[发明专利]一种可调姿三自由度并联救援机器人

说明书

本发明涉及一种可调姿三自由度并联救援机器人，所述机器人包括动平台、运动分支、越障机构和示意执行机构；所述动平台包括矩形顶座和竖梁，所述竖梁固定连接在矩形顶座中间两侧的横梁下；所述运动分支包括转动副、移动副和球副，在运动分支的作用下能够实现救援机器人的沿X、Y轴的转动以及沿Z轴的移动；所述越障机构包括短履带底盘与长履带底盘，能够实现救援机器人稳定跨越一定障碍。本发明通过将R副对称布局的3‑SPR并联机构应用于救援机器人结构设计上，使其在救援过程中可以根据不同人体姿态进行调姿救援，并且在转运过程中始终保持动平台与大地相对平行，使被救者避免了转运过程中的二次伤害。

技术领域

本发明涉及救援机器人技术领域，尤其涉及一种可调姿三自由度并联救援机器人。

背景技术

全球自然灾害与人为灾害频发，严重威胁着人类安全和社会稳定。在灾后遇难者中有相当一部分人是由于得不到及时救援而失去了生命。例如，在地震救援中，房屋倒塌和山体滑坡将会延误救援人员进入灾区的时间，导致救援不及时；在火灾救援中，救援环境温度高，氧气稀薄，易存在毒气甚至爆炸，严重威胁救援人员的生命；因此，研制和开发用于搜寻和营救的救援机器人具有重要的理论和实际意义。但是现有的救援机器人体型较大，且大部分无法通过自身姿态的调整来对不同姿态人体进行施救，且救援机器人专用性普遍较强，通用性较差。

公开号为CN107486832A的发明专利公开了一种轮式救援机器人，包括机架、行走机构、抓取机构、控制模块、遥控器和电源；该机器人在实际操作过程中，由于外部环境的复杂性，可能会影响该轮式救援机器人机械手的实际使用性能，震灾中障碍一般较为沉重，机械手也难以施展；公开号为CN107336213A的发明专利公开了一种火灾现场救援机器人，采用主动行走单元和辅助行走单元组合的行走模式，采用履带抓地；但是在火灾现场中可能会有很多零散杂物，同时其缺少必要的清障，势必会对行动造成影响，影响搜救速度；公开号为CN101869745A的发明专利公开了一种救援机器人，包括躯干、六条腿、牵引绳、控制单元、电源、输送单元；该六足机器人越障能力比较强，但是控制较为复杂，体积过小，只能提供搜索功能，无法将伤员运送至后方。

因此，现有技术中各类救援机器人均存在一定的缺陷和不足之处，其能否在救援过程中起到重要作用并产生理想的技术效果还有待于进一步探讨。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够实现机器人的可调姿救援、稳定越障，并且通用性较强，适用于地面较为崎岖的各种常见的灾害救援任务的一种可调姿三自由度并联救援机器人。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种可调姿三自由度并联救援机器人，包括动平台、运动分支、越障机构和示意执行机构；所述运动分支分别设置在动平台左右两端的底部，所述越障机构分别设置在运动分支的底部，所述示意执行机构对称设置在动平台中间左右两侧的底部；

所述动平台包括矩形顶座和对称设置在矩形顶座中间左右两侧用于连接示意执行机构的若干竖梁；且所述矩形顶座中心处的上部设置有陀螺仪。

所述运动分支包括设置在矩形顶座一端中底部的第一分支，以及对称设置在矩形顶座另一端前后两侧底部的第二分支和第三分支；

所述第一分支包括依次连接在动平台与越障机构之间的第一转动副、第一移动副和第一球铰；所述第二分支包括依次连接在动平台与越障机构之间的第二转动副、第二移动副和第二球铰；所述第三分支包括依次连接在动平台与越障机构之间的第三转动副、第三移动副和第三球铰；其中，所述第一转动副、第二转动副和第三转动副在动平台上呈对称分布。

进一步的，所述第一移动副为一级剪叉机构，所述第二移动副、第三移动副为尺寸相同的二级剪叉机构，且所述一级剪叉机构的宽度大于二级剪叉机构的宽度；

进一步的，所述一级剪叉机构和二级剪叉机构为由丝杠驱动的主运动副。