一种机器人给氧装置

本发明涉及废墟救援设备，具体地说是一种机器人给氧装置，可安装于废墟救援机器人上。

背景技术：

地震、海啸等意外事故的发生常常会导致建筑物倒塌产生废墟，救援被埋在废墟下的幸存者是一项非常紧迫的任务。为了提高救援效率，大力发展营救技术；由于废墟内环境的杂乱无章，且被困人员生命体征极度虚弱，急需水、氧供给，或药物治疗，更有甚者流血不止，需要包扎，给救援工作带来了极大的困难。

技术实现要素：

为了解决废墟内部被困人员的各种迫切需求，甚至是简单治疗，保证被困人员生命体征正常，本发明的目的在于提供一种机器人给氧装置，用于紧急救援任务。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括分别安装于给氧装置底座上的位姿调整机构及给氧机构，该给氧装置底座固定于机器人上；所述位姿调整机构包括软体关节、关节连接件、末端输出管、位姿固定座及电压控制器，其中位姿固定座及电压控制器分别安装于所述给氧装置底座上，所述软体关节为多个，通过所述关节连接件串联连接，位于最前端的软体关节安装于所述位姿固定座上，位于末端的软体关节上安装有末端输出管，各所述软体关节分别与电压控制器相连，通过所述电压控制器提供的外部电压作用伸缩变形；所述给氧机构包括输氧软管、储氧罐、输氧阀及动力源，该储氧罐及动力源分别安装于所述给氧装置底座上，所述动力源的输出端与输氧阀相连，该输氧阀的一侧与所述储氧罐连通，另一侧与所述输氧软管的一端连接，该输氧软管贯穿于各所述软体关节，另一端通过所述末端输出管紧固。

其中：所述软体关节包括端管、中心导管、压缩弹簧及弹性体卷轴，所述中心导管的两端均安装有端管，所述压缩弹簧套设于中心导管上，该压缩弹簧的两端分别与两端的所述端管抵接，所述压缩弹簧的外部安装有弹性体卷轴，该弹性体卷轴通过两端的所述端管限位。

每个所述软体关节两端的端管分别通过关节连接件与相邻软体关节连接。

所述关节连接件为空心管，其与所述端管为过渡配合。

所述弹性体卷轴包括弹性膜及柔性电极，该弹性膜的外表面沿圆周方向均匀缠绕有多个柔性电极，每个柔性电极分别与所述电压控制器连接，由该电压控制器分别单独控制。

所述动力源包括减速器及输氧电机，该输氧电机安装于所述给氧装置底座上，所述输氧电机通过减速器的输出端与输氧阀连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明是安装在废墟救援机器人上的救援装置，位姿调整机构上携带给氧机构的输氧软管，使得输氧软管末端的给氧角度范围较广，能够达到多角度顺利给氧的目标。

2.本发明位姿调整机构由多个软体关节通过关节连接件串联在一起，关节机构精简，每个软体关节在柔性电极的作用下可实现四个方向转动，多个软体关节串联可到达设定空间内任意位置，其输出可实现任意方向和角度的调整，满足末端载荷的使用要求。

3.本发明给氧机构由输氧电机通过减速器控制输氧阀的输氧流量，以实现氧气流量的控制；输氧软管由软体关节中心穿过，贯穿于位姿调整机构，由末端输出管控制其位置和角度，使得输氧软管末端灵活敏捷，以达到精确输氧的目的。

4.本发明给氧装置轻量化、模块化、废墟狭小空间适应性强，易于安装、操控精度高。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图之一；

图2为本发明的立体结构示意图之二；

图3为本发明软体关节结构示意图；

图4为本发明弹性体卷轴的立体结构示意图；

图5为本发明弹性体卷轴的端面结构示意图；

图6为本发明给氧机构的立体结构示意图；

其中：1为位姿调整机构，2为给氧机构，3为软体关节，4为关节连接件，5为末端输出管，6为位姿固定座，7为电压控制器，8为端管，9为中心导管，10为压缩弹簧，11为弹性体卷轴，12为弹性膜，13为柔性电极，14为输氧软管，15为给氧装置底座，16为储氧罐固定座，17为储氧罐，18为输氧阀，19为减速器，20为输氧电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明包括位姿调整机构1及给氧机构2，该位姿调整机构1及给氧机构2分别安装于给氧装置底座15上，给氧装置底座15固定在机器人上。

如图1、图2所示，本实施例的位姿调整机构1包括软体关节3、关节连接件4、末端输出管5、位姿固定座6及电压控制器7，其中位姿固定座6及电压控制器7分别固定在给氧装置底座15上，软体关节3为多个，通过关节连接件4串联连接，位于最前端的软体关节3安装于位姿固定座6上，位于末端的软体关节3上安装有末端输出管5。

如图1～3所示，本实施例的软体关节3包括端管8、中心导管9、压缩弹簧10及弹性体卷轴11，中心导管9的两端均固接有端管8，压缩弹簧10套设于中心导管9上，该压缩弹簧10的两端分别与两端的端管8抵接，压缩弹簧10的外部安装有弹性体卷轴11，该弹性体卷轴11通过两端的端管8固定位置。软体关节3两端的端管8分别通过关节连接件4与相邻软体关节3连接，本实施例的关节连接件4为空心管，其与端管8为过渡配合。

如图1～5所示，本实施例的弹性体卷轴11包括弹性膜12及柔性电极13，该弹性膜12的外表面沿圆周方向均匀缠绕有多个柔性电极13，每个柔性电极13分别与电压控制器7连接，由该电压控制器7分别单独控制。本实施例的柔性电极13缠绕在弹性膜12的外部，且柔性电极13分为四部分，沿圆周方向对称缠绕，每一部分由电压控制7单独控制，通过电压控制器7提供的外部电压作用伸缩变形。

如图1、图2及图6所示，本实施例的给氧机构2包括输氧软管14、储氧罐固定座16、储氧罐17、输氧阀18及动力源，该动力源包括减速器19及输氧电机20，储氧罐固定座16及输氧电机20分别安装于给氧装置底座15上，储氧罐17固定在储氧罐固定座16上，输氧电机20通过减速器19的输出端与输氧阀18连接，该输氧阀18的一侧与储氧罐17连通，另一侧与输氧软管14的一端连接，输氧软管14由各软体关节3的中心穿过(依次穿过各软体关节3中的中心导管9)，贯穿于位姿调整机构1，输氧软管14的另一端通过末端输出管5紧固，由末端输出管5控制输氧软管14的运动，在末端输出管5的作用下达到设定区域内任意位置和角度，保证了给氧机构2能够顺利给氧的目标。

本发明的关节连接件4及中心导管9的材料可为橡胶，弹性膜12的材料可为硬橡胶。

本发明的工作原理为：

位姿调整机构1中的软体关节3由弹性体卷轴11提供动力，弹性体卷轴11中的柔性电极13受到电压控制器7提供的外部电压作用可拉伸或收缩变形，带动软体关节3中的中心导管9和压缩弹簧10发生弯曲、形成设定角度，通过调节电压控制器7的电压可控制软体关节3的弯曲角度大小；由于柔性电极13圆周对称分布四个，可通过控制一个或多个柔性电极13变形，使得软体关节3能向各个方向弯曲，从而实现控制软体关节3弯曲角度的大小和方向。

位姿调整机构1由多个软体关节3通过关节连接件4串联在一起，通过调节每个软体关节3的弯曲角度大小和方向，控制末端输出管5的位置和角度，且给氧机构2中的输氧软管14从软体关节3中心穿过，贯穿于位姿调整机构1，固定在末端输出管5上，因此可控制输氧软管14的姿态，保证了给氧机构2能够顺利给氧的目标。

给氧机构2中输氧软管14上连接有输氧阀18，通过控制输氧电机20从而控制输氧阀18的打开或闭合，或控制输氧阀18的输氧流量，以实现输氧软管14末端精确输氧的目的。