一种转换行走方式的消防机器人制造技术

本发明专利技术公开的一种转换行走方式的消防机器人，包括剪叉式升降台、具有四足行走方式的四足铰链连杆机构和具有履带行走方式的履带轮机构，所述剪叉式升降台包括驱动装置、四足底板和下底板，四足铰链连杆机构安装于四足底板，履带轮机构安装于下底板，下底板滑动连接四足底板，下底板连接驱动装置，驱动装置驱动下底板上升或下降，当下底板下降时，履带轮机构随之撑地行走；当下底板上升时，履带轮机构随之抬起，四足铰链连杆机构撑地行走。本发明专利技术的转换过程既快捷又安全，实用性强，四足行走方式使其在相对平坦的道路上快速行走；而履带行走方式可以在相对恶略的环境中如履平地，充分发挥了履带车的越野性能。

【技术实现步骤摘要】
一种转换行走方式的消防机器人
本专利技术涉及消防设备
，特别涉及一种转换行走方式的消防机器人。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，建筑和企业生产的特殊性导致了危险化学品和放射性物质的泄漏增加，以及燃烧，爆炸和倒塌等事故的风险增加。事故发生的概率也相应提高。在发生灾难时，消防员面临高温，黑暗，有毒和浓烟的危险，如果没有相应的设备冲入现场，不仅无法完成任务，而且还增加了人员伤亡，因此消防机器人的研究已成为众多学者的研究方向之一。消防机器人替代消防队员接近火场可以有效的实施灭火救援、化学检验和火场侦察等活动。它的应用将提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡产生重要的作用。消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入地形恶劣、易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对灾情作出科学判断，并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。因此，具备不同行走方式的消防机器人更能在恶劣环境中发挥强大的作用，例如专利201510020136.3公开的一种轮腿模式可切换机器人，该专利包括车体，车体两侧长边对称安装有四条结构完全相同的腿和四个车轮，每条腿与车体之间设有弧形连接架，通过驱动弧形连接架绕四个车轮旋转来切换轮式行走或足式行走。但是这种机器人在切换过程的切换幅度较大，很容易与地面产生碰撞，损坏车体，严峻环境中的实用性较弱。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转换行走方式的消防机器人，行走方式有四足行走方式和履带行走方式两种，两种行走方式的转换过程既快捷又安全，实用性强，四足行走方式使其在相对平坦的道路上快速行走；而履带行走方式可以在相对恶略的环境中如履平地，充分发挥了履带车的越野性能。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种转换行走方式的消防机器人，其特征在于：包括剪叉式升降台，所述剪叉式升降台包括驱动装置、四足底板、下底板和四个升降支架，所述升降支架两个为一支架组，交叉铰接，分别放置在升降台的两侧，支架组的上端滑动连接在四足底板，且支架组的上端安装驱动装置，支架组的下端滑动连接在下底板；所述四足底板安装四足铰链连杆机构，所述下底板安装履带轮机构；所述四足铰链连杆机构包括步进电机、曲柄、连杆、后轴和结构完全相同的四条长腿，四足底板的两侧各安装两条长腿，长腿一前一后摆放，交叉的两个连杆中间铰接，两边分别铰接前长腿和后长腿，其中一个连杆通过曲柄连接步进电机，步进电机固定在后长腿上，另一个连杆连接后轴且绕后轴转动，后轴连接对称的两条前长腿；所述履带轮机构包括轮行底板、联轴器、履带、同步带、轮行电机和结构完全相同的四个行星履带轮，下底板的两侧各安装两个行星履带轮，每个行星履带轮主要由轮支撑板和固定在轮支撑板上的一个履带主动轮、两个履带从动轮、一个同步轮组成，同步轮位于轮支撑板的中心，同步轮的轮心经联轴器连接轮行电机，轮行电机固定在轮行底板上，同步轮经同步带与履带主动轮连接，履带连接履带主动轮和两个履带从动轮。进一步，所述下底板设有导轨，支架组的下端设有导轨滑块，通过导轨滑块和导轨的配合，使支架组的下端滑动在下底板上；所述驱动装置包括丝杆滑块、丝杆和连接并控制丝杆旋转的丝杆电机，通过丝杆和丝杆滑块的配合，使支架组的上端滑动在四足底板上。进一步，所述升降支架的一端若为滑动连接，则升降支架的另一端则为铰接。进一步，所述四足底板上设有轴承座和电机座，后轴通过轴承座固定于四足底板，后轴与轴承座之间用轴承固定，后轴靠近外侧的部分连接前长腿和连杆，前长腿和连杆的连接处都装有轴套，步进电机通过电机座固定在四足底板上。进一步，所述长腿和连杆通过定位销进行铰接。进一步，所述四足底板上方置有上平板，上平板连接形成在四足底板上的支撑柱，所述上平板安装有小型舵机、水管、火焰传感器、摄像头、控制板和电源。进一步，所述履带采用橡胶带。进一步，所述同步轮的传动比为1∶1。采用上述方案后，本专利技术的优点及增益效果在于：1.机器人可以在不同的地理环境转换不同的行走方式行走，行走方式有四足行走方式和履带行走方式两种，四足行走方式的行走速度较快，其不仅能在相对平坦的道路上快速行走，还能在机器人用履带行走方式碰到动力不足和履带轮凹陷时帮助履带轮减除困境；而履带行走方式使机器人在遇到较高的障碍物时以整体履带轮翻滚的方式进行越障，增强其越障能力，克服了传统履带消防机器人运行速度太慢的缺点，进而在相对恶略的环境中如履平地，充分发挥了履带行走方式的越野性能。2.通过剪叉式升降台的升降功能，使长腿和履带轮在转换过程中缓缓着地，避免与地面产生撞击，转换过程简单，保证了机器人的实用性、安全性。3.剪叉式升降台、四足铰链连杆机构及履带轮机构各设有独立驱动，且四足铰链连杆机构依靠两个步进电机即可驱动四足行走，节省空间和资源，整体结构更优化。以下结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步说明。附图说明图1是本专利技术总装配的立体图；图2是本专利技术剪叉式升降台的示意图；图3是本专利技术四足铰链连杆机构的示意图；图4是本专利技术履带轮机构的示意图；图5是本专利技术行星履带轮的示意图；图6是本专利技术总装配的前视图；图7是本专利技术总装配的侧视图；图8是本专利技术四足行走方式的示意图；图9是本专利技术履带行走方式的示意图。标号说明1-四足底板；2-下底板；3-导轨；4-导轨滑块；5，6-升降支架；7-升降支撑块；8-支架座；9-支架长轴；10-支架轴套；11-丝杠支撑体；12-丝杆；13-丝杆滑块；14-小轴；15-丝杆螺母；16小联轴器；17-小电机座；18-丝杆电机；19-电机垫块；20-前长腿；21，22-连杆；23-后长腿；24-曲柄；25-步进电机；26-电机座；27-定位销；28-后轴；29-轴承座；30-轮行底板；31-联轴器；32-轮行电机；33-履带；34-履带从动轮；35-轮支撑板；36-同步轮；37-同步带；38-履带主动轮；39-水管支架；40-小型舵机；41-上平板；42-支撑柱。具体实施例本专利技术揭示的一种转换行走方式的消防机器人，参阅图1-9，包括包括剪叉式升降台，如图2所示，所述剪叉式升降台包括驱动装置、四足底板1、下底板2和四个升降支架5，两个升降支架5交叉摆放，中间的交叉处铰接，为一支架组，两个支架组结构完全相同，分别对称放置在升降台的两侧，下面以一个支架组来叙述；支架组的其中一个升降支架5的下端设有导轨滑块4，所述下底板2设有导轨3，通过导轨滑块4和导轨3的配合，使该升降支架5的下端滑动在下底板2上，则该升降支架5的上端铰接在四足底板1上，作为优选的方案，四足底板1上安装有支架座8，该升降支架5的上端通过一支架长轴9铰接在支架座8，支架座8起到支撑作用，支架长轴9上还固定有支架轴套10，防止该升降支架5在支架长轴9上滑动；支架组的别个升降支架6的上端经一小轴14连接驱动装置的丝杆滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转换行走方式的消防机器人，其特征在于：包括剪叉式升降台，所述剪叉式升降台包括驱动装置、四足底板、下底板和四个升降支架，所述升降支架两个为一支架组，交叉铰接，分别放置在升降台的两侧，支架组的上端滑动连接在四足底板，且支架组的上端安装驱动装置，支架组的下端滑动连接在下底板；所述四足底板安装四足铰链连杆机构，所述下底板安装履带轮机构；所述四足铰链连杆机构包括步进电机、曲柄、连杆、后轴和结构完全相同的四条长腿，四足底板的两侧各安装两条长腿，长腿一前一后摆放，交叉的两个连杆的两边分别铰接前长腿和后长腿，其中一个连杆通过曲柄连接步进电机，步进电机固定在后长腿上，另一个连杆连接后轴且绕后轴转动，后轴连接对称的两条前长腿；所述履带轮机构包括轮行底板、联轴器、履带、同步带、轮行电机和结构完全相同的四个行星履带轮，下底板的两侧各安装两个行星履带轮，每个行星履带轮主要由轮支撑板和固定在轮支撑板上的一个履带主动轮、两个履带从动轮、一个同步轮组成，同步轮位于轮支撑板的中心，同步轮的轮心经联轴器连接轮行电机，轮行电机固定在轮行底板上，同步轮经同步带与履带主动轮连接，履带连接履带主动轮和两个履带从动轮。

【技术特征摘要】
1.一种转换行走方式的消防机器人，其特征在于：包括剪叉式升降台，所述剪叉式升降台包括驱动装置、四足底板、下底板和四个升降支架，所述升降支架两个为一支架组，交叉铰接，分别放置在升降台的两侧，支架组的上端滑动连接在四足底板，且支架组的上端安装驱动装置，支架组的下端滑动连接在下底板；所述四足底板安装四足铰链连杆机构，所述下底板安装履带轮机构；所述四足铰链连杆机构包括步进电机、曲柄、连杆、后轴和结构完全相同的四条长腿，四足底板的两侧各安装两条长腿，长腿一前一后摆放，交叉的两个连杆的两边分别铰接前长腿和后长腿，其中一个连杆通过曲柄连接步进电机，步进电机固定在后长腿上，另一个连杆连接后轴且绕后轴转动，后轴连接对称的两条前长腿；所述履带轮机构包括轮行底板、联轴器、履带、同步带、轮行电机和结构完全相同的四个行星履带轮，下底板的两侧各安装两个行星履带轮，每个行星履带轮主要由轮支撑板和固定在轮支撑板上的一个履带主动轮、两个履带从动轮、一个同步轮组成，同步轮位于轮支撑板的中心，同步轮的轮心经联轴器连接轮行电机，轮行电机固定在轮行底板上，同步轮经同步带与履带主动轮连接，履带连接履带主动轮和两个履带从动轮。2.如权利要求1所述的一种转换行走方式的消防机器人，其特征在于：所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆春月，武泽，闫玺铃，杨颖，武慧，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14