專利名稱：一種可變形的救援機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人，尤其涉及一種可變形的救援機器人。
背景技術：
在世界各地，由于自然災害、恐怖活動和各種突發(fā)事故等原因，災難經(jīng)常發(fā)生。在災難救援中，救援人員需要盡快在倒塌的廢墟中尋找幸存者。目前，在多數(shù)情況下還是靠救護人員進行一線營救，但是在破壞嚴重的災難現(xiàn)場，常規(guī)大型救援機械很難在災難第一時間展開救援，而且由于地形復雜和災難破壞，救災現(xiàn)場對救援人員的生命安全也造成了巨大的威脅。此時，救援機器人就可以為救援人員提供幫助。但是傳統(tǒng)的機器人由于自身機械結(jié)構(gòu)的限制，決定了其所具有的運動性能和功能的單一化，無法適應復雜的工作環(huán)境和工作任務。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可根據(jù)需要進行靈活變形以適應不同地形的可變形的救援機器人。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種可變形的救援機器人，包括主車架和設置在所述的主車架兩側(cè)的第一行進驅(qū)動機構(gòu)，所述的主車架的兩端分別設置有端車節(jié)，所述的端車節(jié)與所述的主車架之間設置有用于驅(qū)動所述的端車節(jié)上下轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)。所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)包括蝸輪蝸桿電機和連接桿，所述的蝸輪蝸桿電機固定設置在所述的主車架上，所述的蝸輪蝸桿電機的輸出軸上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪，所述的端車節(jié)包括端車架，所述的連接桿的一端與所述的端車架固定連接，所述的主車架上軸接有連接軸，所述的連接桿的另一端與所述的連接軸固定連接，所述的連接軸上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動從動齒輪，所述的轉(zhuǎn)動從動齒輪與所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪相嚙合。所述的端車節(jié)還包括兩個相對設置的夾持臂，所述的端車架上設置有用于驅(qū)動兩個所述的夾持臂進行開合的開合驅(qū)動機構(gòu)。所述的開合驅(qū)動機構(gòu)包括第一驅(qū)動電機和開合驅(qū)動齒輪，所述的第一驅(qū)動電機固定設置在所述的連接桿中，所述的開合驅(qū)動齒輪同軸固定連接在所述的第一驅(qū)動電機的輸出軸上，所述的夾持臂上固定連接有齒條，兩個齒條位于所述的開合驅(qū)動齒輪的上、下兩側(cè)且與所述的開合驅(qū)動齒輪相嚙合。所述的端車架上設置有第一滑槽，所述的齒條上一體設置有滑塊，所述的滑塊與所述的第一滑槽滑動配合，所述的連接桿的端部伸入所述的端車架中，所述的連接桿上設置有第二滑槽，所述的齒條與所述的第二滑槽滑動配合。所述的夾持臂上設置有第二行進驅(qū)動機構(gòu)，所述的第二行進驅(qū)動機構(gòu)包括第二主動履帶輪、第二從動履帶輪和第二驅(qū)動履帶，所述的第二主動履帶輪和第二從動履帶輪分別軸接在所述的夾持臂的同一側(cè)上，所述的夾持臂內(nèi)固定設置有第二驅(qū)動電機，所述的第二主動履帶輪同軸固定連接在所述的第二驅(qū)動電機的輸出軸上。所述的第一行進驅(qū)動機構(gòu)包括第一主動履帶輪、第一從動履帶輪和第一驅(qū)動履帶，所述的第一主動履帶輪和第一從動履帶輪分別軸接在所述的主車架的同一側(cè)上，所述的主車架上固定設置有第三驅(qū)動電機，所述的第一主動履帶輪同軸固定連接在所述的第三驅(qū)動電機的輸出軸上。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是
(1)、由于主車架的兩端分別設置有端車節(jié)，且端車節(jié)與主車架之間設置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)，使端車節(jié)可繞主車架進行上下的轉(zhuǎn)動，即可通過主車架以及位于主車架兩端的端車節(jié)共三段車節(jié)的相對角度以及間距的變化來調(diào)整機器人的形狀，使機器人可根據(jù)需要(移動、 越障、過坑、上下坡等)進行靈活變形以適應不同地形；
(2)、由于端車節(jié)的端車架上設置有開合驅(qū)動機構(gòu)，使夾持臂可靈活的開合，實現(xiàn)機器人的夾取功能，在用于救災時，可搭載和配合各種救援設備如攝像頭、生命探測器等檢測儀器或救援物品，從而在救援現(xiàn)場發(fā)揮巨大的作用；
(3)、該機器人將移動、變形、夾取等功能的機構(gòu)進行了最大限度的集成，以最簡潔的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多種運動狀態(tài)和功能，大大降低了制作難度和成本；
(4)、由于兩個對稱的端車節(jié)可進行拆裝，提高了機器人的工作效率和安全系數(shù)，而且可以根據(jù)救援場合的不同，對車節(jié)進行調(diào)整和更換。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖； 圖2為本發(fā)明的端車節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的連接桿的結(jié)構(gòu)示意圖4、5、6、7上本發(fā)明的機器人在過不同地形時的運動狀態(tài)示意圖； 圖8為本發(fā)明的機器人搬運物體時的運動狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖所示，一種可變形的救援機器人，包括主車架1和設置在主車架1兩側(cè)的第一行進驅(qū)動機構(gòu)，第一行進驅(qū)動機構(gòu)包括第一主動履帶輪11、第一從動履帶輪12和第一驅(qū)動履帶13，第一主動履帶輪11和第一從動履帶輪12分別軸接在主車架1的同一側(cè)上，主車架1上固定設置有第三驅(qū)動電機2，第一主動履帶輪11同軸固定連接在第三驅(qū)動電機2的輸出軸上，主車架1的兩端分別設置有端車節(jié)，端車節(jié)包括端車架3和兩個相對設置的夾持臂4，端車架3與主車架1之間設置有用于驅(qū)動端車節(jié)上下轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)，轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)包括蝸輪蝸桿電機5和連接桿6，蝸輪蝸桿電機5固定設置在主車架1上，蝸輪蝸桿電機5的輸出軸上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪51，連接桿6的一端端部伸入端車架3中且與端車架3固定連接，主車架1上軸接有連接軸14，連接桿6的另一端與連接軸14固定連接，連接軸14上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動從動齒輪15，轉(zhuǎn)動從動齒輪15與轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪51相嚙合，端車架3上設置有用于驅(qū)動兩個夾持臂4進行開合的開合驅(qū)動機構(gòu)，開合驅(qū)動機構(gòu)包括第一驅(qū)動電機31和開合驅(qū)動齒輪32，第一驅(qū)動電機31固定設置在連接桿6中，開合驅(qū)動
4齒輪32同軸固定連接在第一驅(qū)動電機31的輸出軸上，夾持臂4上固定連接有齒條7，兩個齒條7位于開合驅(qū)動齒輪32的上、下兩側(cè)且與開合驅(qū)動齒輪32相嚙合，端車架3上設置有第一滑槽33，齒條7上一體設置有滑塊71，滑塊71與第一滑槽33滑動配合，連接桿6的端部設置有第二滑槽61，齒條7與第二滑槽61滑動配合，夾持臂4上設置有第二行進驅(qū)動機構(gòu)，第二行進驅(qū)動機構(gòu)包括第二主動履帶輪41、第二從動履帶輪42和第二驅(qū)動履帶43，第二主動履帶輪41和第二從動履帶輪42分別軸接在夾持臂4的同一側(cè)上，夾持臂4內(nèi)固定設置有第二驅(qū)動電機8，第二主動履帶輪41同軸固定連接在第二驅(qū)動電機8的輸出軸上， 第三驅(qū)動電機2、蝸輪蝸桿電機5、第一驅(qū)動電機31和第二驅(qū)動電機8分別與控制系統(tǒng)電連接。以下是對本發(fā)明的機器人在過不同地形時的具體運動過程說明
一如圖4所示，當機器人向前移動遇見較低的障礙物時，主車架1上的蝸輪蝸桿電機 5 (前)正轉(zhuǎn)，使位于前端的端車節(jié)抬起，此時，主車架1繼續(xù)前進，當位于前端的端車節(jié)與障礙物接觸時，蝸輪蝸桿電機5 (前)開始反轉(zhuǎn)使主車架1向上抬起，另一個蝸輪蝸桿電機5 (后)開始正轉(zhuǎn)，使位于后端的端車節(jié)與地面緊貼，然后同時啟動第三驅(qū)動電機2和前、后端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8，使第一驅(qū)動履帶13和前、后端車節(jié)中的第二驅(qū)動履帶43同時轉(zhuǎn)動，便可翻越低障礙。二 如圖5所示，當機器人向前移動遇見較高的障礙物時，主車架1上的蝸輪蝸桿電機5 (前)正轉(zhuǎn)，使位于前端的端車節(jié)抬起，此時，主車架1繼續(xù)前進，當位于前端的端車節(jié)與障礙物接觸時，蝸輪蝸桿電機5 (前)開始反轉(zhuǎn)使主車架1向上抬起，同時后端端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8開始啟動帶動第二驅(qū)動履帶43轉(zhuǎn)動，直至前端的端車節(jié)與障礙物的上表面緊貼，然后蝸輪蝸桿電機5 (后)開始反轉(zhuǎn)一定角度，并同時啟動第三驅(qū)動電機2和前、 后端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8，使第一驅(qū)動履帶13和前、后端車節(jié)中的第二驅(qū)動履帶43同時轉(zhuǎn)動，便可翻越高障礙。三如圖6所示，當機器人遇見壕溝時，主車架1上的蝸輪蝸桿電機5 (后)正轉(zhuǎn)， 使位于后端的端車節(jié)向上抬起，然后同時啟動第三驅(qū)動電機2和前端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8，當前端車節(jié)接觸到壕溝的對岸時，主車架1上的蝸輪蝸桿電機5 (后)反轉(zhuǎn)，使位于后端的端車節(jié)向下轉(zhuǎn)動直到與地面水平，然后同時啟動第三驅(qū)動電機2和前、后端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8，使整車直接駛過壕溝。四如圖7所示，當機器人遇見樓梯時，主車架1上的蝸輪蝸桿電機5 (前)正轉(zhuǎn)， 使位于前端的端車節(jié)抬起，然后主車架1繼續(xù)前進，當位于前端的端車節(jié)與樓梯接觸時，蝸輪蝸桿電機5 (前)開始反轉(zhuǎn)使主車架1向上抬起，然后蝸輪蝸桿電機5 (后)開始正轉(zhuǎn)，使后端端車節(jié)與地面緊貼，再同時開啟后端端車節(jié)中的第二驅(qū)動電機8和第三驅(qū)動電機2，當攀爬上樓梯后，蝸輪蝸桿電機5 (后)開始反轉(zhuǎn)使后端端車節(jié)與主車架1齊平，即可繼續(xù)攀爬樓梯。五如圖8所示，當機器人需要搬運救援物資時，第一驅(qū)動電機31轉(zhuǎn)動，通過開合驅(qū)動齒輪32帶動其上、下側(cè)的齒條7向相反方向移動，使兩個相對設置的夾持臂4分開，當兩個夾持臂4可以包容住救援物資時，第一驅(qū)動電機31反向轉(zhuǎn)動，使兩個夾持臂4相合攏， 從而夾緊救援物資，然后蝸輪蝸桿電機5轉(zhuǎn)動，使夾持有救援物資的端車節(jié)向上抬起，再啟動第三驅(qū)動電機2，使主車架1向前移動，將救援物資放置到想放置的地方。
權利要求
1.一種可變形的救援機器人，包括主車架和設置在所述的主車架兩側(cè)的第一行進驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的主車架的兩端分別設置有端車節(jié)，所述的端車節(jié)與所述的主車架之間設置有用于驅(qū)動所述的端車節(jié)上下轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)。
2.如權利要求1所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)包括蝸輪蝸桿電機和連接桿，所述的蝸輪蝸桿電機固定設置在所述的主車架上，所述的蝸輪蝸桿電機的輸出軸上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪，所述的端車節(jié)包括端車架，所述的連接桿的一端與所述的端車架固定連接，所述的主車架上軸接有連接軸，所述的連接桿的另一端與所述的連接軸固定連接，所述的連接軸上同軸固定設置有轉(zhuǎn)動從動齒輪，所述的轉(zhuǎn)動從動齒輪與所述的轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪相嚙合。
3.如權利要求2所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的端車節(jié)還包括兩個相對設置的夾持臂，所述的端車架上設置有用于驅(qū)動兩個所述的夾持臂進行開合的開合驅(qū)動機構(gòu)。
4.如權利要求3所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的開合驅(qū)動機構(gòu)包括第一驅(qū)動電機和開合驅(qū)動齒輪，所述的第一驅(qū)動電機固定設置在所述的連接桿中，所述的開合驅(qū)動齒輪同軸固定連接在所述的第一驅(qū)動電機的輸出軸上，所述的夾持臂上固定連接有齒條，兩個齒條位于所述的開合驅(qū)動齒輪的上、下兩側(cè)且與所述的開合驅(qū)動齒輪相嚙
5.如權利要求4所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的端車架上設置有第一滑槽，所述的齒條上一體設置有滑塊，所述的滑塊與所述的第一滑槽滑動配合，所述的連接桿的端部伸入所述的端車架中，所述的連接桿上設置有第二滑槽，所述的齒條與所述的第二滑槽滑動配合。
6.如權利要求3所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的夾持臂上設置有第二行進驅(qū)動機構(gòu)，所述的第二行進驅(qū)動機構(gòu)包括第二主動履帶輪、第二從動履帶輪和第二驅(qū)動履帶，所述的第二主動履帶輪和第二從動履帶輪分別軸接在所述的夾持臂的同一側(cè)上，所述的夾持臂內(nèi)固定設置有第二驅(qū)動電機，所述的第二主動履帶輪同軸固定連接在所述的第二驅(qū)動電機的輸出軸上。
7.如權利要求1所述的一種可變形的救援機器人，其特征在于所述的第一行進驅(qū)動機構(gòu)包括第一主動履帶輪、第一從動履帶輪和第一驅(qū)動履帶，所述的第一主動履帶輪和第一從動履帶輪分別軸接在所述的主車架的同一側(cè)上，所述的主車架上固定設置有第三驅(qū)動電機，所述的第一主動履帶輪同軸固定連接在所述的第三驅(qū)動電機的輸出軸上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可變形的救援機器人，包括主車架和設置在主車架兩側(cè)的第一行進驅(qū)動機構(gòu)，特點是主車架的兩端分別設置有端車節(jié)，端車節(jié)與主車架之間設置有用于驅(qū)動端車節(jié)上下轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)；優(yōu)點是端車節(jié)可繞主車架進行上下的轉(zhuǎn)動，即可通過主車架以及位于主車架兩端的端車節(jié)共三段車節(jié)的相對角度以及間距的變化來調(diào)整機器人的形狀，使機器人可根據(jù)需要(移動、越障、過坑、上下坡等)進行靈活變形以適應不同地形；由于端車節(jié)的端車架上設置有開合驅(qū)動機構(gòu)，使夾持臂可靈活的開合，實現(xiàn)機器人的夾取功能，在用于救災時，可搭載和配合各種救援設備如攝像頭、生命探測器等檢測儀器或救援物品，從而在救援現(xiàn)場發(fā)揮巨大的作用。
文檔編號B62D55/065GK102514640SQ201110402598
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權日2011年12月7日
發(fā)明者于長征, 李春陽, 潘曉彬, 王聰 申請人:寧波大學