[发明专利]一种轮腿式灾后现场救援机器人

摘要

本发明公开一种轮腿式灾后现场救援机器人，包括躯干骨架结构、轮腿结构模块、辅助腿结构模块、环境取样结构模块、视觉模块、输氧/灭火功能模块、担架结构模块。轮腿结构模块可实现机器人多种运动状态。辅助腿结构模块可在机器人腿式运动状态下实现辅助支撑。环境取样结构模块可实现对土壤、水等物质的采样。视觉模块可协助救援人员实现对灾后环境的视觉监测。输氧/灭火功能模块可实现对被困人员的紧急输氧或对火源的紧急扑灭。担架结构模块可运输伤员或物资。本发明的一种轮腿式灾后现场救援机器人具有对复杂环境适应能力强、负载能力强、功能齐全等优点，可用于地震、塌方等灾后环境下的人员搜救、环境监测等方面，具有广阔的应用前景。

主权项

一种轮腿式灾后现场救援机器人，其特征在于：包括躯干骨架结构(1)、轮腿结构模块(2)、辅助腿结构模块(3)、环境取样结构模块(4)、视觉模块(5)、输氧/灭火功能模块(6)、担架结构模块(7)；所述躯干骨架结构(1)包括底部框架结构(11)、顶部框架结构(12)、下部底板(13)、上部盖板(14)、侧面盖板(15)；下部底板(13)与底部框架结构(11)相固连，上部盖板(14)与顶部框架结构(12)相固连，侧面盖板(15)分别与底部框架结构(11)和顶部框架结构(12)相固连；底部框架结构(11)和顶部框架结构(12)由铝合金材料架构而成，下部底板(13)、上部盖板(14)、侧面盖板(15)所用材料为钢；所述轮腿结构模块(2)包括轮腿结构第一分支(21)、轮腿结构第二分支(22)、轮腿结构第三分支(23)、轮腿结构第四分支(24)；所述轮腿结构第一分支(21)包括轮腿结构驱动电机(211)、小齿轮(212)、大齿轮(213)、转动轴(214)、轮腿结构第一连杆(215)、轮腿结构第二连杆(216)、轮腿结构第三连杆(217)、电动推杆(218)、驱动轮(219)；轮腿结构驱动电机(211)与下部底板(13)相固连，可带动小齿轮(212)实现转动；大齿轮(213)与转动轴(214)相固连，并与小齿轮(212)啮合；转动轴(214)可相对于下部底板(13)实现绕轴线方向的自由转动；轮腿结构第一连杆(215)一端与转动轴(214)的侧面铰链连接，另一端与轮腿结构第二连杆(216)铰链连接；轮腿结构第三连杆(217)一端与转动轴(214)的侧面铰链连接，另一端与轮腿结构第二连杆(216)铰链连接；电动推杆(218)一端与轮腿结构第一连杆(215)铰链连接，另一端与轮腿结构第二连杆(216)铰链连接；驱动轮(219)与轮腿结构第二连杆(216)相固连；当轮腿结构驱动电机(211)转动时，小齿轮(212)在轮腿结构驱动电机(211)的带动下实现转动，并带动大齿轮(213)实现转动，由于大齿轮(213)与转动轴(214)相固连，从而带动转动轴(214)绕轴线方向实现转动，最终实现轮腿结构第一分支(21)绕轴线方向转动；当电动推杆(218)运动时，可实现轮腿结构第一分支(21)在平面内运动；所述轮腿结构第二分支(22)、轮腿结构第三分支(23)、轮腿结构第四分支(24)的结构形式与安装形式与轮腿结构第一分支(21)完全相同；所述辅助腿结构模块(3)包括辅助腿结构第一分支(31)、辅助腿结构第二分支(32)；所述辅助腿结构第一分支(31)与轮腿结构第一分支(21)的区别仅在于辅助腿结构第一分支(31)不包括驱动轮(219)，其他结构形式及连接形式与轮腿结构第一分支(21)完全相同；所述辅助腿结构第二分支(32)的结构形式与安装形式与辅助腿结构第一分支(32)完全相同；所述环境取样结构模块(4)包括环境取样模块第一分支(41)、环境取样模块第二分支(42)、环境取样模块第三分支(43)；所述环境取样模块第一分支(41)包括取样容器(411)、取样容器连杆(412)、取样容器连杆驱动电机(413)；取样容器(411)与取样容器连杆(412)相固连，取样容器连杆(412)与下部底板(13)铰链连接，在取样容器连杆驱动电机(413)的驱动下，环境取样模块第一分支(41)可实现相对于下部底板(13)的转动；所述环境取样模块第二分支(42)、环境取样模块第三分支(43)的结构形式与安装形式与环境取样模块第一分支(41)完全相同；所述视觉模块(5)与上部盖板(14)相固连，可实现机器人对环境的监测；所述输氧/灭火功能模块(6)包括输氧模块(61)、灭火模块(62)、方向调整结构(63)、输氧/灭火功能模块底部支架(64)；所述输氧模块(61)包括氧气瓶支架(611)、氧气瓶(612)、氧气导管(613)；氧气瓶支架(611)与输氧/灭火功能模块底部支架(64)相固连，氧气瓶(612)与氧气瓶支架(611)相固连，氧气导管(613)用来输出氧气；当轮腿式仿生机器人遇到急需输氧的被困人员时，可及时提供氧气；所述灭火模块(62)包括灭火器支架(621)、灭火器(622)、灭火器导管(623)；灭火器支架(621)与输氧/灭火功能模块底部支架(64)相固连，灭火器(622)与灭火器支架(621)相固连，灭火器导管(623)用来输出灭火物质；当轮腿式仿生机器人遇到火源需要紧急扑灭时，可及时进行灭火；所述方向调整结构(63)包括方向调整结构第一连杆(631)、方向调整结构第二连杆(632)、方向调整结构第三连杆(633)、方向调整结构下底板(634)、方向调整结构上底板(635)、方向调整结构盖板(636)、方向调整结构驱动电机(637)；方向调整结构第一连杆(631)、方向调整结构第二连杆(632)、方向调整结构第三连杆(633)分别与方向调整结构下底板(634)和方向调整结构上底板(635)铰链连接且轴线平行；方向调整结构盖板(636)与方向调整结构上底板(635)相固连，并形成第一通孔(638)和第二通孔(639)；方向调整结构驱动电机(637)与方向调整结构下底板(634)相固连，可驱动方向调整结构第二连杆(632)转动，由此带动方向调整结构(63)实现转动；所述氧气导管(613)通过第一通孔(638)并与第一通孔(638)固连，灭火器导管(623)通过第二通孔(639)并与第二通孔(639)固连；在方向调整结构驱动电机(637)与机器人自身运动的配合下，可调整氧气导管(613)和灭火器导管(623)的方向；所述输氧/灭火功能模块底部支架(64)与底部框架结构(11)相固连；所述担架结构模块(7)包括担架辅助支撑板(71)、第一级担架(72)、第二级担架(73)、万向轮(74)、担架驱动电机(75)、第一滑轮(76)、第二滑轮(77)、第三滑轮(78)、第四滑轮(79)、第五滑轮(710)、绳索(711)；担架辅助支撑板(71)可沿底部框架结构(11)实现伸缩运动；第一级担架(72)与担架辅助支撑板(71)铰链连接，二者可实现相对转动；第二级担架(73)可相对于第一级担架(72)实现伸缩；万向轮(74)与第二级担架(73)相固连；担架驱动电机(75)与下部底板(13)相固连；第一滑轮(76)与下部底板(13)相固连，第二滑轮(77)与担架辅助支撑板(71)相固连；第三滑轮(78)与第一级担架(72)的一端相固连；第四滑轮(79)与第二级担架(73)相固连；第五滑轮(710)与第一级担架(72)的另一端相固连；绳索(711)缠绕在第一滑轮(76)、第二滑轮(77)、第三滑轮(78)、第四滑轮(79)、第五滑轮(710)上，且一端与担架驱动电机(75)相固连。