一种用于废墟搜救导向的电动转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于废墟搜救导向的电动转向装置，属于机器人技术领域。
技术背景
[0002]近年来，世界各地多发的地震(如5.12汶川大地震、日本福岛地震等)、恐怖袭击等都造成了严重的人员伤亡，宄其原因，往往是伤者不能得到及时救治。传统的搜救工作一直是依靠人工进行，但是，人工搜救效率低，而且由于灾后的建筑物结构遭到破坏，存在二次倒塌的可能，这也给搜救工作带来隐患，因此灾害后的搜救工作一直是困扰搜救人员的一大难题。鉴于此种情况，随着科技的发展，世界各国都开始研宄先进的搜救设备，协助搜救人员进行灾难后的搜救工作。
[0003]经过许多科研工作者的努力，目前已有各种各样的搜救设备问世，他们的形式各异，总的说来大致分为以下两类:履带式搜救机器人和蛇形搜救机器人。这两种类型的搜救机器人各有其优缺点，在某些特定的环境下都能充分发挥其优势，给搜救工作带来很大帮助。
[0004]但是这些搜救设备往往都只能在废墟表面运动，不能深入到废墟内部，也就看不到废墟下面的伤者的情况。本发明能有效地解决这一问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种用于废墟搜救导向的电动转向装置。它具有体积小，机械结构简单，制造成本低，易于操控，性能稳定等优点。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种用于废墟搜救导向的电动转向装置，包括一个转接件，两个电机支架，两组驱动装置，一个柔性关节，一个头部，所述转接件固定在后电机支架上，前电机支架与后电机支架固定连接；后驱动装置安装在后电机支架内，前驱动装置安装在前电机支架内；两根钢丝绳一端连接后驱动装置，从柔性关节穿过后，连接在头部的两个孔内，另两根钢丝绳一端连接前驱动装置，从柔性关节穿过后，连接在头部的另两个孔内，四根钢丝绳在圆周上相隔90度布置。
[0007]所述后驱动装置和前驱动装置结构相同，相位相差90度；所述后驱动装置包括后驱动电机、后定滑轮、后联轴器、后丝杠、后丝杠螺母、后丝杠固定板，所述前驱动装置包括前驱动电机、前定滑轮、前联轴器、前丝杠、前丝杠螺母、前丝杠固定板；所述后驱动电机安装在电机支架内，所述后丝杠一端通过后联轴器连接后驱动电机，另一端固定在后丝杠固定板上，所述后丝杠固定板固定在电机支架上，所述后丝杠螺母安装在后丝杠上，所述后定滑轮安装在电机支架上，一根钢丝绳直接连接在后丝杠螺母上，另一根钢丝绳绕过后定滑轮后连接在后丝杠螺母上。
[0008]所述柔性关节包括薄圆形环和细空心圆管，四根钢丝绳将薄圆形环和细空心圆管交替串联成柔性关节。
[0009]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步: 本发明可实现电动转向，而目前的工业内窥镜、生命搜救仪等采用手动转向。电机转动带动丝杠螺母沿轴向运动，丝杠螺母使钢丝拉紧和放松，通过钢丝的拉紧和放松实现头部向各个方向的偏移。本发明能应用在各种管道内壁检测，地震废墟缝隙搜救等各种人类不易直接进入的场合，且其尺寸较小，通过能力好，通过电机控制可以实现自动控制。
【附图说明】
[0010]图1为用于废墟搜救导向的电动转向装置整体结构图。
[0011]图2为丝杠螺母装置立体图。
[0012]图3为丝杠螺母装置平面图。
[0013]图4为柔性关节示意图。
[0014]图5为头部结构图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图及优选实施例对本发明做进一步的描述。
[0016]如图1和图5所示，一种用于废墟搜救导向的电动转向装置，包括一个转接件I，两个电机支架2、13，两组驱动装置3、4，一个柔性关节5，一个头部6，所述转接件I固定在后电机支架2上，前电机支架13与后电机支架2固定连接；后驱动装置3安装在后电机支架2内，前驱动装置4安装在前电机支架13内；两根钢丝绳一端连接后驱动装置3，从柔性关节5穿过后，连接在头部6的两个孔22内，另两根钢丝绳一端连接前驱动装置4，从柔性关节5穿过后，连接在头部6的另两个孔22内，四根钢丝绳在圆周上相隔90度布置。
[0017]如图2和图3所示，所述后驱动装置3和前驱动装置4结构相同，相位相差90度；所述后驱动装置3包括后驱动电机7、后定滑轮8、后联轴器9、后丝杠10、后丝杠螺母11、后丝杠固定板12，所述前驱动装置4包括前驱动电机14、前定滑轮15、前联轴器16、前丝杠17、前丝杠螺母18、前丝杠固定板19 ;所述后驱动电机7安装在电机支架2内，所述后丝杠10 一端通过后联轴器9连接后驱动电机7，另一端固定在后丝杠固定板12上，所述后丝杠固定板12固定在电机支架2上，所述后丝杠螺母11安装在后丝杠10上，所述后定滑轮8安装在电机支架2上，一根钢丝绳直接连接在后丝杠螺母11上，另一根钢丝绳绕过后定滑轮8后连接在后丝杠螺母11上。
[0018]如图4所示，所述柔性关节5包括薄圆形环20和细空心圆管21，四根钢丝绳将薄圆形环20和细空心圆管21交替串联成柔性关节5。
[0019]本发明装置的原理如下:
为了使头部6能够顺利向各个方向偏转而进行导向，本发明设计了一种由薄圆形环20和细空心圆管21依次排列组合成的柔性关节5。薄圆形环20上开有成中心对称的四个小孔，小孔直径与细空心圆管21内径相同，四个小孔分别与四个细空心圆管21对齐，通过钢丝绳将这些薄圆形环20和细空心圆管21交替串联起来，组成柔性关节5拥有多个自由度，具有很高的柔性，通过钢丝绳的收紧和放松能向各个方向弯曲。
[0020]第一根钢丝绳直接连接在后丝杠螺母11上，第二根钢丝绳绕过后定滑轮8后连接在后丝杠螺母11上，经过定滑轮8改变作用力方向，一组丝杠螺母控制两个方向的偏转，即当后丝杠螺母11前进时，只拉紧第一根钢丝绳，第二根钢丝绳放松，从而使头部向一侧偏移，同理，当后丝杠螺母11后退时，拉紧第二根钢丝绳，第一根钢丝绳放松，使头部偏向另外一侧。第二组丝杠螺母连接第三和第四根钢丝绳，两根钢丝绳的安装方式与第一组丝杠螺母的钢丝绳安装方式相同。当前丝杠螺母18前进时，第三根钢丝绳被拉紧，第四根钢丝绳放松，头部向一侧偏移，当前丝杠螺母18后退时，第四根钢丝绳被拉紧，第三根钢丝绳放松，头部偏向另外一侧。四根钢丝绳在圆周上相隔90度布置，两组丝杠螺母配合工作时实现头部360°范围内的转向。
【主权项】
1.一种用于废墟搜救导向的电动转向装置，其特征在于:包括一个转接件(1)，两个电机支架(2、13)，两组驱动装置(3、4)，一个柔性关节(5)，一个头部(6)，所述转接件(I)固定在后电机支架(2 )上，前电机支架(13 )与后电机支架(2 )固定连接；后驱动装置(3 )安装在后电机支架(2)内，前驱动装置(4)安装在前电机支架(13)内；两根钢丝绳一端连接后驱动装置(3 )，从柔性关节(5 )穿过后，连接在头部(6 )的两个孔(22 )内，另两根钢丝绳一端连接前驱动装置(4)，从柔性关节(5)穿过后，连接在头部(6)的另两个孔(22)内，四根钢丝绳在圆周上相隔90度布置。
2.根据权利要求1所述的用于废墟搜救导向的电动转向装置，其特征在于:所述后驱动装置(3)和前驱动装置(4)结构相同，相位相差90度；所述后驱动装置(3)包括后驱动电机(7)、后定滑轮(8)、后联轴器(9)、后丝杠(10)、后丝杠螺母(11)、后丝杠固定板(12)，所述前驱动装置(4)包括前驱动电机(14)、前定滑轮(15)、前联轴器(16)、前丝杠(17)、前丝杠螺母(18)、前丝杠固定板(19);所述后驱动电机(7)安装在电机支架(2)内，所述后丝杠(10)—端通过后联轴器(9)连接后驱动电机(7)，另一端固定在后丝杠固定板(12)上，所述后丝杠固定板(12 )固定在电机支架(2 )上，所述后丝杠螺母(11)安装在后丝杠(10 )上，所述后定滑轮(8 )安装在电机支架(2 )上，一根钢丝绳直接连接在后丝杠螺母(11)上，另一根钢丝绳绕过后定滑轮(8)后连接在后丝杠螺母(11)上。
3.根据权利要求1所述的用于废墟搜救导向的电动转向装置，其特征在于:所述柔性关节(5)包括薄圆形环(20)和细空心圆管(21)，四根钢丝绳将薄圆形环(20)和细空心圆管(21)交替串联成柔性关节(5)。
【专利摘要】本发明涉及一种用于废墟搜救导向的电动转向装置，包括一个转接件，两个电机支架，两组驱动装置，一个柔性关节，一个头部，所述转接件固定在后电机支架上，前电机支架与后电机支架固定连接；后驱动装置安装在后电机支架内，前驱动装置安装在前电机支架内；两根钢丝绳一端连接后驱动装置，从柔性关节穿过后，连接在头部的两个孔内，另两根钢丝绳一端连接前驱动装置，从柔性关节穿过后，连接在头部的另两个孔内，四根钢丝绳在圆周上相隔90度布置。本发明能应用在各种管道内壁检测，地震废墟缝隙搜救等各种人类不易直接进入的场合，且其尺寸较小，通过能力好，通过电机控制可以实现自动控制。
【IPC分类】B25J11-00
【公开号】CN104626157
【申请号】CN201510022191
【发明人】张震, 吴磊, 师熙明
【申请人】上海大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月16日