸承套接在擺動軸 (26)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的災(zāi)難探測機器人，其特征在于所述的副支架擺動系統(tǒng)03) 包括一套通過驅(qū)動電機控制的副支架蝸輪08)和副支架蝸桿( )，副支架蝸輪08)與擺 動軸06)同軸且固定，且在擺動軸06)上還固定套接有副支架驅(qū)動鏈輪(30)，與副支架驅(qū) 動鏈輪(30)相配的副支架驅(qū)動鏈條(31)還與副支架從動鏈輪(3 相配，副支架從動鏈輪 (32)與主支架(13)和副支架(14)的鉸接軸(33)同軸，且副支架從動鏈輪(32)與副支架 (14)相對固定。
全文摘要
災(zāi)難探測機器人，包括車體(1)、探測支架(2)和攝像頭，車體(1)上設(shè)置有履帶式行走機構(gòu)，在車體(1)與行走機構(gòu)之間之間還設(shè)置有緩沖支撐裝置(11)，在車體(1)和探測支架(2)之間還設(shè)置有轉(zhuǎn)動裝置(12)，探測支架(2)由相互鉸接的主支架(13)和副支架(14)組成，主支架(13)與副支架(14)上分別通過主支架擺動系統(tǒng)(22)和副支架擺動系統(tǒng)(23)控制，與攝像頭(3)還連接有信號發(fā)射裝置(15)。這是一種設(shè)計巧妙，動作靈活，可以進入各種惡劣災(zāi)害現(xiàn)場，將被困人員的情況通過視頻信號告知搜救人員的災(zāi)難探測機器人。
文檔編號G01C11/36GK102085885SQ20101056310
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者劉文軒, 張文孝, 李帥, 李明, 范家瑋 申請人:大連海洋大學(xué)