[发明专利]救援机器人用多功能执行手臂

说明书

技术领域

本实用新型属于救援机器人领域，具体涉及一种用于复杂环境下路面障碍清除，辅助搬运伤员的救援机器人附属装置。

背景技术

近年来，突发的自然灾害和重特大社会安全事故的发生，其周围自然、人为环境具有高度复杂性、任意性，其发生时间具有突发性。目前，救援机器人已经用于自然灾害和战场的救援工作，用以提高救援工作效率和安全性。

伤员所处的地形环境有时会限制救援机器人展开救援工作，这一情况会严重影响救援机器人发挥作用拖延救援工作的时间。其原因包括：(1)伤员所处的空间狭小，限制救援机器人在当场展开工作；(2)伤员所处的环境复杂、杂物众多限制救援机器人发挥救援功能；(3)伤员背负的物品，影响拾取装置的正常工作。因此，国内外众多研究机构致力于研制承载较大、操作灵活的机械臂和机械手，作业能力提高，但往往带来体积较大、价格昂贵、作业空间要求高等实际问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有伤员救援工作中的上述不足，为救援机器人设计一种辅助拾取伤员工作的装置，用于在复杂、恶劣环境下排除伤员身体上障碍物，拖拽伤员脱离危险环境。本实用新型的多功能执行手臂，针对室外伤员救援过程中影响救援进展的不利因素，依据“结构紧凑”、“体积小巧”、“功能够用”、“维护方便”的原则进行结构设计，可以配合救援机器人其它功能子系统协调工作，辅助救援机器人高效地完成救援工作。

为此，本实用新型采用的技术方案如下：

一种救援机器人多功能执行手臂，包括与救援机器人车体固定联接手臂主体及设置在手臂主体末端的执行末端(13)；其中，

所述的执行末端(13)包括减速电机固定座(24)，固定于减速电机固定座(24)上的减速电机(18)，直齿圆柱齿轮(19)、直齿齿条(20)、机械夹钳(21)、机械剪钳(22)和弹簧(23)。

在减速电机固定座(24)上设置有导向槽，直齿圆柱齿轮(19)与减速电机(18)的输出轴连接固定；直齿齿条(20)与直齿圆柱齿轮(19)啮合并可在减速电机固定座(24)的导向槽内水平滑动；

所述的机械剪钳(22)通过剪钳固定孔座33固定连接在与直齿齿条(20)的前端。在机械剪钳(22)上设置有剪钳导向槽(30)和导向柱(31)，机械夹钳(21)与机械剪钳相贴合，其上设置有夹钳导向槽(29)，机械剪钳(22)上的导向柱(31)可在夹钳导向槽(29)内直线滑动，机械夹钳(21)上的夹钳弹簧挂钩(28)可在剪钳导向槽(30)内直线相向直线滑动；

在机械剪钳(22)和机械夹钳(21)上均设置有挂钩，所述弹簧(23)的两端各钩挂于此两个挂钩(28，32)上，在初始时刻弹簧存在压缩预紧力。

作为优选实施方式，所述的手臂主体包括斜齿齿条(11)、电机座(14)、蜗轮蜗杆减速马达(12)和导杆式电动缸(10)，执行末端(13)的减速电机固定座(24)与斜齿齿条(11)固定连接，斜齿齿条(11)在电机座(14)上的导向槽内可垂直滑动，电机座(14)与导杆式电动缸(10)固定连接，导杆式电动缸(10)的缸体与救援机器人2的车体固定联接，使电机座(14)、斜齿齿条(11)、减速电机固定座(24)和执行末端(13)与导杆式电动缸(10)同步运动，从而完成执行末端(13)水平伸缩运动；蜗轮蜗杆减速马达(12)与电机座(14)连接固定，斜齿圆柱齿轮(15)固定于蜗轮蜗杆减速马达(12)上并与斜齿齿条(11)相啮合；蜗轮蜗杆减速马达(12)开机启动带动与其连接的斜齿圆柱齿轮(15)旋转，进而带动斜齿齿条(11)上下运动。

本实用新型的技术效果如下：

(1)利用本实用新型的多功能执行手臂系统，能够使救援机器人在当时没有条件进行伤员拾取的情况下，利用执行末端的机械剪钳，剪开伤员身上的多余负重装备以方便救援机器人继续救援工作；利用执行末端的机械夹钳，可夹取并移除压覆在伤员身体上的障碍和重物，亦可夹持伤员衣物，将其拖拽到有条件进行伤员拾取的环境中，以确保救援机器人能顺利开展救援工作。

(2)救援机器人附属系统中的机械剪钳和机械夹钳同时存在于执行手臂系统中，通过执行手臂与人体或其它物品之间的接触力克服弹簧的预紧力，实现机械剪钳和机械夹钳的功能切换。

(3)导杆式电动缸安装于车体内部，通过调整导杆式电动缸的伸缩长度即可调整与之连接的执行末端的水平距离；通过蜗轮蜗杆减速马达调整斜齿齿条的长度即可调整执行末端的垂直距离，实现执行手臂在空间的定位，结构紧凑。

附图说明

图1救援机器人障碍清除装置工作示意图；