[發(fā)明專利]一種室內(nèi)拆彈機(jī)器人及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011050980.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112060109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方英達(dá);柴鑫波;楊振;溫秀平;潘勇嘉;邵文軒;張巖;任友林;房志遠(yuǎn);周杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00;B25J13/08;B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

1.一種室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

包括支架組件、四組驅(qū)動(dòng)組件、機(jī)械臂、機(jī)械剪刀、激光雷達(dá)、攝像頭和控制單元；

支架組件包括架體和防護(hù)板；

架體具有底板，防護(hù)板呈框體狀，防護(hù)板通過(guò)若干豎直設(shè)置的防護(hù)支撐桿固定在架體的上方；

四組驅(qū)動(dòng)組件呈矩形頂角分布；

驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)支架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車輪、減震彈簧、若干導(dǎo)桿和限位板；

驅(qū)動(dòng)支架位于架體的下方，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在驅(qū)動(dòng)支架上，車輪安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

減震彈簧穿過(guò)架體，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)支架和防護(hù)板之間，可以伸縮；

限位板位于架體和防護(hù)板之間，導(dǎo)桿均穿過(guò)架體，下端與驅(qū)動(dòng)支架固定，上端與限位板固定，導(dǎo)桿可相對(duì)于架體上下移動(dòng)；

支架組件在受震動(dòng)時(shí)，可沿導(dǎo)桿、隨減震彈簧的伸縮而上下浮動(dòng)；

所述機(jī)械臂是由若干舵機(jī)和連桿交替連接構(gòu)成的六自由度機(jī)械臂，一端固定安裝在架體上，且位于防護(hù)板內(nèi)；

所述機(jī)械剪刀安裝在機(jī)械臂自由端的舵機(jī)上，舵機(jī)控制機(jī)械剪刀的剪切；

所述激光雷達(dá)固定安裝在架體上，與控制單元連接，構(gòu)圖導(dǎo)航；

所述攝像頭固定在機(jī)械剪刀的側(cè)面，與控制單元連接，拍攝周圍環(huán)境；

所述控制單元固定在架體上，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)械臂的各舵機(jī)連接，控制機(jī)器人行走、機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)和機(jī)械剪刀的剪切。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述減震彈簧在驅(qū)動(dòng)支架和防護(hù)板之間傾斜設(shè)置，與驅(qū)動(dòng)支架和防護(hù)板可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述減震彈簧還配有彈簧限位器，減震彈簧的上端通過(guò)彈簧限位器與防護(hù)板鉸接，下端與驅(qū)動(dòng)支架鉸接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述機(jī)械臂包括五個(gè)舵機(jī)和四個(gè)連桿，五個(gè)舵機(jī)與四個(gè)連桿交替連接，連桿兩側(cè)的舵機(jī)中，分別為驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)和跟隨連桿運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)，連桿與驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)的輸出軸同軸連接，舵機(jī)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)，另一舵機(jī)與連桿的端部固定，隨其運(yùn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述控制單元包括第一控制器和第二控制器；

所述激光雷達(dá)與第一控制器連接，攝像頭與第二控制器連接；

第二控制器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)械臂的各舵機(jī)連接；

第一控制器與第二控制器通信連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述第一控制器為樹(shù)莓派芯片，所述第二控制器為STM32芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

還包括電源，固定在所述架體上，為控制單元、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)械臂的各舵機(jī)供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述架體呈盤體狀，底板的周圍還具有側(cè)壁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人，其特征在于：

其中，所述驅(qū)動(dòng)組件中，限位板呈L形，導(dǎo)桿的數(shù)量為三個(gè)，在限位板的三個(gè)頂角分布。

10.如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)拆彈機(jī)器人的工作方法，其特征在于：

拆彈機(jī)器人接收人工指令進(jìn)入爆炸區(qū)域，在此過(guò)程中控制單元對(duì)激光雷達(dá)與攝像頭反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境進(jìn)行掃描進(jìn)而構(gòu)圖，從而由控制單元控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，規(guī)避障礙物，高效到達(dá)目的地；

到達(dá)指定地點(diǎn)后，攝像頭對(duì)爆炸物數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并傳回?cái)?shù)據(jù)到控制單元，控制單元將攝像頭所讀數(shù)據(jù)與所存儲(chǔ)的爆炸物進(jìn)行對(duì)照，若吻合，則控制單元將消息傳遞至機(jī)械臂與機(jī)械剪刀，舵機(jī)控制連桿轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)械臂靠近爆炸物，機(jī)械剪刀剪斷引爆線；若不吻合，控制單元將數(shù)據(jù)傳回人工端口，由人工進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。