[0005] 本发明的目的在于提供一种组合式搜救机器人,以解决目前的搜救机器人越障能力差的 问题。
[0006] 为了达到上述目的,本发明的基础方案为:一种组合式搜救机器人,包括履带式行走 机构、机架箱和越障机构,所述履带式行走机构和越障机构均安装于机架箱下端,越障机构 位于履带式行走机构的前侧;
[0007] 所述履带式行走机构包括与机架箱固定连接的固定块,所述固定块下端转动设有多个 行走辊,所述固定块两端均转动设有支撑辊,所述支撑辊和行走辊外部套置有履带,固定块 上端转动设有用于张紧履带的张紧辊,所述固定块上设有驱动支撑辊转动的第一电机;
[0008] 所述固定块内部设有腔体,所述固定块上滑动连接有端部伸入腔体的伸缩块,腔体内 设有与伸缩块相抵的第一弹性件,位于履带式行走机构前部的行走辊设置在伸缩块远离腔体 的一端;
[0009] 所述越障机构包括设置于机架箱前侧活塞杆倾斜向下的多个伸缩式液压缸,所述伸缩式 液压缸的活塞杆端部设有滚轮,伸缩式液压缸的缸体与腔体通过管道连通,腔体内充满液压 油。
[0010] 本方案中,履带式行走机构的前侧是指向前行走的一侧,履带式行走机构的后侧是指远 离前侧的一侧,履带式行走机构的前部是指靠近前侧的部分,履带式行走机构的后部是指靠 近后侧的部分。
[0011] 本基础方案的工作原理在于:通过第一电机驱动支撑辊转动,带动履带移动,张紧辊和 行走辊会随着履带的移动而转动,履带移动可使本机器人利用履带式行走机构在废墟中行 走。本机器人在废墟中行走时,若遇到障碍物,履带式行走机构前进会受阻,障碍物对履带 有反作用力,此反作用力经过行走辊传递给伸缩块,伸缩块将会压缩第一弹性件并伸入腔体 内,腔体内的液压油将会转移至伸缩式液压缸的缸体中,从而使伸缩式液压缸的活塞杆伸出。 由于伸缩式液压缸的活塞杆沿机架箱倾斜向下,活塞杆伸出后会对地面有一个支撑作用力, 此支撑作用可减缓履带式行走机构前部支撑辊的受力,使支撑辊前进时能够克服阻碍前进; 若阻碍物的作用力加强,以上过程将会持续进行,使越障机构与履带式行走机构自适应配合, 从而使履带式行走机构可以越过障碍物继前行。当履带式行走机构越过障碍物之后,在第一 弹性件的弹力作用下,伸缩式液压缸缸体的液压油转移至腔体中,活塞杆缩短,使越障机构 恢复至原始位置。
[0012] 本基础方案的有益效果在于:
[0013] 1、本方案中采用履带式行走机构,履带式行走机构由履带的移动驱使机器人前进,由 于履带移动将会紧扣地面,使本机器人在废墟中行走较为平稳。
[0014] 2、本方案中越障机构通过履带式行走机构的移动,以及履带式行走机构遇到障碍物的 情况,来控制伸缩式液压缸的活塞杆伸出,辅助履带式行走机构越过障碍物,从而使本机器 人越障能力较好。
[0015] 3、本机器人的越障能力是通过越障机构和履带式行走机构自适应配合实现的,相较于 现有的通过复杂机构完成越障的机器人,本机器人的越障机构较为简单;另外本机器人中的 越障机构无需人为控制,减少了控制、信号传递等相关结构部分和相关操作,通过行走过程 中相互配合自适应完成越障,这就使本机器人不仅具备较好的越障能力,还结构简单,无需 人为控制,操作简便。
[0016] 与现有技术相比,本机器人可在废墟中平稳前进,具有较好的越障能力,能够更好的适 应于地震的救援工作。
[0017] 进一步,所述伸缩式液压缸为多级套筒形活塞杆的伸缩式液压缸,所述滚轮的朝向与履 带式行走机构的行走方向保持一致。
[0018] 多级套筒形活塞杆的伸缩式液压缸,随着液压油进入缸体活塞杆的伸缩更为灵敏;滚轮 的朝向与履带式行走机构的行走方向保持一致,可进一步使本机器人的越障性能更好。
[0019] 进一步,所述伸缩式液压缸为两个,分别位于履带式行走机构前侧的两边,所述腔体靠 近履带式行走机构的前侧。
[0020] 两个伸缩式液压缸的设置,即可满足与履带式行走机构配合实现越障,也可使本机器人 结构较为简单,外形较为美观。
[0021] 进一步,所述机架箱上转动设有转杆,所述伸缩式液压缸固定在转杆上,所述转杆上设 有传动齿轮;所述机架箱上设有滑槽,所述滑槽内滑动连接有齿条,所述齿条与传动齿轮啮 合,机架箱上设有与齿条连接的第二弹性件,所述支撑辊上设有与齿条啮合的半齿轮。
[0022] 支撑辊上的半齿轮在本机器人行走过程中将会随之转动,半齿轮转动将会带动齿条移 动;由于齿条是滑动设置在机架箱的滑槽内,且机架箱上设有与齿条连接的第二弹性件,齿 条在半齿轮的作用下将会沿着滑槽滑动,在半齿轮转动过程中,半齿轮的齿牙不与齿条啮合 时,齿条将会在第二弹性件的作用下滑动至原始位置;这就使齿条在机器人行走过程中,将 会在滑槽内往复滑动,齿条往复滑动将会带动传动齿轮往复转动,使转杆往复转动,从而带 动伸缩式液压缸往复摆动。
[0023] 伸缩式液压缸往复摆动,其活塞杆将会随之往复摆动,活塞杆摆动的过程就类似于步行 机构的前进方式,越障机构以此运动方式与履带式行走机构配合,可使本机器人越障能力更 佳。
[0024] 进一步,所述传动齿轮的直径大于半齿轮的直径。
[0025] 此设置可减小伸缩式液压缸的摆动频率,增加摆动幅度,使越障机构与履带式行走机构 配合得更好。
[0026] 进一步,所述固定块上设有滑腔,滑腔内滑动连接有支杆,所述履带式行走机构前侧的 支撑辊设置在支杆远离滑腔的一侧;所述支杆和伸缩块之间连接有连接杆,连接杆两端分别 与支杆靠近支撑辊的一端、伸缩块靠近行走辊的一端铰接。
[0027] 本机器人在前进过程中,若遇到障碍物伸缩块将会往腔体内伸入,此时通过连接杆将会 带动支杆移动,进而带动支撑辊位置发生变化;本机器人在制造时可将半齿轮与齿条的初始 位置设置成不啮合状态,在支杆随伸缩块移动后带动半齿轮与齿条啮合,这就实现了伸缩式 液压缸的摆动是在本机器人前进遇到障碍物时才会发生的,进一步使越障机构配合所需越障 时使用,使本机器人的运动过程更为简便。
[0028] 进一步,所述机架箱内设有若干个格子,所述机架箱上可拆卸设有箱盖。
[0029] 若干个格子可用于分装不同的物料,比如水、食物、药品等分类装放好,箱盖可保护格 子内的物品不会因本机器人的前进而散落或污染。
[0030] 进一步,还包括支撑机构,所述支撑机构包括螺纹杆、第二电机、两个第一折叠杆和两 个第二折叠杆;所述箱盖上设有伸缩杆,所述第二电机固定在伸缩杆上端,所述第二电机的 输出轴与螺纹杆固定连接;所述螺纹杆远离第二电机的一端螺纹连接有移动块,所述螺纹杆 上靠近电机的一端转动设有连接块,连接块和移动块上均设有转动销;第一折叠杆和第二折 叠杆的一端均转动连接在转动销上,两个第一折叠杆的下端铰接有底板,两个第二折叠杆的 上端铰接有顶板。
[0031] 在本机器人发现幸存者后,若幸存者被重物压制,可将本机器人移动至幸存者被压制的 一侧,然后可控制启动第二电机,第二电机转动带动螺纹杆转动,移动块和连接块在第一折 叠杆和第二折叠杆的限制作用下不会随螺纹杆转动,移动块将会在螺纹杆转动的作用下沿螺 纹杆移动,连接块与螺纹杆转动连接则会保持不动。
[0032] 移动块随螺纹杆的移动过程中,将会带动第一折叠杆和第二折叠杆转动,由于第一折叠 杆的下端与底板铰接,第二折叠杆的上端与顶板铰接,在移动块移动的过程中,第一折叠杆 和第二折叠杆将会逐渐竖立起来,对重物进行支撑,从而帮助幸存者减少痛苦,以及脱离重 物的压制。支撑机构通过第一支撑杆和第二支撑杆的机械作用力对重物进行支撑,能够承受 较大的作用力,可满足救援现场多种情况的需要。伸缩杆的设置可使伸缩杆随螺纹杆的位置 进行伸缩,从而使第二电机随着支撑机构的升高,始终与螺纹杆保持在同一水平上。移动块 设置在螺纹杆的端部,在使用支撑机构时,移动块可沿螺纹杆移动而不影响其他部件的移动。
[0033] 进一步,所述箱盖内设有空腔,所述空腔内滑动设有挤压块,伸缩杆下端伸入空腔与挤 压块固定连接;所述箱盖下端设有支撑筒,所述支撑筒内滑动设有顶杆,所述顶杆下端与机 架箱可拆卸连接;所述支撑筒内部与空腔上端连通,空腔内位于挤压块上部充满液压油。
[0034] 在伸缩杆随螺纹杆向上伸长的过程中,将会带动挤压块向上移动,从而使空腔内位于挤 压块上部的液压油转移至支撑筒内,进而使顶杆从支撑筒内伸出将箱盖顶出机架箱上端,此 时机架箱打开,便于幸存者及时补给食物、水和药品等。
[0035] 进一步,所述支撑筒和顶杆均为四个,分布在箱盖的四侧。
[0036] 支撑筒和顶杆的设置,可便于箱盖被较为平稳的顶出,使箱盖的打开和支撑机构支撑较 为平稳。