[發(fā)明專利]一種全地形多功能救援機器人

在審

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• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113696981A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 張中杰;張海峰;吉晨暉
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B62D55/06
• 分類號: B62D55/06;B62D55/084;B25J5/00
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷

本發(fā)明屬于自動控制的技術領域，公開了一種全地形多功能救援機器人，包括機械臂，所述機械臂通過調整機構設置在履帶式的行走機構上，所述調整機構用于控制機械臂繞Z軸方向的轉動角度，以及在XOY平面的移動位置，所述行走機構采用平行四邊形結構，包括平行間隔設置的兩個四邊形結構，它們結構相同，通過多個轉軸連接在一起，其內部均設置有伸縮機構，所述伸縮機構用于控制四邊形結構的變形調整，從而實現行走機構的越障。本發(fā)明的裝置結構簡單，操作方便，成本低廉，具有較高的經濟價值。

技術領域

本發(fā)明涉及自動控制的技術領域，尤其涉及一種全地形多功能救援機器人。

背景技術

近年來，隨著世界范圍內的突如其來的自然災害和人為事故頻繁發(fā)生，嚴重威脅著人們的生命財產安全，及時有效的災后救援也逐漸引起社會的廣泛關注。在災后第一時間獲取現場情況、探明豐存者所在位置，對于實施救援工作和減少人員傷亡具有重要的意義，然而對于地震、礦難等災后地形較為復雜的救援場景，我國目前主要還是依靠人力和搜救犬等進入現場進行生命探測和數據采集，但是搜索速度慢，空間范圍小，遠遠不能滿足災后廢墟受困人員大范圍快速搜救的需求，且易受到惡劣環(huán)境的影響，造成在救援工作中額外的救護人員傷亡。因此研發(fā)代替或部分代替救護人員的救援勘測機器人及時、快速深入復雜地形災區(qū)進行環(huán)境探測和搜救工作具有極其重要的意義。

傳統(tǒng)輪式移動機器人結構設計簡單，靈活性強，移動效率最高，但其問題在于不適合在復雜地形上行駛，比如泥濘、碎石地等。傳統(tǒng)輪式移動機器人在此類復雜地形上，容易發(fā)生驅動輪打滑、懸空等問題，并且由于驅動輪與地面摩擦力小，導致爬坡性能較差，當從高處掉落或受到較大沖擊易造成傳動軸斷裂損壞，因此簡單的傳統(tǒng)輪式移動機器人難以實現復雜地形勘測。

履帶式移動機器人相對復雜，適應復雜地形，移動效率適中，但靈活性低。目前實現復雜地形的移動機器人多為履帶式移動平臺，基于履帶式的移動平臺，能夠實現在斜坡、廢墟、泥濘路面的移動，然而其轉向由機器人左右履帶動力輪的差速來實現，履帶與地面之間存在大面積硬摩擦，特別是在平坦的地面上，這種轉向方式與地面的摩擦力大，且轉向效率較低，不利于機動靈活的移動。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種全地形多功能救援機器人，解決了現有輪式機器人難以在復雜地形上行走，履帶式機器人轉向困難等問題。

本發(fā)明可通過以下技術方案實現：

一種全地形多功能救援機器人，包括機械臂，所述機械臂通過調整機構設置在履帶式的行走機構上，所述調整機構用于控制機械臂繞Z軸方向的轉動角度，以及在XOY平面的移動位置，

所述行走機構采用平行四邊形結構，包括平行間隔設置的兩個四邊形結構，它們結構相同，通過多個轉軸連接在一起，其內部均設置有伸縮機構，所述伸縮機構用于控制四邊形結構的變形調整，從而實現行走機構的越障。

進一步，所述四邊形結構包括兩個上下平行設置的長臂，以及三個左右平行設置的短臂，三個所述短臂的端部均通過滾輪分別與長臂的一個端部、中央和另一個端部對應轉動連接，其中四邊形結構的一對相對的頂角處的滾輪設置為輪轂電機，這些輪轂電機和滾輪通過環(huán)形履帶轉動連接在一起，

兩個所述四邊形結構中相對的兩個輪轂電機均通過轉軸連接在一起。

進一步，所述伸縮機構設置為電動伸縮桿，所述電動伸縮桿的兩端分別與一個長臂和一個短臂，所述一個長臂和一個短臂的連接處設置為輪轂電機，通過電動伸縮桿的伸長和收縮，調整所述一個長臂和一個短臂之間的角度，從而控制四邊形結構的變形調整；

所述電動伸縮桿伸長，所述一個長臂和一個短臂之間的角度變大，使四邊形結構的高度變大，直至超過障礙物的高度，再驅動輪轂電機帶動行走機構向靠近障礙物的方向運動，然后，所述電動伸縮桿收縮，所述一個長臂和一個短臂之間的角度變小，同時驅動輪轂電機帶動行走機構沿障礙物移動，直至與輪轂電機相鄰的滾輪接觸障礙物，電動伸縮桿停止收縮，完成越障。