[發明專利]一種可變形重構的球形救援機器人

有效

• 申請號: 201610842050.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106393128B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 李艷生;楊美美;張毅
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B62D57/02
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種可變形重構的球形救援機器人：主要包括球輪互變機構，對接重構機構和重心調整機構；通過變形機構和對接重構機構可以實現球形態、雙輪形態和多輪形態之間的相互變換，且在每種形態下都可以靈活運動；球形態下機器人電子元件全部封裝在球殼內，具有良好的自我保護能力，在救援現場可以有效防止粉塵和有害氣體的侵蝕；兩個機器人在雙輪形態下可以對接重構成一個多輪形態的機器人，使其驅動力和穩定性得到提高，增強了球形機器人在救援現場的越障能力和對不同地形的適應能力。

技術領域

本發明涉及特種機器人領域，具體是屬于一種可變形重構的救援機器人。

背景技術

目前，及時有效的災后救援能力已日益得到世界各國的高度重視，越來越多引起人們的關注。城市爆炸恐怖事件引起的核原料泄露、化學輻射和生態污染，會造成社會恐慌，甚至危害人類健康。地震、火災和水災等自然災害也會造成財產損失和人員傷亡。當突發的災難發生，要對危害源進行定位處理，要對受傷人員和重要物資實施救援，為了使災后的損失降到最小，這種有效的救援行動刻不容緩。然而災后的環境十分復雜，潛藏著煙塵、毒氣、坍塌和爆炸等未知的危險因素，災后現場由于受到破壞而發生變化，其不確定性和復雜性會給救援工作帶來巨大困難，嚴重威脅著搜救隊員的生命安全，阻礙搜救工作的快速展開。因此，使用搜救機器人對災后救援目標實施搜尋和救援，已經成為了當前機器人技術研究的一大熱點問題，在民用、軍用領域都有著廣泛的應用前景。由此可見，發明一種可變形重構的球形救援機器人具有極其重要的意義。

隨著研究的深入和廣泛，小型救援機器人的種類也變得多種多樣。最常見的救援機器人主要分為履帶式救援機器人、輪式機器人和腿式機器人幾種。其中履帶機器人應用最為廣泛，具有越障能力強和對地面壓強小的特點，但是移動速度慢，運動效率不高。輪式救援機器人具有，運動效率高，運動速度快和結構簡單的特點，但是越障能力較弱。腿式救援機器人具有越障能力強特點，但是機械結構設計和控制復雜，可靠性較低和穩定性差。因此，綜合各種構型的救援機器人的優缺點，研究一種運動效率高，具有自我保護能力和越障能力強的可變形重構的球形救援機器人具有重要意義。

與現有的公開的救援機器人技術不同，本專利發明的這種可變形重構的球形救援機器人，在球形態下具有良好的自我保護能力，同時具有變形能力，可以從球形態變換成雙輪形態，兩個機器人又可以從雙輪形態對接重構成一個多輪形態的機器人；本專利專門設計了帶有雙齒條的球輪互變機構和對接重構機構，這兩個機構垂直布置，互不干涉，結構設計簡單，靈活可靠。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種可變形重構的球形救援機器人。本發明的技術方案如下：

一種可變形重構的球形救援機器人，包括左半球殼和右半球殼，所述左半球殼和右半球殼可分離的對接在一起，其還包括球輪互變機構、對接重構機構和重心調整機構；所述球形救援機器人通過球輪互變機構、對接重構機構和重心調整機構的協調配合形成三種可變形態，即球形態、雙輪形態和多輪形態，其中所述球輪互變機構用于球形態和雙輪形態之前的切換，所述對接重構機構用于雙輪形態和多輪形態之間的切換，重心調整機構可通過調整球形態的重心來改變機器人姿態。

進一步的，所述球輪互變機構包括變形電機、左變形齒條和右變形齒條，左變形齒條的左端作為左半球殼的轉動軸，右變形齒條的右端作為右半球殼的轉動軸，右半球殼電機固定在右變形齒條上驅動右半球殼轉動，左半球殼電機固定在左變形齒條上驅動左半球殼轉動；左變形齒條和右變形齒條安裝在橫向支架內，在變形電機的驅動下可以沿相反方向左右同步伸出和收回，實現機器人的球形態和雙輪形態之間的互相變換。