[發明專利]一種煤礦救援蛇形機器人及其煤礦救援方法

有效

• 申請號: 201710515782.6
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107139168B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 侯媛彬;白云
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J5/00;B25J9/18;B25J11/00;B25J17/02
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發明公開了一種煤礦救援蛇形機器人，包括機器人本體和機器人控制系統；機器人本體包括從前到后依次設置的第一單元模塊、第二單元模塊、第三單元模塊、第四單元模塊和第五單元模塊；機器人控制系統包括主控制器和電源模塊，以及與主控制器相接的USB?RS232轉換模塊和通過通信模塊與主控制器相接的上位計算機；主控制器的輸入端接有避障模塊和夜視攝像頭，避障模塊的輸入端接有障礙物檢測單元，障礙物檢測單元包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器；本發明還公開了一種煤礦救援蛇形機器人的煤礦救援方法。本發明實現方便且成本低，煤礦救援蛇形機器人的體積小，避障和越障的功能強，對路面的適應能力強，便于推廣應用。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體涉及一種煤礦救援蛇形機器人及其煤礦救援方法。

背景技術

1972年，日本東京大學的Hirose教授率領其科研團隊研制出世界上第一臺蛇形機器人ACM(Active?Cord?Mechanism)，隨著研究的深入，出現了一系列的蛇形機器人，如ACM-R3機器人、ACM-R5機器人；經過機器人防水處理后，ACM-R5又可實現水下的自由游動，其游動速度最低為0.9m/min。由美國密歇根大學研制的OmniTread機器人，該機器人總長度1270mm，總質量13.6kg，最高爬行速度可達到0.1m/s，最高可翻越457mm高障礙物、跨660mm壕溝，其最大側翻角度為22°、最小轉彎半徑530mm。除此之外，德國國家信息技術研究中心先后研制出GMD-Snake和GMD-Snake2蛇形機器人，美國卡耐基梅隆大學研究了用于攀爬的模塊化蛇形機器人，挪威科技大學研制了無輪式的蛇形機器人Aiko?和Kullo等等。

中國科學院沈陽自動化所于2001年研制出一種模塊化可重構的蛇形機器人，隨著研究的深入，該所研制出了三維蛇形機器人巡視者Ⅱ和探查者Ⅲ。巡視者Ⅱ全長約1.2m，組成巡視者Ⅱ的模塊為模塊化萬向單元，具有俯仰、偏航和回轉3自由度。回轉自由度的增加使機器人具有更高的運動靈活性，探查者Ⅲ可實現水陸兩棲復雜環境的運動。

綜上所述，國內外蛇形機器人的研究取得了長足的進展，然而，目前的蛇形機器人還存在以下缺陷和不足：①大多采用單軸轉動關節，只具有平面運動能力；②由三軸轉動結構組成的蛇形機器人能實現三維運動，但對舵機的輸出力矩要求很高，從而導致機器人的尺寸大、功耗大、造價昂貴；③由于蛇體結構尺寸大，導致運動效果不理想，要想達到理想的運動效果，就需要實現蛇形機器人小型化；④當機器人遇到低矮障礙時，或外界干擾引起身形發生大幅度變化時，很難順利完成翻越運動?，F有技術中還缺乏能夠很好地滿足煤礦救援需求的蛇形機器人。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤礦救援蛇形機器人，其結構簡單，設計新穎合理，實現方便且成本低，煤礦救援蛇形機器人的體積小，避障和越障的功能強，對路面的適應能力強，實用性強，便于推廣應用。