一种井下救援机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种井下救援机器人，包括：主体、上臂及下臂，主体的上部两侧水平安装有上臂，主体的下部两侧水平安装有下臂，主体的底部转动安装有托臂，主体的顶部安装有提升器，主体本体上安装有储能装置，储能装置分别与主体、上臂、提升器、下臂及托臂连接。本发明的技术目的在于提供一种能够将落入井中的小孩快速救出的一种井下救援机器人，用这种井下救援机器人避免挖井、救援效率更高、缩短救援时间，从而提高落井小孩的生还机会。
【专利说明】
一种井下救援机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及机器人领域，特别是一种井下救援机器人。
【背景技术】
[0002]在现有的生活中，经常有小孩掉进井中，而现在大部分的井都为机器打造出来的，井深而小。在对掉进井中的小孩救援时，能对小孩救援的成年人不能进入井中，无法救援，大多时候小孩都非常虚弱，也不可能将绳子放入井中让小孩抓住绳子，从而将小孩救出井。而现在救援时就需要将井凿大，这样既浪费了宝贵的救援时间，降低了救援的效率，同时也非常浪费人力和物力，在凿井的同时也非常容易造成小孩的再次受伤。
[0003]因此，在现在的情况下急需要一种能够将落入井中的小孩快速、安全救出的一种设备，挽救小孩的生命。
【发明内容】
[0004]针对上述现实中存在的问题，本发明的技术目的在于提供一种能够将落入井中的小孩快速救出的一种井下救援机器人，用这种井下救援机器人避免挖井、救援效率更高、缩短救援时间，从而提高落井小孩的生还机会。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
一种井下救援机器人，包括:主体、上臂及下臂，主体的上部两侧水平安装有上臂，主体的下部两侧水平安装有下臂，主体的底部转动安装有托臂，主体的顶部安装有提升器，主体本体上安装有储能装置，储能装置分别与主体、上臂、提升器、下臂及托臂连接。
[0006]上述技术方案中，在主体顶部安装的提升器能够使得救援机器人在井中上下移动，在主体的上部安装的上臂能够与井壁接触，使得救援机器人在上下移动过程中晃动较小或不会晃动;主体下部安装的下臂能够将落井小孩包围，底部安装的托臂是纵向安装的，托臂能够转动到水平位置，从而使得托臂能够对小孩的臀部进行支撑，从而将小孩托起，在提升器的作用下将小孩救出井。
[0007]进一步地，所述托臂包括第一支臂及第二支臂，第二支臂分别安装在第一支臂的两侧，第一支臂的形状呈“T”型，第二支臂与第一支臂组成为矩形，第二支臂与第一支臂的中部设有下凹的弧面，第二支臂与第一支臂外部包裹有TPE材质;第二支臂与第一支臂分别通过第一伺服电机安装在主体的底部。
[0008]上述技术方案中，将托臂设为第一支臂及第二支臂，第二支臂分别安装在第一支臂的两侧，第一支臂的形状呈“T”型，第二支臂与第一支臂组成为矩形，使得当井的面积较大且被救小孩的腿能够弯曲成坐姿时，第一支臂及第二支臂共同转动到水平位置，从而对小孩的整个臀比进行支撑，使得小孩更加舒服;当井的面积过小时，小孩的腿不能够弯曲成坐姿时，通过“T”型的第一支臂对小孩的裆部进行支撑，从而将小孩进行托住;在第二支臂与第一支臂的中部设有下凹的弧面，使得小孩能够被牢固托住，并且能够增加托臂与小孩的接触面积，扩大小孩与托臂的接触面积，第二支臂与第一支臂外部包裹有TPE材质，使得小孩感觉更加舒适;第二支臂与第一支臂通过伺服电机转动，使得第二支臂与第一支臂转动的速度可调，转动的位置更加精确。
[0009]进一步地，所述主体在水平面上的投影为圆弧形，在竖直面上的投影为矩形，主体由若干纵向相连的矩形块组成，主体的外壁中部均匀安装有纵向滚动的滚动轮，主体的上部安装有照明装置，照明装置与储能装置连接。
[0010]上述技术方案中，通过将主体设为由若干纵向相连的矩形块，纵向相连的矩形块组成的主体，使得主体的水平截面为圆弧形，使得主体能够贴合井壁，主体所占的空间更小;主体的外壁中部均匀安装有纵向滚动的滚动轮，使得主体与井壁的摩擦力更小，照明装置能够为救援提供足够的光亮，便于施救。
[0011]进一步地，所述上臂通过第二伺服电机与主体连接，上臂的形状为圆弧形，上臂的外侧安装有纵向滚动的滚动轮，上臂与主体在水平方向组成的圆弧形的角度至少为180°。
[0012]上述技术方案中，上臂通过第二伺服电机与主体连接，使得上臂的转动角度更加精准，上臂外侧安装的滚动轮使得上臂与井壁的摩擦力更小，上臂与主体在水平方向上组成的圆弧形的角度至少为180°，使得上臂能够对救援机器人进行更好地支撑，减少晃动。
[0013]进一步地，所述下臂通过第三伺服电机与主体连接，下臂与托臂的纵向距离为15?40cm，所述下臂由若干节段组成，节段与节段之间通过伺服电机水平转动连接。
[0014]上述技术方案中，通过将下臂与托臂的纵向距离设为15?40cm，使得托臂将小孩托起时，下臂刚好能够将小孩的腰部抱住，使得小孩能够具有较舒适的坐姿，由多个节段组成的下臂能够更好地将小孩抱住。
[0015]进一步地，所述提升器包括提升架及提升链条，提升链条的一端固定安装在提升架上，提升链条上安装有齿轮，齿轮固定安装在第五伺服电机转轴上，第五伺服电机固定安装在主体的顶部，齿轮通过固定外壳滑动固定在提升链条上，第五伺服电机与储能装置连接。
[0016]上述技术方案中，通过安装的提升器将救援机器人放入井中及将机器人及落井小孩拉出，提升架固定在井外，第五伺服电机转动从而带动齿轮转动，从而使得齿轮沿提升链条上下移动。
[0017]进一步地，所述下臂内侧安装有压力传感器，所述上臂、下臂、托臂及提升器上的各伺服电机、下臂上的压力传感器分别与主控器连接，主控器与储能装置连接，主体下部安装有与两下臂中心面共面且水平布置的红外传感器，红外传感器与主控器连接。
[0018]上述技术方案中，在下臂内侧安装的压力传感器能够实时感知下臂对被救小孩的挤压力，使得下臂对小孩的挤压力在预设的合适的范围之内；主控器是各元器件的信号处理及信号命令发出器，主控器能够控制上臂、下臂、托臂及提升器上的各伺服电机的开关及转动量，从而控制上臂的水平转动、下臂的水平转动及下臂上各伺服电机转动的角度，使得下臂张开和收紧、托臂沿水平轴的转动及转动的角度、提升器使得救援机器人上下移动的距离，主控器能够根据压力传感器测得的压力数值来控制下臂的抱紧力量，不会使得抱紧力过大;两下臂为上下交替接触配合安装，这样才能在下臂抱紧时不碰撞，两下臂中心面是两下臂互相接触的水平面，主体下部安装的红外传感器为被动式红外传感器，当红外传感器接收到与人体匹配的红外辐射的电磁波时，主控器则认为下臂已经与被救小孩的头部在同一位置，主控器通过控制第五伺服电机转动量来控制主体下降的距离，下臂从被救人员的头部移动到被救人员的腰部时刚好能够抱住小孩的腰，从而对落井小孩进行救援，通常在下臂与被救小孩的头部在同一位置时，下臂再向下移动25?60cm，这样能够刚好将小孩抱住，并且也使得小孩能够感觉到舒适。
[0019]本发明的有益效果是:
1、通过在主体顶部安装的提升器能够使得救援机器人在井中上下移动，在主体的上部安装的上臂能够与井壁接触，使得救援机器人在上下移动过程中晃动较小或不会晃动；主体下部安装的下臂能够将落井小孩包围，底部安装的托臂是纵向安装的，托臂能够转动到水平位置，从而使得托臂能够对小孩的臀部进行支撑，从而将小孩托起，在提升器的作用下将小孩救出井，只通过救援机器人将小孩救出井，使得救援时间短、救援效率高，提高落井小孩的生还机会。
[0020]2、将托臂设为第一支臂及第二支臂，第二支臂分别安装在第一支臂的两侧，第一支臂的形状呈“T”型，第二支臂与第一支臂组成为矩形，使得当井的面积较大且被救小孩的腿能够弯曲成坐姿时，第一支臂及第二支臂共同转动到水平位置，从而对小孩的整个臀比进行支撑，使得小孩更加舒服；当井的面积过小时，小孩的腿不能够弯曲成坐姿时，通过“T”型的第一支臂对小孩的裆部进行支撑，从而将小孩进行托住;在第二支臂与第一支臂的中部设有下凹的弧面，使得小孩能够被牢固托住，并且能够增加托臂与小孩的接触面积，扩大小孩与托臂的接触面积，第二支臂与第一支臂外部包裹有TPE材质，使得小孩感觉更加舒适;第二支臂与第一支臂通过伺服电机转动，使得第二支臂与第一支臂转动的速度可调，转动的位置更加精确。
[0021]3、通过将下臂与托臂的纵向距离设为15?40cm，使得托臂将小孩托起时，下臂刚好能够将小孩的腰部抱住，使得小孩能够具有较舒适的坐姿，由多个节段组成的下臂能够更好地将小孩抱住。
【附图说明】
[0022]图1是救援机器人机生的结构示意图。
[0023]图中标记:I为主体、2为上臂、3为下臂、4为托臂、4.1为第一支臂、4.2为第二支臂、5为提升器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作详细描述。
[0025]如图1所示的一种井下救援机器人，包括主体1、上臂2、下臂3、托臂4、第一支臂4.1、第二支臂4.2、提升器5，主体I的上部两侧水平安装有上臂2，主体I的下部两侧水平安装有下臂3，主体I的底部安装有托臂4，主体I的顶部安装有提升器，主体I本体上安装有储能装置，储能装置分别与主体1、上臂2、提升器、下臂3及托臂4连接，储能装置可为蓄电池。
[0026]托臂4包括第一支臂4.1及第二支臂4.2，第二支臂4.2分别安装在第一支臂4.1的两侧，第一支臂4.1的形状呈“T”型，第二支臂4.2与第一支臂4.1组成为矩形，第二支臂4.2与第一支臂4.1的中部设有下凹的弧面，安装在救援机器人上的主控器能够分别控制第一支臂4.1和第二支臂4.2的动作，第二支臂4.2与第一支臂4.1外部包裹有TPE材质;第二支臂
4.2与第一支臂4.1分别通过第一伺服电机安装在主体I的底部;所述主体I在水平面上的投影为圆弧形，在竖直面上的投影为矩形，主体I由若干纵向相连的矩形块组成，主体I的外壁中部均匀安装有纵向滚动的滚动轮，主体I的上部安装有照明装置，照明装置与储能装置连接;上臂2通过第二伺服电机与主体I连接，上臂2的形状为圆弧形，上臂2的外侧安装有纵向滚动的滚动轮，上臂2与主体I在水平方向组成的圆弧形的角度至少为180°，通常上臂2与主体I在水平方向组成的圆弧形的角度为200°，上臂2的外侧安装水平转动的转动轮，转动轮通过伺服电机带动，带动转动轮的伺服电机与主控器及储能装置连接，主控器控制转动轮转动，从而调整救援机器人的方位，便于施救，调整方位可通过遥控器控制。
[0027]下臂3通过第三伺服电机与主体I连接，下臂3与托臂4的纵向距离为15?35cm，通常下臂3与托臂4的纵向距离为30cm，适合段年龄段的小孩，所述下臂3由若干节段组成，通常下臂3的节段为两节，节段与节段之间通过伺服电机水平转动连接，伺服电机通过主控器控制。
[0028]所述提升器5包括提升架及提升链条，提升链条的一端固定安装在提升架上，提升链条上安装有齿轮，齿轮固定安装在第五伺服电机转轴上，齿轮通过固定外壳滑动固定在提升链条上，第五伺服电机固定安装在主体I的顶部，第五伺服电机与储能装置连接，固定外壳上设有穿通的通孔，孔内通过轴承安装有第五伺服电机轴，提升链条穿过固定外壳，齿轮在固定外壳内与提升链条配合，第五伺服电机带动齿轮转动从而使得主体I上下移动。
[0029]所述下臂3内侧安装有压力传感器，所述上臂2、下臂3、托臂4及提升器5上的各伺服电机、下臂3上的压力传感器分别与主控器连接，主控器与储能装置连接，主体I的下部安装有与下臂3共面且水平布置的红外传感器，红外传感器与主控器连接。
[0030]在下臂3内侧安装的压力传感器能够实时感知下臂3对被救小孩的挤压力，使得下臂3对小孩的挤压力在预设的合适的范围之内；主控器是各元器件的信号处理及信号命令发出器，主控器能够控制上臂2、下臂3、托臂4及提升器5上的各伺服电机的开/关及转动量，从而控制上臂2的水平转动、下臂3的水平转动及下臂3上各伺服电机转动的角度，使得下臂3张开和收紧、托臂4沿水平轴的转动及转动的角度、提升器5带动救援机器人上下移动及控制移动的距离，主控器能够根据压力传感器测得的压力数值来控制下臂3的抱紧力量，不会使得抱紧力过大;两下臂3为上下交替接触配合安装，这样才能在下臂3抱紧时不碰撞，两下臂3中心面是两下臂3互相接触的水平面，主体下部安装的红外传感器为被动式红外传感器，当红外传感器接收到与人体匹配的红外辐射的电磁波时，主控器则认为下臂3已经与被救小孩的头部在同一位置，主控器通过控制第五伺服电机转动量来控制主体下降的距离，下臂3从被救人员的头部移动到被救人员的腰部时刚好能够抱住小孩的腰，从而对落井小孩进行救援，通常在下臂3与被救小孩的头部在同一位置时，下臂3再向下移动25?60cm，通常为50cm，这样能够刚好将小孩抱住，并且也使得小孩能够感觉到舒适，在将小孩抱住后，主控器控制托臂4，使得托臂4能够将小孩托起，从而使得小孩安全地坐在托臂4上，然后，主控器控制第五伺服电机，使得救援机器人向井外攀爬，从而将落井小孩救出，这种井下救援机器人避免挖井、救援效率更高、缩短救援时间，从而提高落井小孩的生还机会。
[0031]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种井下救援机器人，其特征在于，包括:主体(I)、上臂(2)及下臂(3)，主体(I)的上部两侧水平安装有上臂(2)，主体(I)的下部两侧水平安装有下臂(3)，主体(I)的底部安装有托臂(4)，主体(I)的顶部安装有提升器(5)，主体(I)本体上安装有储能装置，储能装置分别与主体(I)、上臂(2)、提升器(5)、下臂(3)及托臂(4)连接。2.如权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于，所述托臂(4)包括第一支臂(4.1)及第二支臂(4.2)，第二支臂(4.2)分别安装在第一支臂(4.1)的两侧，第一支臂(4.1)的形状呈“T”型，第二支臂(4.2)与第一支臂(4.1)组成为矩形，第二支臂(4.2)与第一支臂(4.1)的中部设有下凹的弧面，第二支臂(4.2)与第一支臂(4.1)外部包裹有TPE材质；第二支臂(4.2)与第一支臂(4.1)分别通过第一伺服电机安装在主体(I)的底部。3.如权利要求1所述的井下救援机器人，其特征在于，所述主体(I)在水平面上的投影为圆弧形，在竖直面上的投影为矩形，主体(I)由若干纵向相连的矩形块组成，主体(I)的外壁中部均匀安装有纵向滚动的滚动轮，主体(I)的上部安装有照明装置，照明装置与储能装置连接。4.如权利要求3所述的井下救援机器人，其特征在于，所述上臂(2)通过第二伺服电机与主体(I)连接，上臂(2)的形状为圆弧形，上臂(2)的外侧安装有纵向滚动的滚动轮，上臂(2)与主体(I)在水平方向组成的圆弧形的角度至少为180°。5.如权利要求4所述的井下救援机器人，其特征在于，所述下臂(3)通过第三伺服电机与主体(I)连接，下臂(3)与托臂(4)的纵向距离为15?40cm，所述下臂(3)由若干节段组成，节段与节段之间通过伺服电机水平转动连接。6.如权利要求5所述的井下救援机器人，其特征在于，所述提升器(5)包括提升架及提升链条，提升链条的一端固定安装在提升架上，提升链条上安装有齿轮，齿轮固定安装在第五伺服电机转轴上，齿轮通过固定外壳滑动固定在提升链条上，第五伺服电机固定安装在主体(I)的顶部，第五伺服电机与储能装置连接。7.—种基于权利要求6的井下救援机器人的控制系统，其特征在于，所述下臂(3)内侧安装有压力传感器，所述上臂(2)、下臂(3)、托臂(4)及提升器(5)上的各伺服电机、下臂(3)上的压力传感器分别与主控器连接，主控器与储能装置连接，主体(I)的下部安装有与下臂(3)中心面共面且水平布置的红外传感器，红外传感器与主控器连接。
【文档编号】B25J11/00GK105904464SQ201610275428
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】黄艳福
【申请人】四川九鼎智远知识产权运营有限公司