[實用新型]一種蛇形螺旋推進式災難救援搜索機器人

有效

• 申請號: 201320143973.1
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN203127006U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 劉禹豪;趙洋;鄧攀曉;李姝
• 申請（專利權）人: 劉禹豪
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本實用新型涉及一種搜索機器人，尤其涉及一種蛇形螺旋推進式災難救援搜索機器人。

背景技術

近年來世界各地地震災害頻發，特別如汶川大地震、日本大地震，造成大量的人員傷亡，其中很大一部分原因是由于發現過晚。如何以最快的速度從廢墟中尋找到幸存者，成為一個亟待解決的問題。為了在廢墟中復雜的地形環境中進行幸存者搜尋，搜救機器人應運而生。

搜救機器人的關鍵技術問題在于移動性(機械結構)、傳感檢測裝置和人機通訊方式等方面，其中移動性是搜救機器人完成搜救工作的決定因素。機器人的移動平臺應該能夠在惡劣廢墟環境中靈活地穿梭于狹小的空間之中，能夠翻越障礙、爬樓梯、穿越泥濘的道路等，且搜救機器人的移動不應對周圍不穩定結構產生影響，以免發生二次坍塌或爆炸等。此外，機器人還應該具備適應惡劣環境的能力，具有備防水、耐高溫的功能。現有的機器人以牽引和運動方式的不同可分為輪式、履帶式、可變形（多態）和仿生搜救機器人。輪式機器人在凸凹不平的地面上運動時易于失去運動的穩定性；履帶式機器人雖然增強了移動機構適應地面的能力，但其運動的靈活性較差，且體積偏大而不太適合搜救工作。

近年來，仿生機器人正在成為新的研究熱點，其中蛇形機器人由于運動穩定性好、地形適應能力強、密封性好、適于惡劣環境下作業等優點，成為研究的熱點。蛇形機器人通常由多個相同的模塊或機構串聯而成，每一模塊獨立驅動，依靠軀體和地面間的相互作用實現驅動。模塊間采用不同的關節形式實現剛性或柔性連接，利用模塊之間的相對轉動，使身體彎曲伸張實現運動。但是目前的蛇形機器人多自由度的控制困難，承載能力低，運動速慢，而且在復雜多變的地形環境下，克服障礙的能力較差。

螺旋推進式是德國發明家Richard?Lovell最早提出一種連續推進方式。1868年，美國發明家Jacob?Morath?設計出了該方案的雛形并應用于車輛推進。螺旋推進車輛的基本原理很簡單，它沒有車輪或者履帶，它只有一對帶有螺旋凸緣的中空圓筒，運動原理與螺釘運動或鉆頭運動非常相似。1907年，James和Ira?Peavey制造出了螺旋推進車，可以適應任何混雜雪和軟泥的惡劣條件，可靠性很高，能夠應用于木材運輸領域。第二次世界大戰后蘇聯制造了螺旋推進式的水陸兩用戰車以適應復雜的野外環境；2001年，史提夫布魯克斯和他冰雪挑戰者團隊用普通車輛與螺桿技術結合而成的“雪鳥6號”第一次跨越白令海峽，其中螺旋推進的運動方式起到了巨大作用。?如果將靈活的蛇形結構和螺旋推進的動力方式合理的結合在一起，將會大大增加了救援搜索機器的靈活性和在復雜地形環境中工作的適應能力。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種蛇形螺旋推進式災難救援搜索機器人，能夠將靈活的蛇形結構和螺旋推進的動力方式結合在一起，極大地增加了災難救援搜索機器人的靈活性和在復雜地形環境中工作的適應能力。

本實用新型采用下述技術方案：

一種蛇形螺旋推進式災難救援搜索機器人，包括兩節或兩節以上動力系統，動力系統上設置有災情探測模塊，相鄰的兩節動力系統通過轉向系統連接，所述的動力系統包括圓筒狀動力外殼和設置在動力外殼內部的驅動裝置，動力外殼外表面設置有蝸桿螺紋，動力外殼內表面設置有內齒圈，驅動裝置的輸出端連接有與內齒圈嚙合的行星齒輪系；轉向系統包括設置在固定支架上的轉向舵機；控制臺的輸出端分別連接災情探測模塊、動力系統中的各個驅動裝置和轉向系統中的轉向舵機，災情探測模塊輸出端分別連接控制臺的輸入端，電源模塊為各個用電設備供電。

所述動力系統的圓筒狀動力外殼兩端設置有圓形擋板，圓形擋板中心設置有軸承，圓筒狀動力外殼內設置有安裝在行星齒輪系固定裝置內的行星齒輪系，行星齒輪系固定裝置包括第一固定板和第二固定板，第一固定板上設置有連接軸，連接軸通過動力外殼前端圓形擋板中心設置的軸承伸出動力外殼，第二固定板中心設置有開孔，驅動裝置包括電機，電機輸出軸通過第二固定板中心的開孔連接行星齒輪系的中心齒輪，行星齒輪系與動力外殼內表面設置的內齒圈嚙合，電機機體通過固定裝置固定，固定裝置后端設置有連接軸，連接軸通過動力外殼后端圓形擋板中心設置的軸承伸出動力外殼。

所述相鄰的兩節動力系統中，前動力系統后端設置的連接軸通過轉向系統連接后動力系統前端設置的連接軸。

所述的轉向系統包括設置在固定支架上的4個對稱分布的轉向舵機。

所述的災情探測模塊包括人體紅外感應器、紅外攝像頭和通話系統。

所述的蛇形螺旋推進式災難救援搜索機器人首尾兩節動力系統的連接軸上水平橫向固定連接有止滾擋板，止滾擋板的長度大于動力外殼的外徑。