[發明專利]危難救援與管道并聯機器人

無效

• 申請號: 201010254025.6
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101961870A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 路懿;毛秉毅
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;A62B99/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所 13102
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本發明涉及一種特種機器人領域，特別是涉及一種危難救援與管道并聯機器人。

背景技術

危難救援和管道機器人是基于一般機器人技術發展起來的一類特種機器人。它們用于做人不能做的事，在人無法進入的狹小空間(管道和倒塌建筑物造成的縫隙)進行作業和救援，在人無法適應的環境下進行危險作業。它們也用于做人不愿意做的事，把人從危險的、有毒的、有害的、復雜的和重復單調的環境中解救或解脫出來。管道機器人是一種可沿管道內壁行走的機械，它可以攜帶一種或多種傳感器及操作裝置，在操作人員的遠距離控制下進行一系列的管道檢測維修作業。多年來世界各國對危難救援與管道機器人的研究十分重視，對其研究逐步從試驗研究轉入到實際應用。目前，多種技術融合化、多智能體網絡化是危難救援和管道機器人研究的發展方向，在國民經濟和安全中起著重要作用并具有重大的戰略意義。

至今人們已研制出多種危難救援機器人和管道機器人。中國沈陽自動化研制出空中搜索探測機器人，能快速獲取震區信息和影像。瑞典VOLVO公司研制生產了一種拆除機器人，適合在室內、狹窄場地及因地震等原因引起的建筑倒塌現場進行拆除作業、開辟火場救生通道等。美國Massachusetts大學Micire研究用于坍塌建筑搜尋與救援多功能救援機器人系統。意大利Genova大學研究了蝸牛式和蛇形救援機器人。東京理工大學和Hosei大學研制了蛇形救災機器人。德國Kuntze研制出四輪獨立驅動管道檢測機器人系統。西班牙Jorge?Momleda研制出利用水流噴射驅動的管道機器人系統；日本東京工業大學研制出螺旋推動螺旋輪的管道機器人系統；東京油氣有限公司曾開發出世界上第一臺無纜管道爬行機器人。中國哈爾濱工業大學研制六獨立輪驅動管內檢測牽引機器人。

迄今為止，世界各國研究的能真正在危難之中實施救援的機器人的作業能力與現實要求還有很大差距。大多危難救援機器人僅能執行一些探測及信號傳送等輔助性作業，在直接實施有效救援方面還顯得無能為力，在保證安全前提下，還不能及時挖掘并拖出被埋幸存者。在戰/火場上還不能及時快速拖動和轉移傷員。目前一些管道機器人能進行一些探測及信號傳送和有限的清淤和除障作業，但在垂直上升管道內爬行能力、在變直徑和拐陡彎管道內運行靈活性、在長距離密封管道內牽引電纜能力等能力仍很差。危難救援和管道清淤和除障作業合一的機器人未見報道。

發明內容

為了克服現有救援機器人存在的直接救援能力差、管道機器人在垂直管道內爬行能力差、在變直徑和拐陡彎管道內運行不靈活以及在長距離密封管道內牽引能力不足等問題，本發明提供一種危難救援與管道并聯機器人，該發明能夠自動行走、轉彎、爬坡、翻轉身體等作業動作，當通過控制系統互換手/腳操作裝置的功能，可以實現該機器人逆向作業。

所述危難救援與管道并聯機器人，包括一個3自由度并聯腰機構、一個手操作裝置和一個腳操作裝置。

所述3自由度并聯腰機構的三個主驅動桿的一端與前支架轉動副連接，另一端與后支架球鉸連接。

所述手操作裝置的第一、二、三輔助驅動桿的一端分別與第一、二、三擺桿及第一、二、三支撐輪轉動副連接，第一、二、三輔助驅動桿的另一端同時與前支架轉動副連接。

所述腳操作裝置的第四、五、六輔助驅動桿的一端分別與第四、五、六擺桿及第四、五、六支撐輪轉動副連接，第四、五、六輔助驅動桿的另一端同時與后支架轉動副連接。

所述前支架為圓筒形結構，設置在前支架前端部的三個鉸鏈座與設置在前支架后端部的三個鉸鏈座均布前支架相同徑向圓周上。

所述后支架為圓筒形結構，設置在后支架前端部的三個鉸鏈座與設置在后支架后端部的三個鉸鏈座均布后支架相同的徑向圓周上。

所述第一主驅動桿、第二主驅動桿和第三主驅動桿前端部的鉸鏈座與后端部的球鉸座均布在前支架和后支架相同的徑向圓周上。