一种水陆两栖式应急救援机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种水陆两栖式应急救援机器人，包括医疗系统、减震系统、动力系统、通信与控制系统。所述医疗系统包括救生舱体、升降传送机构、收纳固定机构、伤情检测机构、机械臂组；所述减震系统包括底座框架、滚轮、滚轮槽；所述动力系统包括蓄电池组、电机传动机构、双摇臂履带行走机构、可充气气囊、浮箱、双涡轮增压舱喷水式推进动力系统、软体生命探测机构；所述控制与通信系统包括北斗导航定位机构、无线电通讯、伤情监测机构。从多重减震设计、全面医疗诊断与施救、废伤员探测与收纳、信息化全地形行走几个方面进行系统性创新，可在灾后复杂的地形中进行自由行走，及时对伤员进行搜救和应急处理与转运。和应急处理与转运。和应急处理与转运。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两栖式应急救援机器人


[0001]本专利技术属于救援机器人领域，具体涉及一种水陆两栖式应急救援机器人。

技术介绍

[0002]近年来，随着世界范围内的突如其来的自然灾害和人为事故频繁发生，严重威胁着人们的生命财产安全，及时有效的灾后救援也逐渐引起社会的广泛关注。在灾后第一时间获取现场情况、探明幸存者所在位置，对于实施救援工作和减少人员伤亡具有重要的意义，然而对于地震、矿难等灾后地形较为复杂的救援场景，我国目前主要还是依靠人力和搜救犬等进入现场进行生命探测和数据采集，但是搜索速度慢，空间范围小，远远不能满足灾后废墟受困人员大范围快速搜救的需求，且易受到恶劣环境的影响，造成在救援工作中额外的救护人员伤亡。因此研发代替或部分代替救护人员的救援勘测机器人及时、快速深入复杂地形灾区进行环境探测和搜救工作具有极其重要的意义。
[0003]传统轮式移动机器人结构设计简单，灵活性强，移动效率高，但不适合在复杂地形上行驶，比如泥泞、碎石地等。传统轮式移动机器人在此类复杂地形上，容易发生驱动轮打滑、悬空等问题，并且由于驱动轮与地面摩擦力小，导致爬坡性能较差，当从高处掉落或受到较大冲击易造成传动轴断裂损坏，因此简单的传统轮式移动机器人难以实现在复杂地形快速稳定行进。现有救援机器人除了避障能力和救援能力有限，不能适应各种路况要求之外，还不能很好的对救援环境进行测试，实现伤员的精确定位，对伤员的救援也仅仅停留在转运或探测功能，无法满足在恶劣环境条件下伤员的及时救治，因此，有必要设计一种可以满足要求的智能型应急救援机器人。/>
技术实现思路

[0004]为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种水陆两栖式应急救援机器人，从多重减震设计、全面医疗诊断与施救、废墟伤员探测与收纳、信息化全地形行走几个方面进行系统性创新，可在灾后复杂的地形中进行自由行走，及时对伤员进行搜救和应急处理与转运，尤其适用于传统救援车和医护人员难以进入的复杂环境。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种水陆两栖式应急救援机器人，包括：医疗系统，减震系统，动力系统，通信与控制系统。所述医疗系统包括救生舱体、升降传送机构、收纳固定机构、伤情检测机构、机械臂组；所述减震系统包括底座框架、滚轮、滚轮槽；所述动力系统包括蓄电池组、电机传动机构、双摇臂履带行走机构、可充气气囊、浮箱、双涡轮增压舱喷水式推进动力系统、软体生命探测机构；所述控制与通信系统包括北斗导航定位机构、无线电通讯、伤情共享平台、控制计算机。
[0007]进一步地，所述救生舱体包括第一舱体和第二舱体，第一舱体位于底座框架上，底座框架呈船型，可防水与提供浮力。第二舱体通过底部的滚轮与第一舱体内表面的滚轮槽相连，通过在机器人行进过程中利用滚动调整第二舱体的角度，使其始终保持水平状态。
[0008]进一步地，所述升降传送机构位于救生舱体前端，由支撑架、调节辊、滚筒、第二联动齿轮、阻尼输送带、电机、弹簧、连杆机构组成，支撑架呈对称分布与第一舱体的舱门边缘连接，电机后端固定于支撑架之上，前端连接，通过导线与蓄电池组相连，调节辊上装有弹簧，防止传送带打滑或卡顿。电机和滚筒通过第二联动齿轮啮合带动阻尼输送带工作，阻尼输送带整体由连杆机构带动，连杆机构包括长杆和短杆，通过长杆旋转，经长杆带动短杆，利用接触点相对静止技术，通过上下装有传送带装置的两个部分相对运动，实现患者空间位置的转换，避免在运输伤员时出现二次损伤。
[0009]进一步地，所述收纳固定机构位于第二舱体内壁底部，包括可拆卸担架、缓冲基座、弹性护垫、伸缩搭扣、伸缩弹簧。缓冲基座底部与第二舱体内壁焊连，上壁卡连可拆卸担架，可拆卸担架外两侧均匀对称分布两对伸缩弹簧，可自动卡接在第二舱体内表面同等高度的卡槽圈内，可进一步抵消行进过程中左右晃动，使担架更加稳定。担架内壁两侧均匀分布两对“X”型交叉伸缩搭扣，用于固定伤员。
[0010]进一步地，所述伤情检测机构位于第二舱体内壁顶部平台，通过活动滑轨连接，可以前后移动，包括X光扫描仪、红外体温探测仪、呼吸频率传感器、心率传感器、数据收集传送装置，其中，数据收集传送装置与无线电通讯系统相连，可以实时传递伤员信息。所述机械臂组位于伤情检测机构的后方，固定在顶部滑动平台上，包括消毒止血机械臂、药剂喷涂机械臂、氧气面罩、心肺复苏机械臂，在伤情检测机构对伤员伤情进行扫描分析定级后，按伤情级别对伤员进行救治。
[0011]进一步地，履带底盘连接底座框架，用于搭建轴系结构，以此连接履带轮、联接轴和前后两对履带臂。履带臂的履带由电机输出的动力传递到主动轮带动，摇臂履带是由电机经过减速齿轮组减速后带动，并且可以调节角度，适应多种地形。履带本体外装有缓冲筋条，可以减缓履带行走过程中的冲击，提高履带行走的平稳性，并可延长履带的使用寿命。所述水中推进机构包括动力机组、变速箱、双涡轮增压机、进水管、喷水钢管、增压舱、进水口、喷水口。动力机组前端与传动箱组连接，后端通过导线与蓄电池组相连，所述变速箱与双涡轮增压机相连，双涡轮增压机通过进水管与外部进水口相连，所述双涡轮增压机通过内部进水口与增压舱相连通，所述增压舱呈球形，通过喷水钢管与喷水口相连，所述喷水口包括左喷水口、右喷水口、前进喷水口、后退喷水口，左喷水口、右喷水口、前进喷水口、后退喷水口，能够分别向左、右、后、前喷水。所述两对浮箱均匀排位于第一舱体中下部。
[0012]进一步地，所述可充气气囊由高强织物骨架和热塑弹性胶布组成，在未充气时，位于履带底盘底部的两个对称分布的储存舱室内，上端通过管道与放置在救生舱底板隔层中的钢瓶相连，连接处装有速放阀，通过导线与控制系统相连。
[0013]进一步地，所述软体生命探测机构位于第二舱体舱门处，通过导线与蓄电池组相连，用于配合传送装置精准定位伤员，包括电磁弹射式仿生舌、生物雷达传感器、橡胶薄套，生物雷达传感器位于电磁弹射式仿生舌顶端，可在一定感知范围内采集伤员的生命体征信号，并将采集到的生命体征信号传输至控制模块，外面包裹橡胶薄套。所述第一主控模块，经配置为将所述生命体征信号转换为数字信号，获得所述目标伤员的生命体征数据。
[0014]进一步地，所述通信与控制系统位于第二舱体底部后半部和所述收纳固定机构后下方，其内设有控制计算机，所述控制计算机通过导线与蓄电池组以及其余各个系统相连接。所述北斗导航定位机构紧邻控制计算机，为机器人提供准确的位置信息，所述无线电通
讯位于可拆卸担架右侧边缘，便于伤员通过其与医务人员进行及时沟通，所述伤情共享平台固定于可拆卸担架左侧边缘，通过数据线与伤情检测机构相连，可以及时传递伤员的各类生命体征数据。
[0015]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0016](1)本专利技术的前后双摇臂履带与双涡轮增压舱喷水式推进动力系统的组合设计，实现了履带车的水陆两栖行驶。相对于传统四轮驱动式水陆两栖车，在陆地行走时越障能力和地形适应能力更强。双涡轮增压舱喷水式推进动力系统和传统螺旋桨推进相比，灵活度更高，能够实现左右行驶和后退，不用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水陆两栖式应急救援机器人，其特征在于：包括医疗系统，减震系统，动力系统和通信与控制系统；其中，所述医疗系统包括救生舱体(1)、升降传送机构(2)、收纳固定机构(3)、伤情检测机构(4)、机械臂组(5)；所述减震系统包括底座框架(6)、滚轮(7)、滚轮槽(8)；所述动力系统包括蓄电池组(9)、电机传动机构(10)、双摇臂履带行走机构(11)、可充气气囊(12)、浮箱(13)、双涡轮增压舱喷水式推进动力系统(14)、软体生命探测机构(15)；所述控制与通信系统包括北斗导航定位机构、无线电通讯、伤情共享平台、控制计算机。2.根据权利要求1所述的水陆两栖式应急救援机器人，其特征在于：所述救生舱体(1)包括第一舱体和第二舱体，第一舱体位于底座框架(6)上，底座框架(6)呈船型，可防水与提供浮力；第二舱体通过底部的滚轮(7)与第一舱体内表面的滚轮槽(8)相连，通过在机器人行进过程中利用滚轮(7)在滚轮槽(8)上的滚动调整第二舱体的角度，使其始终保持水平状态。3.根据权利要求2所述的水陆两栖式应急救援机器人，其特征在于：所述升降传送机构(2)位于救生舱体(1)前端，由支撑架(21)、调节辊(22)、滚筒(23)、第二联动齿轮(24)、阻尼输送带(25)、电机(26)、弹簧(27)、连杆机构(28)组成；支撑架(21)呈对称分布与第一舱体的舱门边缘连接，电机(26)后端固定于支撑架(21)之上，前端连接连杆机构(28)，通过导线与蓄电池组(9)相连，调节辊(22)上装有弹簧(27)，防止阻尼输送带(25)打滑或卡顿；电机(26)和滚筒(23)通过第二联动齿轮(24)啮合带动阻尼输送带(25)工作，传送带整体由连杆机构(28)带动，连杆机构(28)包括长杆和短杆，通过长杆旋转，经长杆带动短杆，通过上下装有阻尼输送带(25)的两个部分相对运动，实现伤员空间位置的转换，避免在运输伤员时出现二次损伤。4.根据权利要求2所述的水陆两栖式应急救援机器人，其特征在于：所述收纳固定机构(3)位于第二舱体内壁底部，包括可拆卸担架(131)、缓冲基座(132)、弹性护垫(133)、伸缩搭扣(134)、缓冲伸缩弹簧(135)；缓冲基座(132)底部与舱体内壁焊连，上壁卡连可拆卸担架(131)，可拆卸担架(131)外两侧均匀对称分布两对缓冲伸缩弹簧(135)，自动卡接在第二舱体内表面同等高度的卡槽圈内，进一步抵消行进过程中左右晃动，使可拆卸担架(131)更加稳定；可拆卸担架(131)内壁两侧均匀分布两对“X”型交叉伸缩搭扣(134)，用于固定伤员。5.根据权利要求2所述的水陆两栖式应急救援机器人，其特征在于：所述伤情检测机构(4)位于第二舱体内壁顶部平台，通过活动滑轨连接，可以前后移动，包括X光扫描仪、红外体温探测仪、呼吸频率传感器、心率传感器、数据收集传送装置，其中，数据收集传送装置与无线电通讯系统相连，实时传递伤员信息；所述机械臂组(5)位于伤情检测机构(4)的后方，固定在顶部滑动平台上，包括消毒止血机械臂(51)、药剂喷涂机械臂(52)、氧气面罩、心肺复苏机械臂(54)，在伤情检测机构(4)对伤员伤情进行扫描分析定级后，按伤情级别对伤员进行救治。6.根据权利要求1所述的水陆两栖式...

【专利技术属性】
技术研发人员：田书建，宋晨曦，张东升，庞永强，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：