一种全地形救援救灾机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体领域为一种全地形救援救灾机器人。

背景技术：

在世界各地，由于自然灾害、恐怖活动和各种突发事故等原因，灾难经常发生，在灾难救援中，救援人员需要尽快在倒塌的废墟中寻找幸存者，目前，在多数情况下还是靠救护人员进行一线营救，但是在破坏严重的灾难现场，常规大型救援机械很难在灾难第一时间展开救援，而且由于地形复杂和灾难破坏，救灾现场对救援人员的生命安全也造成了巨大的威胁，此时，救灾机器人就可以为救援人员提供帮助。

现有的救灾机器人，普遍具有负重较大时行驶缓慢、遇到泥泞地带容易打滑以及在翻车后起身困难等问题，容易耽误救灾的黄金时间，影响救灾效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种全地形救援救灾机器人，以解决救灾机器人爬高越障能力弱、狭窄区域转向困难、无法适应复杂地形环境的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全地形救援救灾机器人，包括机身主体、行走机构、翻转机构和机械手臂，所述机身主体包括机身上体和机身底盘；所述行走机构包括两个三叉星车架，两个三叉星车架通过两个连接半轴安装在机身上体的两侧，所述两个连接半轴之间安装有差速器，所述三叉星车架的三个杈枝端部分别安装有独立驱动轮毂；所述翻转机构包括升降电机、两个液压支腿和传动轴，所述升降电机安装在机身底盘内，所述升降电机的输出轴上安装有第一传动齿轮，所述传动轴上安装有与所述第一传动齿轮啮合的环状齿轮，两个液压支腿对称安装在传动轴的两端。

优选的，还包括回转机构，所述回转机构包括回转电机、回转齿轮盘，所述回转电机安装机身底盘上，所述回转电机的输出轴朝上并安装有第二传动齿轮，所述第二转动齿轮与回转齿轮盘啮合，所述回转齿轮盘与所述差速器的外壳固定连接。

优选的，所述差速器由四个伞形齿轮组成，左右两个伞形齿轮分别与连接半轴相连，另外两个伞形齿轮则夹在左右两个伞形齿轮中间并与差速器的外壳固定连接，四个伞形齿轮合扣在一起。

优选的，还包括安装在机身主体内部的用于检测车体平稳性以及倾角大小的高精度陀螺仪设备。

优选的，所述机械手臂安装在机器人的壳体上，所述机械手臂为可沿X、Y、Z方向运动，且可绕X、Y、Z旋转的具有6个自由度的液压机械臂。

优选的，还装置有高清摄像机、生命探测仪、红外传感器、GPS定位及远程通信装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1.机器人越野通过性能好。三叉星结构加上轮毂电机可以让机器人具有较强的驱动能力，底部的液压支撑结构可以让机器人轻松翻越障碍物；2.可以原地转向，速度快，当机器人卡在一个狭窄角落里时可以通过原地转向功能让自己改变方向，避免车体行走不便；3.机械臂可以对伤员进行帮助，抓取东西、搬开碎石，帮助受伤人员递送物品包括水、医用急救物品等；4.机器人装置有高清摄像机、生命探测仪、红外传感器、GPS定位及远程通信功能，便于展开救援行动，远程通信功能可以指导伤者实施自救，便于更快的找到受困人员。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的部分结构示意图。

图中：1三叉星车架、2机械手臂、3液压支腿、4连接半轴、5差速器、6升降电机、7传动轴、8环状齿轮、9回转电机、10齿轮盘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种全地形救援救灾机器人，包括机身主体、行走机构、翻转机构和机械手臂2，机器人结构轻巧简单，车身整体尺寸为2.2*3*1.5m，轻巧的结构设计可以让机器人有较快的速度，争分夺秒的抢救伤员，机身主体采用高强度航空铝合金材料，包括机身上体和机身底盘；行走机构包括两个三叉星车架1，两个三叉星车架1通过两个连接半轴4安装在机身上体的两侧，两个连接半轴4之间安装有差速器5，三叉星车架1的三个杈枝端部分别安装有独立驱动轮毂，每个轮毂内的电机对轮毂进行独立驱动，省去了传动系统，减轻了机器人的整体重量，另外轮毂电机独立驱动模式，可以提高机器人的承载能力，单个轮毂电机的最大功率能够达到7.5kw，使得机器人在最大负重状态下，实现不小于60km/h的行驶速度，另外每个车轮都具有独立驱动的能力，也可以解决机器人在泥泞地带容易打滑的问题；翻转机构包括升降电机6、两个液压支腿3和传动轴7，升降电机6安装在机身底盘内，升降电机6的输出轴上安装有第一传动齿轮，传动轴7上安装有与第一传动齿轮啮合的环状齿轮8，两个液压支腿3对称安装在传动轴7的两端，为了解决机器人翻车起身的问题，六个轮毂分布在机器人两侧且呈三角形布置，能够保证机器人在任意方向倒下时都可以四轮着地支撑，爬陡坡时，两个液压支腿3伸出可以将机器人举起，使机器人倾覆翻转，利用悬空的驱动轮作为主驱动轮继续前进。

具体的，机器人需要翻越障碍物时，启动升降电机6，第一传动齿轮带动换装齿轮转动，环状齿轮8与传动轴7固定连接，传动轴7转动可以调整两端的液压支腿3的角度，当液压支腿3的角度调整至合适的位置时，液压支腿3伸出至地面，支起机器人，以辅助机器人翻转。

进一步的，本实用新型提供的一种全地形救援救灾机器人还包括回转机构，回转机构包括回转电机9、回转齿轮盘10，回转电机9安装机身底盘上，回转电机9的输出轴朝上并安装有第二传动齿轮，第二转动齿轮与回转齿轮盘10啮合，回转齿轮盘10与差速器5的外壳固定连接，具体的，差速器5由四个伞形齿轮组成，左右两个伞形齿轮分别与连接半轴4相连，另外两个伞形齿轮则夹在左右两个伞形齿轮中间并与差速器5的外壳固定连接，四个伞形齿轮合扣在一起，回转机构的设置是为了便于机器人在狭窄地带行走，机器人原地旋转时，启动回转电机9，第二传动齿轮带动回转齿轮盘10旋转，回转齿轮盘10带动机器人整体原地转动，极大地减小了机器人的旋转半径。

进一步的，由于复杂的灾难环境会对机器人的运动有所限制，因此对机器人平台的稳定性有很高的要求，为了解决这个问题，在机器人内部安装有高精度陀螺仪设备，以检测车体平稳性及倾角大小，由于三叉星支架1与连接半轴4可转动地连接，在移动和爬坡过程中，机身主体随着不用的轮子着地而旋转，在救援机器人移动及爬坡过程中，通过判断回转电机9中电流的大小，依靠控制算法进行动力补偿，对回转电机9施加反向驱动力，克服机体下落重力，令机身主体始终保持在平稳状态。

另外在两个连接半轴4结合处的差速器5，当机器人失稳出现下落趋势时，内置电机将驱动与两个连接半轴4连接的伞型齿轮进行转动，迫使另外两个伞型齿轮产生自转，使一侧连接半轴转速加快，另一侧连接半轴转速减慢，利用反作用力阻止机器人机身下落，实现机器人平衡的功能。

优选的，机械手臂2安装在机器人的壳体上，机械手臂2为可沿X、Y、Z方向运动，且可绕X、Y、Z旋转的具有6个自由度的液压机械臂，当遇到受伤人员时，机器人上装置的机械臂可以对伤员进行帮助，抓取东西、搬开碎石，帮助受伤人员递送物品包括水、医用急救物品等，6个自由度的机械手臂2，便于在狭窄空间施展作业。

优选的，本实用新型提供的一种全地形救援救灾机器人还装置有高清摄像机、生命探测仪、红外传感器、GPS定位及远程通信装置，便于展开救援行动，远程通信功能可以指导伤者实施自救，便于更快的找到受困人员；此机器人还可以投入战场，携带武器、拆除爆炸物、救治伤员。

进一步的，在机身内部还安装有蓄电池等控制零部件，用于驱动控制机械手臂2、回转电机9和升降电机6等，蓄电池的设置以及连接属于现有技术，此处不再赘述。

本实用新型提供的一种全地形救援救灾机器人，采用三叉星结构且轮毂电机独立驱动，底部的液压支腿可以让机器人轻松翻越障碍物，使机器人具有良好的越野性能，另外本实用新型提供的机器人可以原地转向，且速度快，当机器人卡在一个狭窄角落里时可以通过原地转向功能让自己改变方向，避免车体行走不便。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。