[发明专利]旋转足式两栖矿难搜救机器人

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水陆两栖机器人。

背景技术

仿生学是二十世纪中期出现的一门综合性边缘学科，是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。由于仿生机器人所具有的灵巧动作对人类的生产、生活以及科学研究活动有着相当大的帮助，仿生机器人便成为了当今机器人研究领域的一个重要方向。

改革开放以来，我国国民经济快速发展，推动能源需求急剧增长，作为占我国能源消耗70％以上构成的煤炭需求更是直线攀升，据统计，我国年煤炭产量已超过美国，稳居世界第一。然而，随着我国煤炭产量的快速增长，由于我国煤矿井下开采条件、管理水平、员工素质、安全装备等诸多原因，造成我国矿难频发。我国矿难死亡率居高不下的原因除了机械化程度低、煤层地质结构复杂、高瓦斯矿井多等原因之外，矿难救援水平落后也是一个不可忽略的重要因素。

从国内外来看，对于矿难现场生产应急救援，由于事故发生后无法迅速准确地得到灾难现场的信息，如瓦斯浓度的高低、灾难现场是否发生火灾、被困或遇难人员的位置以及现场温度、氧气含量、CO等有害气体的含量、现场倒塌状况等，从而延误了救援工作的开展。矿难救援机器人可有效地解决这些问题。2006年初，美国西弗吉尼亚Sago煤矿发生矿难，造成12名矿工死亡。事故发生后，救援人员使用GPS测定被困矿工的方位，然后从地面上钻了3个深孔，以便给井下输送氧气，同时期望对井下的状况进行检测。救援人员通过深孔向井下派出了一个救援机器人，这是搜救机器人第1次用于矿难救援，但最终因机器人中途行进过程中陷入泥潭而受阻。目前，搜救机器人的种类很多，但结构都过于复杂，体积比较庞大，可靠性不高，容易出现故障。

美国UC伯克利大学成功研制了仿生自主机器人RHex，每条腿只有1个位于髋部的驱动器。控制器采用关节空间闭环、任务空间开环的控制策略，通过改变5个参数值控制机器人的步态。实验证明，RHex可以较高速度穿越布有较大障碍物的路径，平面上的速度可达到0.15m/s。但是，该自主机器人不具有两栖功能，在水路过渡过程中需要对机器人的腿部进行更换，因此，该机器人不具有实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供能够自主灵活、移动迅速、具有两栖性能的旋转足式两栖矿难搜救机器人。

本发明的目的是这样实现的：

本发明旋转足式两栖矿难搜救机器人，其特征是：包括壳体、壳体上盖、伺服驱动电机、两栖腿、陆地腿，两栖腿和陆地腿安装在壳体的两侧，每个两栖腿、陆地腿均连有一个伺服驱动电机，所有伺服驱动电机均安装在壳体里，壳体上盖固定在壳体上。

本发明还可以包括：

1、所述的两栖腿的横截面呈封闭的弧形。

2、壳体两侧每侧包括两个两栖腿和一个陆地腿，壳体每侧的两个两栖腿和另一侧的一个陆地腿组成一组运动机构，每组运动机构的两栖腿、陆地腿之间运动姿态保持一致。

3、壳体两侧每侧的陆地腿位于两栖腿之间。

4、每个伺服驱动电机通过各自的油封腔连接壳体。

5、两栖腿和陆地腿通过各自的联轴器连接各自的伺服驱动电机。

本发明的优势在于：本发明是一种新的高效率、体积小、具有仿生特征的搜救机器人，在事故发生后能够迅速准确地到达灾难现场，及时得到现场的准确信息，具有很高的研究价值和广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的局部剖视图；

图2为本发明的油封腔装配图；

图3为本发明的总装立体图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

实施方式1：

结合图1～3，本实施方式包括机器人具有密封性的壳体1、密封条4、密封条9、壳体上盖2、四条曲线型水路两用腿5、两条支撑腿8、油封腔7、油封圈10、联轴器6、伺服驱动电机3等。

机器人壳体1侧面不对称地加工有六个方孔，该方孔互相交错，并且与油封腔7相配合，油封腔7即通过该孔，固定在壳体1上。油封腔7除了安装油封圈10起到动密封的作用以外，还充当伺服驱动电机3的电机固定座，通过四个螺栓使伺服驱动电机3固定，可控伺服驱动电机3输出轴固联有联轴器6，机器人的腿5和腿8通过螺栓固定在联轴器上6，机器人壳体1与壳体上盖2之间、与油封腔7之间均通过螺栓固联，并且之间装有密封条4和密封条9，起到静密封作用。

本发明还可以包括这样一些结构特征：