一種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)搜救機器人的制作方法
【專利摘要】一種新型的用于搜救的智能機器人，主要采用了雙螺旋驅(qū)動的方式，并利用三個螺旋筒三角形結(jié)構(gòu)布置，實現(xiàn)了機器人在翻轉(zhuǎn)任意角度后仍然可以行進的功能，帶有聲音圖像傳輸裝置以及位置檢測裝置，本發(fā)明利用有線傳輸方式，配備兩條傳輸管道，一條用于數(shù)據(jù)傳輸，一條用于水，流體食物等營養(yǎng)物質(zhì)輸送?？捎糜诟黝惖V難，地震等事故救援。
【專利說明】—種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)搜救機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于礦難，地震等情況下的救援機器人，尤其適用于救援困難，不明受害人情況的災(zāi)難的救援。

【背景技術(shù)】
[0002]目前用于搜救的機器人大致分為三類:履帶式，輪式以及仿生類。履帶式搜救機器人支撐面積大，接地比壓小，在松軟或泥濘場地作業(yè)時，下陷度小，不易打滑，越障能力良好等優(yōu)點。但一般情況體積較大，轉(zhuǎn)彎阻力較大，不適合救援空間較小的情況；輪式搜救機器人的優(yōu)點在于操作筒單，動作穩(wěn)定，在平坦的路面能高速移動。但容易打滑，在松軟或泥濘場地，容易下陷；仿生式搜救機器人對環(huán)境的適應(yīng)能力強，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作成本昂貴。針對以上情況，研究一種體積小，支撐面積大，結(jié)構(gòu)筒單的搜救機器人有很大的必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明中的基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)搜救機器人主要解決了現(xiàn)有機器人中存在的體積大，支撐面積小以及機構(gòu)復(fù)雜等問題。三個螺旋筒的三角形布置形式使得機器人在搜救過程中出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)時仍然能夠繼續(xù)前進，本發(fā)明舍棄方便的無限控制而采用有線控制方式是為了預(yù)防地震，礦難等地區(qū)出現(xiàn)的通訊中斷的情況，提高了控制的可靠性，并且為向被困人員輸送營養(yǎng)物質(zhì)提供了條件。
[0004]本發(fā)明主要包含驅(qū)動結(jié)構(gòu)，障礙攀爬機構(gòu)，信息傳輸裝置，位置檢測儀以及營養(yǎng)物質(zhì)輸送裝置等部分組成。
[0005]驅(qū)動結(jié)構(gòu):由于單根螺旋線繞軸線旋轉(zhuǎn)時，具備一個斜向前的力，設(shè)計并排布置兩個螺旋筒，通過控制旋向和螺距，產(chǎn)生沿軸向的合成力，實現(xiàn)機器人的前進，通過控制左右螺旋的速度差實現(xiàn)機器人的轉(zhuǎn)向。通過三個螺旋筒的三角形布置，可實現(xiàn)機器人的任意翻轉(zhuǎn)。
[0006]障礙攀爬機構(gòu):機器人前段采用雙滾輪結(jié)構(gòu)，滾輪和機器人主體利用軸連接，并有齒輪嚙合，利用電機控制雙滾輪上的齒輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)雙滾輪繞軸上下轉(zhuǎn)動，當(dāng)雙滾輪攀上障礙物時，電機反轉(zhuǎn)，抬起機器人主體部分。此種攀爬機構(gòu)只適用于障礙物尺寸較小的情況。
[0007]信息傳輸裝置:本裝置主要包含攝像頭，麥克風(fēng)。攝影頭主要用于觀察礦難無法救援區(qū)域的情況和尋找被困人員的位置，麥克風(fēng)主要用于和被困人員進行通話安撫等。
[0008]位置檢測裝置:本裝置安裝在機器人尾部，當(dāng)機器人發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，利用位置檢測裝置可以判斷出哪兩個滾筒與地面接觸，從而進一步正確地控制電機。
[0009]營養(yǎng)物質(zhì)輸送裝置:本裝置利用軟管，救援人員可以通過軟管向被困人員提供水，流體營養(yǎng)物質(zhì)等，以維持被困人員生命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的使用作進一步說明。
[0011]圖1:本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖:部件I為鋼化前罩，部件2為前滾輪，部件3為信息傳輸裝置，部件4為螺旋筒，部件5為驅(qū)動電機，部件6為位置檢測裝置，部件7為攀爬齒輪；
[0012]圖2:雙螺旋驅(qū)動機構(gòu)；
[0013]圖3:攀爬機構(gòu):部件I為支架，部件2為齒輪驅(qū)動電機；部件3為支架；部件4為攀爬小齒輪，部件5為攀爬大齒輪；
[0014]圖4:位置檢測儀:部件I為機器人后支架，部件2為裝有壓力傳感器的檢測支架，部件3為位置球。

【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過遠程有線遙控，控制機器人尾部電機(5)轉(zhuǎn)動，同時帶動螺旋筒轉(zhuǎn)動，使得機器人前行，在三個螺旋筒中間有兩根管道，一條用來放置控制線路，一條用來放置輸送營養(yǎng)物質(zhì)的軟管。信息傳輸裝置(3)主要包含話筒和攝像頭，攝像頭用于導(dǎo)航和觀察被困人員的情況，話筒主要用于和被困人員交流，同時，信息傳感裝置上開孔洞，方便營養(yǎng)物質(zhì)輸送軟管的伸出。
[0016]圖3是攀爬機構(gòu)，支架I焊接在機器人主體上，支架I與支架3用軸連接，當(dāng)遇見尺寸較小的障礙物時，電機2帶動齒輪5轉(zhuǎn)動，由于嚙合作用，齒輪5帶動支架3繞齒輪4向上抬起，此時，螺旋筒轉(zhuǎn)動，機器人前進，電機2發(fā)轉(zhuǎn)，支架3依靠障礙物的支持力，帶動齒輪4繞齒輪5抬起，螺旋筒轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)攀爬。
[0017]圖4是位置檢測儀。位置檢測儀主要與機器人后支架連接，為封閉式(圖4并未顯示)，主要包括壓力傳感器支架和位置球組成。壓力傳感器支架呈正三角形，與機器人后支架呈60°布置，壓力傳感器布置在支架的三個頂角處，當(dāng)機器人翻轉(zhuǎn)時，位置球在重力作用下發(fā)生滾動，當(dāng)位置球與壓力傳感裝置接觸時，位置檢測儀發(fā)出信號用于控制電機。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)式搜救機器人，其特征在于由驅(qū)動結(jié)構(gòu)，障礙攀爬機構(gòu)，信息傳輸裝置，位置檢測儀以及營養(yǎng)物質(zhì)輸送裝置等部分組成，其中攀爬機構(gòu)，信息傳輸裝置布置在機器人前段，位置檢測儀布置在機器人后端，并采用有線控制方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)式搜救機器人，其特征在于驅(qū)動機構(gòu)是利用雙螺旋驅(qū)動，利用螺旋筒的形式增大與地面的接觸面積，防止地面松軟而造成的行走困難，利用兩個螺旋筒并列布置產(chǎn)生沿軸向驅(qū)動力通過控制左右螺旋筒的速度差實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)式搜救機器人，其特征在于驅(qū)動機構(gòu)采用三個螺旋筒三角形布置，使得機器人在翻轉(zhuǎn)任意角度后仍然能夠繼續(xù)前進。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一利基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)式搜救機器人，其特征在于其攀爬機構(gòu)是利用齒輪的嚙合力，先將前端雙滾輪抬起，再利用障礙物的支持力使得機器人主體部分抬起實現(xiàn)攀爬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙螺旋驅(qū)動的可翻轉(zhuǎn)式搜救機器人，其特征在于利用壓力傳感器的方式檢測哪兩個滾筒與地面接觸。位置檢測裝置主要由壓力傳感器和位置球組成，壓力傳感器呈正三角形布置，由支架連接，與機器人支架呈60°布置，當(dāng)機器人翻轉(zhuǎn)時，位置球在重力作用下與對應(yīng)的壓力傳感器接觸，從而產(chǎn)生信號控制電機。
【文檔編號】B25J5/00GK104416563SQ201310374589
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】龍偉, 高健, 偶建磊 申請人:龍偉, 高健, 偶建磊