[發明專利]一種輪腿式多模式巡檢搜救機器人

在審

• 申請號: 201910202269.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109911052A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 張憲民;杜俊杰;黃沿江;張洪川;賴智立;劉昊豐;陳俊彤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種輪腿式多模式巡檢搜救機器人，包括多穩態機架、運動腿、帶有驅動電機的全向輪、舵機線輪組件和外置傳感器，所述多穩態機架包括四個基礎單元，該四個基礎單元構成一個多邊形結構，且兩兩相鄰的兩個基礎單元之間通過蓄能鉸鏈相連接，每個基礎單元由兩個連接塊及中間的彈簧鉸鏈組成；所述運動腿有四個并分別彼此對稱的安裝在四個基礎單元上；所述全向輪有四個，該四個全向輪分別安裝在四個基礎單元上；所述舵機線輪組件包括相互連接的線輪和驅動舵機，所述線輪上的鋼絲繩將八個連接塊串聯，所述驅動舵機與任一連接塊連接；所述外置傳感器安裝在多穩態機架上。本發明具有輕量化、靈活性強和可靠度高等特點。

技術領域

本發明涉及機器人的技術領域，尤其是指一種輪腿式多模式巡檢搜救機器人。

背景技術

可移動機器人是機器人領域研究熱點，由于其具有自主感知環境，決策以及完成相應任務的特性，被廣泛應用到各種復雜環境中。現對其研究主要針對機器人結構設計，狀態感知等以使其能在最小成本之下既高效又準確地完成任務。

近些年來移動機器人的傳感技術以及機構結構的優化技術不斷發展，特別是同時地位與建圖技術的成熟，讓自主移動機器人在探索惡劣環境的任務中擔任主力軍，現已有利用自主移動機器人進行火星上環境探索并將火星形貌進行建圖的相應成果。

近年來，我國各類災難頻發家。高危地區的巡檢工作以及災后地區的高效搜救工作具有相當重要的意義。高危地區(如化工廠、核電站等)本身就極具危險性并不適合人類監控巡檢，其他災后地區(如地震、泥石流、山地滑坡后的地區)也是環境惡劣，隨時都有可能會發生二次傷害，所以也不適合人類盲目進入搜索，否則可能會產生更多的犧牲。其次，很多高危地區并沒有為機器人預先建巡檢通道普通巡檢機器人難以自由穿越，災后地區的地形相當復雜并且可能實時變化，僅憑人類的記憶能力永遠無法對災區進行全方位認識，從而人類的搜救并不利于全局的搜救。在這種情況下，最理想的辦法便是巧妙將人與機器人相互結合，讓巡檢以及搜索工作由移動機器人來完成。使用移動機器人的成本相對要低很多：

1)一方面作為檢機器人相比于重新規劃建設適合普通巡檢機器人工作的通道更加經濟。由于其高效的兼顧了越障、攀爬和移動能力，可以較高頻率的對高危環境進行巡檢和監視。

2)另一方面即使在災區搜救中受損也無傷大礙。大量的低成本機器人的引入并將其數據進行共享處理，更有利于我們對災區的實時狀況有更全面的把握(比如說能把災區的大部分三維地圖進行在線建立，將各地方的受困災民情況進行匯總處理)，是我們對于救災任務的取舍，大局的把控以及實時采取相對應的策略，根據機器人提供的信息，我們便可以安排救援人員高效地，有目的性地進行救援任務。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種輪腿式多模式巡檢搜救機器人，具有輕量化、靈活性強和可靠度高等特點，輪腿模式的切換由多穩態機架完成，該機器人具備在平坦地面快速滑行、在復雜地形避障越障的能力，且輪腿模式之間的切換靈活快速，再加上多穩態機架上搭載的各類傳感器，使得機器人能夠在復雜的工況下完成各種復雜的任務，且機器人的多穩態機架具有勢能極低的穩定平衡特性，不僅增加了多穩態機架的穩定性，還減少了由于多穩態機架的驅動不精確所帶來的誤差，保證了其上各種傳感器的正常工作，有效解決了惡劣環境下災區的搜救問題。