[发明专利]救灾机械臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种救灾装置，特别涉及一种救灾机械臂。

背景技术

超灵巧机械臂(Hyper-DexterousManipulator，HDM)是一种在复杂的或者非结构环境中面对各种未知任务能够像蛇、象鼻或者章鱼触手等一样具有惊人的运动、操作和灵巧性能的机器人；由于其固有的超灵巧特性，超灵巧机械臂在受限空间或狭小空间面对未知任务的运动和操作能力远高于传统的关节式机械臂，在空间操控、工业及医疗等领域中都具有重要的应用价值及潜在价值，体现了机器人技术的进步方向。传统救灾机械臂常表现为伸长某一关节或旋转某一关节，以将救援探测器贴近破碎的石块或石块缝隙中，该结构的机械臂具有一定的刚度，但欠缺柔性，机械臂不能间接地扩大救援探测器的检测范围，无法提升救灾的准确性，尤其是在地震或山体滑坡等条件下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种救灾机械臂，采用刚柔耦合的方式，保持其刚度的同时提升了其柔性，使得机械臂能完成一定的弯曲动作，进而扩大救灾设备的检测范围。

本发明的救灾机械臂，包括机械臂本体、支座和驱动装置；

所述机械臂本体包括顶板及若干块从上往下依次设在顶板下方的联动板，所述顶板与最上方的联动板及相邻联动板之间均通过关节实现连接；所述关节包括节体和球体，所述节体的顶端与顶板底端或者联动板底端固定连接，所述节体的底端与球体固定连接，所述联动板的顶端设有用于与球体配合形成球窝关节结构的关节窝；

所述驱动装置包括至少三根牵引绳及用于牵拉牵引绳的驱动电机，所述联动板上沿周向均匀设有用于与牵引绳配合的过孔，所述牵引绳的一端从下往下依次穿过各联动板的过孔并与顶板底端固定连接、另一端与驱动电机的输出端相连；

所述驱动电机固定在支座上，所述支座上固定有支撑杆，所述支撑杆支撑于最下方的联动板的底部。

进一步，该机械臂还包括控制系统，所述控制系统包括处理器、设于各联动板上用于实时探测相应联动板上的关节转动角度的角度传感器，所述角度传感器的信号输出端与处理器的信号输入端相连，所述驱动电机的信号输入端与处理器的信号输出端相连，所述处理器通过通信器与上位机相连。

进一步，所述关节窝由联动板上表面向下凹陷形成，且所述关节窝的纵截面呈优弧形以包住一半以上包括球体的最大直径的表面。

进一步，所述球体与关节窝之间设有衬垫，在所述球体与关节窝之间的表面还涂敷有润滑剂。

进一步，所述顶板与最上方的联动板及相邻联动板之间还设有采用弹性材料制成的侧盖，所述关节设在由侧盖封闭形成的关节腔内。

进一步，所述牵引绳为钢丝绳。

进一步，所述牵引绳的数量为四根。

进一步，该机械臂还包括用于给各用电部件供电的太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括蓄电池、电池座及设于电池座的支柱，所述电池座中设有连接于支柱并用于驱动支柱自轴旋转的驱动器Ⅰ；所述支柱中设有驱动器Ⅱ，所述支柱远离驱动器Ⅰ的一端通过转轴较接有一框架，所述驱动器Ⅱ的驱动端连接于框架并可驱动框架沿转轴旋转，所述框架上安装有太阳能电池板及用于探测太阳方位的太阳定位跟踪器；所述电池座中还设有控制器，所述控制器分别与蓄电池、太阳定位跟踪器、驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ电连接，所述控制器根据太阳定位跟踪器的检测数据而向驱动器Ⅰ和驱动器Ⅱ发出控制信号。

进一步，所述太阳定位跟踪器包括基板和设于基板上表面的检测组件，所述基板与太阳能电池板以共面的方式设于框架；

所述检测组件包括支撑杆、第一遮光板、第二遮光板、第三遮光板、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板、第二遮光板和第三遮光板均为圆板结构并沿支撑杆由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；

所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板正下方并固定设置于基板上表面的第一光敏电阻，多个所述第一光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板正下方并固定设置于第一遮光板上表面的第二光敏电阻，多个所述第二光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板受垂直光线直射时的影子边界；

所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板正下方并固定设置于第二遮光板上表面的第三光敏电阻，多个所述第三光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板受垂直光线直射时的影子边界；