一种救援机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种救援机器人，采用牵引绳作为每个关节的驱动机构，共有１８个自由度，运动灵活，对凹凸不平的地形的适应能力更强，具有较好的越障能力。该救援机器体积小，重量轻，运行稳定，在一些危险性大的灾难中，特别是人们急于探知灾难现场的内部险情，但又不敢或无法接近或进入灾难现场的情况大有其用武之地。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人救援领域，特别是涉及一种成本低，运用范围广的六 足仿生救援机器人。
技术介绍
自然灾害如地震、火灾、洪水严重威胁着人类的安全，引起了人们广泛关注。将机 器人技术、营救行动技术、灾难学等多学科知识有机融合，研制与开发用于搜寻和营救的灾 难救援装置，是机器人学研究中一个富有挑战性的新领域。近年来，特别是“9. 11”事件以后，世界上许多国家开始从国家安全战略的角度研 制出各种反恐防爆机器人、灾难救援机器人等危险作业机器人用于灾难的防护和救援。日 本东京工业大学的广濑从仿生的角度和基于超机械系统的思想先后研制了“ACM”，“GENBU” 与“S0RYU”等多系列救援机器人样机。美国南佛罗里达大学研制出安装有医学传感器的 救援机器人Bujold，能够在灾难现场获取幸存者的生理信息和环境信息，并将其传送到外 界。加利福尼亚工业大学HELMICK等研制的多传感器救援机器人，机构结构简单易控，具 有快速爬楼梯的能力。南加利福尼亚大学SHEN等研制的一种模块化可重构的救援机器人 C0NR0。美国航空航天局HAITH等研制一种具有三维运动的蛇形机器人Snakebot，它在非 结构环境具有较强的运动能力。“9. 11”事件的灾难现场救援被认为是灾难救援机器人的 第一次实际应用。在纽约世界贸易中心遭到恐怖袭击发生后几小时，美国“机器人辅助搜救 中心”立即组织了一支由机器人专家和生产厂家技术人员构成的队伍，携带可供使用的机 器人赶赴世贸中心废墟现场，向救援行动提供技术支持。其中Inuktim公司的MicroVGTV、 MicroTraces和MiniTraces三种机器人它们体积小，质量轻，在废墟堆上用的最多。同时， 由于救援机器人有着潜在的应用背景和市场，一些公司也介入了救援机器人的研究与开 发。此外，国际RobCup机器人竞赛也增加了救援比赛的专项RobCup Rescue，为救援理论和 技术提供仿真研究的试验平台。目前，灾难救援机器人技术正从理论和试验研究向实际应 用发展。由于地震后存在易二次倒塌建筑物的现场，施救人员无法深入进行侦察或施救， 人们急于探知灾难现场的内部险情，但又无法接近或进入灾难现场。此时，救援机器人的参 与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救 援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，在灾难救援中起着越来越重要的作用。从实 际应用的角度出发，机器人往往要具备以下能力运动能力(包括穿梭能力、抗倾翻能力、 爬楼梯能力、变形能力、自调整能力)、感知能力(内部状态检测能力、探测环境信息能力、 感知幸存者的生理信息能力)、通讯能力(信息反馈能力、接收命令能力)和作业能力。却 在此基础上，又要保证结构简单，质量轻，体积小，容易控制。现有灾难救援机器人大多采用 齿轮传动、连杆传动、液压传动、带传动等，往往造成机械传动部分复杂，造成质量较大，体 积较大，生产成本高。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的在于提供一种结构简单、重量轻、体积小、 运行稳定、实用，制作及生产成本低廉救援机器人。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种救援机器人，其特 征在于所述救援机器人包括躯干、六条腿、牵引绳、控制单元、电源、输送单元，所述六条腿 中的三条腿安装在所述躯干的一侧，另外三条腿安装在所述躯干的另一侧，所述控制单元、 摄像头、电源、输送单元均安装在躯干上，所述六条腿均由三个关节构成，所述三个关节分 别为基节、股节和胫节，所述基节通过牵引绳连接基节运动舵机、股节通过牵引绳连接股节 运动舵机，所述胫节通过牵引绳连接胫节运动舵机，所述腿上设有固定圆盘、舵盘、过渡圆 盘和固定饼盘。其中，所述固定圆盘、舵盘、过渡圆盘和固定饼盘上均有两个呈180°分布的小孔， 所述牵引绳的一端固结在舵盘的一个孔上，所述牵引绳的另一端固结在所述关节上。其中，所述基节运动舵机安装在躯干上，股节运动舵机和胫节运动舵机安装在六 条腿上。其中，所述输送单元包括安装在输送单元中的摄像头、生命探测仪、经纬度定位 器、通讯设备、急救药物、生命维持液、食物、自救工具。其中，所述六条腿中任意一腿上的固定圆盘固定在这条腿的股节上，每条腿上的 过渡圆盘绕基节与股节间的关节运动。本技术的使用方法是在机器的输送单元装载摄像头、生命探测仪、经纬度定 位器、通讯设备、必要的急救药物、生命维持液、食物及简单自救工具，打开电源和控制系统 开关，通过远程视频传输技术、远程遥控技术、经纬度定位器和生命探测仪移动到灾难现场 搜寻被困人员，当救援机器来到被困人员身边时，为被困人员提供急用药物、水、食物、通讯 设备及简单自救工具，使被困人员能坚持到救援人员到来或自救，同时经纬度定位器供救 援人员确定位被困人员位置，摄像头能实时反馈灾难现场情况。本技术的积极进步效果在于本技术提供的救援机器具有以下优点本实 用新型主要是涉及一种绳牵引六足救援机器人，其结构简单、重量轻、体积小、运行稳定、实 用，制作及生产成本低廉，在一些危险性大的灾难中，特别是人们急于探知灾难现场的内部险 情，但又不敢或无法接近或进入灾难现场的情况大有其用武之地。此时，绳牵引六足救援机器 的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行 救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，在灾难救援中起着越来越重要的作用。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的髋关节传动的绳布置结构示意图；图3是本技术的膝关节传动的绳布置结构示意图；图4是本技术的跟关节传动的绳布置结构示意图。具体实施方式以下结合附图给出本技术较佳实施例，以详细说明本技术的技术方案。4图1是本技术的结构示意图；图4是本技术的跟关节传动的绳布置结构 示意图，参见图1和4，本技术提供的救援机器人，包括第一腿1、第二腿2、第三腿3、第 四腿4、第五腿5、第六腿6、牵引绳7、控制单元8、摄像头9、躯干10、电源11、输送单元12， 第一腿1、第二腿2、第三腿3、第四腿4、第五腿5和第六腿6完全一样，以上六条腿均由三 个关节构成，这三个关节分别为基节、股节和胫节，以图1上最方便看到的第一腿1和第六 腿6为例基节101通过牵引绳7连接基节运动舵机1011、股节102通过牵引绳7连接股 节运动舵机1022，胫节103通过牵引绳7连接胫节运动舵机1033，六条腿上均设有固定圆 盘6001、舵盘13、过渡圆盘6002和固定饼盘6003。第一腿1基节101可绕轴在水平面内做旋转运动，第一腿1股节102、第一腿1胫 节103分别可绕轴在铅垂面内做旋转运动。躯干10上布置有驱动六条腿基节运动的6个 舵机，其余12个舵机分为6组，每组两个舵机如图1所示布置在每条腿的基节上。每个舵 盘、固定圆盘、固定饼盘及过渡圆盘上均有两个成180°分布的小孔，绳一端固结在舵盘的 一个孔上，另一端固结在关节附属物上。每条腿上的固定圆盘固定在这条腿的股节上，每条 腿上的过渡圆盘可以绕基节与股节间的关节运动。每个关节的所有传动件构成一个封闭的 环，舵机带动舵盘运动，舵盘通过牵引绳间接带动各关节运动，每个关节的所有传动件构成 一个封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种救援机器人，其特征在于：所述救援机器人包括躯干、六条腿、牵引绳、控制单元、电源、输送单元，所述六条腿中的三条腿安装在所述躯干的一侧，另外三条腿安装在所述躯干的另一侧，所述控制单元、摄像头、电源、输送单元均安装在躯干上，所述六条腿均由三个关节构成，所述三个关节分别为基节、股节和胫节，所述基节通过牵引绳连接基节运动舵机、股节通过牵引绳连接股节运动舵机，所述胫节通过牵引绳连接胫节运动舵机，所述腿上设有固定圆盘、舵盘、过渡圆盘和固定饼盘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，王宸曜，谢连斌，居加祥，杨彪，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]