[發明專利]一種輪腿式災后現場救援機器人

在審

• 申請號: 201710504948.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107323561A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 馬澤峰;段海濱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;A62C27/00;A61G1/003;A61G1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，確切地說，是一種輪腿式災后現場救援機器人，該技術可使得機器人能夠較好的適應地震、塌方等復雜的災后環境，同時該技術也可用于其他復雜地形環境下的相關特種機器人上。

背景技術

自然災害和人為事故的頻發會嚴重的影響了人們的生命財產安全。在災難發生后，如果能夠快速獲取現場人員傷亡及幸存者位置、現場環境等情況，對于進一步實施救援工作具有重要的意義。由于災害現場環境復雜、危險程度高，如果救援人員貿然進入現場實施救援，極易造成新的傷亡。在這種情況下，救援機器人便起到了重要的作用，它可以代替工作人員在災后現場完成各種復雜功能，并具有較強的環境適應性，能夠有效地提高救援工作的效率和減少人員的傷亡，因此具有廣闊的應用前景。

輪腿式救援機器人既可以實現輪式機器人運動效率高、穩定性好、易于控制的優點，也可以實現腿式救援機器人環境適應性強的優點，可廣泛應用于地震、礦山坍塌等復雜環境下，具有較高的研究價值。弗羅茨瓦夫理工大學、巴黎大學、加州理工學院等多所高校都對輪腿式機器人進行了研究和分析。

目前對于救援機器人的研究，已經取得了一定的成果。申請號為201510243076.1的發明專利“一種自適應地形的多自由度救援機器人”包括機器人本體以及設置在下方用于驅動機器人本體運動的驅動裝置，可通過驅動輪的設置使得機器人能夠快速有效的運動，通過爬坡輪的設置就可以有效的增強機器人的地形適應能力。申請號為201410553748.4的發明專利“復雜環境機器人救援系統”包括置于機器人車架上的人員安放裝置，中間過渡輸送裝置、類鏟形拾取裝置、障礙清除裝置和多功能執行手臂，能夠在復雜、惡劣環境下排除傷員周圍的障礙物以及傷員身體上的附屬物品，拖拽傷員脫離危險環境，并完成對被困、危重受傷人員的搬運和移動工作。然而，上述兩個發明專利都存在對復雜地形的適應能力不足等問題。在輪腿式機器人方面，申請號為201310355161.8的發明專利“復雜地形輪腿式移動機器人”包括平臺、均勻設置于平臺邊緣的六個輪腿系統，能滿足在復雜環境下的多重要求，包括能夠實現爬坡，越障，跨溝以及在非平整地面平穩前進，但是結構較為復雜，控制難度較大。針對上述存在的問題，有必要針對災后復雜環境設計新型的救援機器人，在具有良好的復雜環境適應性及現場救援能力的同時，結構簡單，控制難度較低，負載能力強，能夠滿足災后救援的需要。

發明內容

本發明專利針對上述現有技術存在的不足，提供一種輪腿式災后現場救援機器人，該專利所述內容包括包括軀干骨架結構、輪腿結構模塊、輔助腿結構模塊、環境取樣結構模塊、視覺模塊、輸氧/滅火功能模塊、擔架結構模塊，使得機器人可根據環境的不同實現輪式/腿式運動的轉換，且具有輸氧、滅火、環境監測等功能，具有對非結構化復雜環境適應能力強、效率高、負載能力強、結構簡單易于控制等優點，能夠滿足現場救援的需求。本發明屬于一種救援機器人，滿足災后現場救援、監測等需求。

一種輪腿式災后現場救援機器人，其特征在于：包括軀干骨架結構、輪腿結構模塊、輔助腿結構模塊、環境取樣結構模塊、視覺模塊、輸氧/滅火功能模塊、擔架結構模塊；

所述軀干骨架結構包括底部框架結構、頂部框架結構、下部底板、上部蓋板、側面蓋板；下部底板與底部框架結構相固連，上部蓋板與頂部框架結構相固連，側面蓋板分別與底部框架結構和頂部框架結構相固連；底部框架結構和頂部框架結構由鋁合金材料架構而成，下部底板、上部蓋板、側面蓋板所用材料為鋼；

所述輪腿結構模塊包括輪腿結構第一分支、輪腿結構第二分支、輪腿結構第三分支、輪腿結構第四分支；

所述輪腿結構第一分支包括輪腿結構驅動電機、小齒輪、大齒輪、轉動軸、輪腿結構第一連桿、輪腿結構第二連桿、輪腿結構第三連桿、電動推桿、驅動輪；輪腿結構驅動電機與下部底板相固連，可帶動小齒輪實現轉動；大齒輪與轉動軸相固連，并與小齒輪嚙合；轉動軸可相對于下部底板實現繞軸線方向的自由轉動；輪腿結構第一連桿一端與轉動軸的側面鉸鏈連接，另一端與輪腿結構第二連桿鉸鏈連接；輪腿結構第三連桿一端與轉動軸的側面鉸鏈連接，另一端與輪腿結構第二連桿鉸鏈連接；電動推桿一端與輪腿結構第一連桿鉸鏈連接，另一端與輪腿結構第二連桿鉸鏈連接；驅動輪與輪腿結構第二連桿相固連；當輪腿結構驅動電機轉動時，小齒輪在輪腿結構驅動電機的帶動下實現轉動，并帶動大齒輪實現轉動，由于大齒輪與轉動軸相固連，從而帶動轉動軸繞軸線方向實現轉動，最終實現輪腿結構第一分支繞軸線方向轉動；當電動推桿運動時，可實現輪腿結構第一分支在平面內運動；