一种多功能搜救机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能搜救机器人，包括探头、探杆、连接组件和机体，探头包括圆锥体和圆柱体，圆锥体通过焊接固结在圆柱体的前方，探杆包括楔形块、连接杆和螺纹，连接杆位于楔形块的前方，螺纹位于连接杆的建房，探杆通过螺纹连接探头，连接组件包括弹簧和导杆，弹簧套在导杆上，机体包括两个镜面对称的行走机构，行走机构由履带机构和机身组成，机身的内侧设置有导套和楔形块，楔形块与机体上的楔形槽配合，弹簧的两端与两个行走机构相连接，导杆与导套相配合。本发明控制简单、灵巧性高、穿透性强，完善了搜救机器人的作业能力，拓展了搜救机器人的工作范围，为城市灾难的搜索救援工作提供新的理论方法和技术装备。
【专利说明】
一种多功能搜救机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及机器人技术领域，具体是一种多功能搜救机器人。
【背景技术】
[0002]城市灾难发生后，对于搜救工作来说，最大的挑战是深入废墟内部搜寻幸存者。废墟内部情况复杂，存在救援人员难以通过的被废墟(如混凝土块、灰尘、砂砾、泥浆等)部分或完全堵塞的通道，给搜救机器人的移动能力带来巨大挑战:体积较大的搜救机器人，难以通过被部分堵塞通道的狭小空间；清障和掘进能力弱的搜救机器人，难以排除通道中体积较大的障碍，也不具备掘进能力，不能穿越被废墟完全堵塞的通道。故机器人要能够在废墟内开展搜救工作，必须具备通过狭小空间、清除障碍物和废墟堆内掘进的能力。
[0003]针对废墟搜救队机器人技术的需求，国内外研究者开展了相应的搜救机器人技术研究，主要集中在蛇形搜救机器人和履带式/轮式清障搜救机器人。蛇形机器人体型细长、动作灵活、可重构性强;但其运动复杂、控制难度大、速度较慢，不能通过完全被堵塞的通道，也不能排除前进道路上较大的障碍物。履带式/轮式清障搜救机器人的控制性能、行走速度优于蛇形机器人，能用移动平台上的清障装置清除路上的建筑物碎片;但该类机器人体积较大、排障时间长、通过性低；同时也不具备建筑碎片层掘进的能力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种控制简单、灵巧性好的多功能搜救机器人，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种多功能搜救机器人，包括探头、探杆、连接组件和机体，所述探头包括圆锥体和圆柱体，所述圆锥体通过焊接固结在圆柱体的前方，所述探杆包括楔形块、连接杆和螺纹，所述连接杆位于楔形块的前方，所述螺纹位于连接杆的建房，所述探杆通过螺纹连接探头，所述连接组件包括弹簧和导杆，弹簧套在导杆上，所述机体包括两个镜面对称的行走机构，所述行走机构由履带机构和机身组成，所述机身的内侧设置有导套和楔形块，所述楔形块与机体上的楔形槽配合，所述弹簧的两端与两个行走机构相连接，所述导杆与导套相配合。
[0006]作为本发明再进一步的方案:所述机身的材质为尼龙。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明面向城市灾难现场搜救工作对机器人通过狭小空间、穿透建筑碎片层等能力的需求，探索灵巧性和穿透性兼顾的机器人的运动方法，控制简单、灵巧性高、穿透性强，完善了搜救机器人的作业能力，拓展了搜救机器人的工作范围，为城市灾难的搜索救援工作提供新的理论方法和技术装备。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的结构示意图。
[0009]图2为本发明中探头的结构示意图。
[0010]图3为本发明中探杆的结构示意图。
[0011 ]图4为本发明中连接组件的结构示意图。
[0012]图5为本发明中机体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0014]请参阅图1-5，一种多功能搜救机器人，包括探头1、探杆2、连接组件3和机体4，所述探头I包括圆锥体11和圆柱体12，所述圆锥体11通过焊接固结在圆柱体12的前方，探头I的主要作用是排除障碍物、掘进时排除机器人前方的废墟碎片，所述探杆2包括楔形块21、连接杆22和螺纹23，所述连接杆22位于楔形块21的前方，所述螺纹23位于连接杆22的建房，所述探杆2通过螺纹23连接探头I，所述连接组件3包括弹簧31和导杆32，弹簧31套在导杆32上，所述机体4包括两个镜面对称的行走机构41，所述行走机构41由履带机构411和机身412组成，所述机身412的内侧设置有导套4121和楔形块4122，所述楔形块21与机体4上的楔形槽4122配合，形成探头I与机体4间的耦合运动，所述弹簧31的两端与两个行走机构41相连接，弹簧31、行走机构41和探杆2—起形成机体4的收缩运动，所述导杆32与导套4121相配合，以增强机体4的连接刚度，所述机身412的材质为尼龙。
[0015]所述多功能搜救机器人要能够穿过废墟内复杂多变的环境开展搜救工作，必须要具备通过狭小空间、排除前进道路障碍和在建筑碎片内掘进等多种功能，对应于每个功能，机器人必须采取不同的行走步态:
1.当遇到狭小空间时，机器人采取通过步态，探头I前伸，探杆2的楔形块21运行到机体4中楔形槽4122的前端，在连接组件3中弹簧31的作用下，机器人的机体4的导套4121沿着导杆32运动，机体4的横截面面积缩小，能够通过狭小空间，行走机构41带动机器人通过狭小空间。
[0016]2.当遇到前进道路上有尺寸较大障碍物时，机器人采取清障步态:a)行走机构41停止行走;b)探头I前伸、回收，直到排除前方障碍;c)采取通过步态穿过。
[0017]3.当遇到被完全堵塞的通道时，机器人采取掘进步态:I)行走机构41停止行走，探头I前伸，此时在楔形块21和弹簧31作用下机体4收缩;2)探头I前伸完成后，行走机构41启动，机体4在探头I的拉动和行走机构41的驱动作用下往前运动，在楔形21块和弹簧31的作用下机体逐渐恢复;3)探头I拉动完成后，行走机构41停止行走;4)开始下一周期的掘进步
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[0018]本发明面向城市灾难现场搜救工作对机器人通过狭小空间、穿透建筑碎片层等能力的需求，探索灵巧性和穿透性兼顾的机器人的运动方法，控制简单、灵巧性高、穿透性强，完善了搜救机器人的作业能力，拓展了搜救机器人的工作范围，为城市灾难的搜索救援工作提供新的理论方法和技术装备。
[0019]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种多功能搜救机器人，其特征在于，包括探头(I)、探杆(2)、连接组件(3)和机体(4)，所述探头(I)包括圆锥体(11)和圆柱体(12)，所述圆锥体(11)通过焊接固结在圆柱体(12)的前方，所述探杆(2)包括楔形块(21)、连接杆(22)和螺纹(23)，所述连接杆(22)位于楔形块(21)的前方，所述螺纹(23)位于连接杆(22)的建房，所述探杆(2)通过螺纹(23)连接探头(1)，所述连接组件(3)包括弹簧(31)和导杆(32)，弹簧(31)套在导杆(32)上，所述机体(4 )包括两个镜面对称的行走机构(41)，所述行走机构(41)由履带机构(411)和机身(412)组成，所述机身(412)的内侧设置有导套(4121)和楔形块(4122)，所述楔形块(21)与机体(4)上的楔形槽(4122)配合，所述弹簧(31)的两端与两个行走机构(41)相连接，所述导杆(32)与导套(4121)相配合。2.根据权利要求1所述的多功能搜救机器人，其特征在于，所述机身(412)的材质为尼龙。
【文档编号】B62D55/06GK105923060SQ201610274220
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】徐林森, 骆栋栋, 刘效, 陈红, 冯宝林, 李露, 施云高
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院, 常州先进制造技术研究所