[發(fā)明專利]具有多運(yùn)動(dòng)步態(tài)的變形搜救機(jī)器人

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310244922.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN103273981A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李擎;張承燕;劉福朝;付國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/028
• 分類號(hào): B62D57/028
• 代理公司: 北京市合德專利事務(wù)所 11244
• 代理人: 王文會(huì);劉榜美

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種搜救機(jī)器人，特別是涉及一種具有多運(yùn)動(dòng)步態(tài)且能適應(yīng)復(fù)雜地理環(huán)境的變形搜救機(jī)器人。

背景技術(shù)

近年來，地震、礦難、火災(zāi)、塌方，以及各類人為事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅著人類生命和財(cái)產(chǎn)的安全，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。然而由于復(fù)雜的災(zāi)難環(huán)境和二次災(zāi)難的影響，搜救人員很難及時(shí)進(jìn)行救援。已有發(fā)明中，搜救機(jī)器人的設(shè)計(jì)如：專利號(hào)為201220061410.3提出了一種基于搜救功能的螞蟻機(jī)器人，雖然可以實(shí)現(xiàn)爬行搜救，但是運(yùn)動(dòng)形式單一，搜救視野不開闊；專利號(hào)為02280911.2提出了一種模塊化可變結(jié)構(gòu)蛇形機(jī)器人，雖然通過模塊的不同安裝方式可實(shí)現(xiàn)仿生蛇的基本步態(tài)，但不具有爬蟲的運(yùn)動(dòng)步態(tài)，運(yùn)動(dòng)效率較低；專利號(hào)為200910191180.5提出了一種葉片輪式機(jī)器人，該發(fā)明不能實(shí)現(xiàn)變形功能，搜救視野狹小，控制復(fù)雜，能耗相對(duì)較高；專利號(hào)為201010276176.1提出了一種六足萬向行走的多功能月球探測(cè)機(jī)器人，該機(jī)器人只具有爬行和輪式滾動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)方式，雖然可以變形，但體積較大，低障礙通過性較差。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，可實(shí)現(xiàn)三種以上運(yùn)動(dòng)步態(tài)，且可相互組合式運(yùn)動(dòng)，其輪腿結(jié)構(gòu)優(yōu)于六足機(jī)器人，低障礙的通過性較好，完全彌補(bǔ)了以上發(fā)明的不足之處，并擴(kuò)展了其功能，具有新穎性和實(shí)質(zhì)的創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有搜救機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式單一，不能模塊化安裝以及不能變形的問題，使其在復(fù)雜的搜救環(huán)境下，能夠根據(jù)地形的需要采用適宜的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行搜救任務(wù)。既實(shí)現(xiàn)仿生蛇的基本運(yùn)動(dòng)形式，也實(shí)現(xiàn)爬蟲類的運(yùn)動(dòng)形式。通過腿部的伸縮變形可擴(kuò)展機(jī)器人的搜救視野，也可輔助通過狹小的管道等。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種具有多運(yùn)動(dòng)步態(tài)的變形搜救機(jī)器人，其特征在于：該機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)方式，包括頭部（1）、尾部（2）、軀干部（3）、關(guān)節(jié)部（4）、伸縮腿部（5）、從動(dòng)輪（6），其中，頭部（1）采用方錐形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)部安裝電池、攝像頭、通信裝置及控制系統(tǒng)；軀干部（3）由左端蓋(7)、右端蓋(8)、圓骨架（9）和緊固螺釘（11）組成，其中圓骨架(9)上開有4個(gè)對(duì)稱的弧形槽，其中一個(gè)弧形槽外側(cè)開有舵機(jī)支架，圓骨架（9）外側(cè)均勻分布8個(gè)骨架安裝孔（10），其內(nèi)部安裝電池，控制系統(tǒng)，左端蓋（7）與右端蓋（8）內(nèi)側(cè)對(duì)稱分布4個(gè)端蓋安裝孔（23），其中右端蓋（8）的叉型支架上打有兩個(gè)舵機(jī)安裝孔（24）；關(guān)節(jié)部（4）由第一扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（12）和第二扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（13）構(gòu)成；通過第一扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（12）控制機(jī)器人水平方向的運(yùn)動(dòng)，通過第二扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（13）控制機(jī)器人豎直方向的運(yùn)動(dòng)；伸縮腿部（5）由第三扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（14）、第四扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（15）、第一連桿（16）、第二連桿（17）、第三連桿（18）、第四連桿（19）、連接板（20）組成，其中第三連桿（18）、第四連桿（19）分別安裝在第一連桿（16）、第二連桿（17）的外側(cè)，從而增大了輪距及低障礙的通過性，第四扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（15）帶動(dòng)第三連桿（18）、第四連桿（19）旋轉(zhuǎn)，連接板（20）固定在第三連桿（18）、第四連桿（19）上，使其同步旋轉(zhuǎn)；從動(dòng)輪（6）由軸銷（21）和擋圈（22）分別固定在第三連桿（18）和第四連桿（19）上。

進(jìn)一步的，所述頭部（1）為方錐型，軀干部（3）為四弧面對(duì)稱鏤空結(jié)構(gòu)，其壁厚為3mm，外徑為80mm。

進(jìn)一步的，所述軀干部（3）的左端蓋（7）與右端蓋（8）為圓形內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，內(nèi)嵌距離為10mm，端蓋外側(cè)為可交叉式舵機(jī)支架。

進(jìn)一步的，所述第一扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（12）與第二扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（13）分別安裝在兩個(gè)相互垂直的左端蓋（7）和右端蓋（8）上，且輸出軸線相互垂直。

進(jìn)一步的，所述伸縮腿部（5）的第三扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（14）與第四扭轉(zhuǎn)舵機(jī)（15）輸出軸方向相反，能保證變形時(shí)的穩(wěn)定性；第三連桿（18）和第四連桿（19）采用音叉式的結(jié)構(gòu)，分別安裝在第一連桿（16）和第二連桿（17）的外側(cè)，從而增大了輪距，增強(qiáng)了低障礙的通過性。