專利名稱：可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)和生命探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的生命探測(cè)設(shè)備的運(yùn)輸、移動(dòng)、操作、探測(cè)、調(diào)整和直接或間接判斷等行為都需要人來完成，對(duì)人的依賴性較強(qiáng)。但在實(shí)際的地震等災(zāi)后救援任務(wù)中，由于地形環(huán)境的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，操作人員很難攜帶生命探測(cè)設(shè)備接近或進(jìn)入廢墟中，對(duì)廢墟內(nèi)部的傷員的探測(cè)無法實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，生命探測(cè)設(shè)備都具有一定的探測(cè)范圍，在沒有操作人員的情況下，也無法調(diào)整探測(cè)方向和角度，因此，很多探測(cè)任務(wù)無法完成。關(guān)于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜環(huán)境及掩埋條件下的生命探測(cè)問題是相關(guān)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)?，F(xiàn)有生命探測(cè)設(shè)備的局限在于其對(duì)人的依賴性強(qiáng)、不具備自主移動(dòng)能力和調(diào)整能力，因此，這些局限使現(xiàn)有的生命探測(cè)設(shè)備的應(yīng)用仍然受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述生命探測(cè)設(shè)備對(duì)人的依賴性強(qiáng)、不具備自主移動(dòng)能力和調(diào)整能力的局限使其應(yīng)用受限的不足，本發(fā)明的目的是提出一種新的、可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明包括順次連接的可形成多種構(gòu)型的三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，其特征在于還包括有通過支架臺(tái)安裝在第二運(yùn)動(dòng)模塊的上端的生命信號(hào)探測(cè)頭。本發(fā)明所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊通過連接臂連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊均包括密封箱體、箱體兩側(cè)的履帶輪及履帶，在履帶驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中第一運(yùn)動(dòng)模塊在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第一俯仰電機(jī)，第一俯仰電機(jī)的輸出軸通過第一漲套連接有伸出履帶輪的第一延長軸；第二運(yùn)動(dòng)模塊包括置于另一履帶輪內(nèi)的第二俯仰電機(jī)、置于兩履帶輪間的第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)、第一渦輪及第一蝸桿，所述第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸通過第一一級(jí)齒輪與第一蝸桿一端連接，與第一蝸桿嚙合的第一渦輪伸出履帶外，第一渦輪軸上連接有與連接臂配合的第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂，第二俯仰電機(jī)的輸出軸通過第二漲套連接有伸出履帶輪的第二延長軸，所述第二延長軸與第一渦輪分置于兩側(cè)履帶外；第三運(yùn)動(dòng)模塊在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)，第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸通過第二一級(jí)齒輪與第二蝸桿一端連接，與第二蝸桿嚙合的第二渦輪伸出履帶外，第二渦輪軸上連接有與連接臂配合的第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂。本發(fā)明各運(yùn)動(dòng)模塊中的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)及履帶輪驅(qū)動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的前進(jìn)、 后退運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的距離；第一運(yùn)動(dòng)模塊和第三運(yùn)動(dòng)模塊的差速運(yùn)動(dòng)，即通過調(diào)整第一運(yùn)動(dòng)模塊和第三運(yùn)動(dòng)模塊的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度方向和大小，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的水平探測(cè)范圍；第一運(yùn)動(dòng)模塊和第二運(yùn)動(dòng)模塊利用俯仰電機(jī)、使第二運(yùn)動(dòng)模塊繞第二轉(zhuǎn)軸臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仰視運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的垂直探測(cè)范圍。所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊間的連接形式為直線型、三角形或并排型。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中機(jī)器人化、可調(diào)整探測(cè)范圍的移動(dòng)的生命探測(cè)功能，不受地形條件(廢墟外部、內(nèi)部、煙霧等)和被困人員狀態(tài)(受傷、昏迷)的限制。給救援工作解決了一大難題，提高了救援工作效率，具有廣泛 應(yīng)用前景。本發(fā)明將生命信號(hào)探測(cè)頭擺脫了生命探測(cè)對(duì)人的依賴性，防止在探測(cè)任務(wù)中危險(xiǎn)的廢墟環(huán)境對(duì)搜救人員的傷害。三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊間，通過連接手臂連接，各模塊設(shè)有的俯仰電機(jī)和偏轉(zhuǎn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)三個(gè)模塊組合成多種不同的結(jié)構(gòu)造型，使本發(fā)明具有自主移動(dòng)探測(cè)能力和探測(cè)調(diào)整能力，增大水平探測(cè)范圍和垂直探測(cè)范圍。本發(fā)明的探測(cè)目標(biāo)為人的呼吸、體動(dòng)信息，具有較強(qiáng)的介質(zhì)穿透能力。


圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的A-A剖視示意圖。圖4為本發(fā)明第二模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的B-B剖視示意圖。圖6為本發(fā)明第三模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的C-C剖視示意圖。圖8為本發(fā)明的直線構(gòu)型示意圖。圖9為本發(fā)明的三角構(gòu)型示意圖。圖10為本發(fā)明的并排構(gòu)型示意圖。圖11為本發(fā)明水平方向探測(cè)范圍調(diào)整示意圖。圖12為本發(fā)明垂直方向探測(cè)范圍調(diào)整示意圖。圖中1.第一運(yùn)動(dòng)模塊，101.第一俯仰電機(jī)，102.第一漲套，103.第一延長軸；2.第二運(yùn)動(dòng)模塊，201.第二俯仰電機(jī)，202.第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)，203.第一渦輪，204.第一蝸桿，205.第一一級(jí)傳動(dòng)齒輪，206.第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂，207.第二漲套，208第一延長軸；3.第三運(yùn)動(dòng)模塊，301.第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)，302.第二一級(jí)傳動(dòng)齒輪，303.第二蝸桿， 304.第二渦輪，305.第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂；4.生命信號(hào)探測(cè)頭，5.支架臺(tái)，6.發(fā)射口，7.連接臂，8.履帶，9.履帶輪，10.驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11.箱體，12.密封圈，13.固定架，14.漲套。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1 如圖1所示，本發(fā)明包括順次連接的可形成多種構(gòu)型的三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊1、 2、3，還包括有通過支架臺(tái)5安裝在第二運(yùn)動(dòng)模塊2的上端的生命信號(hào)探測(cè)頭4 ；所述支架臺(tái)5固定在其履帶兩側(cè)板上如圖2-圖6所示，所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊通過兩連接臂7連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊均包括密封箱體11、箱體11兩側(cè)的履帶輪9及履帶8，在履帶驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)10，其中如圖2、圖3所示，第一運(yùn)動(dòng)模塊1在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第一俯仰電機(jī)101，第一俯仰電機(jī)101的輸出軸通過第一漲套102連接有伸出履帶輪9的第一延長軸103 ；如圖4、圖5所示，第二運(yùn)動(dòng)模塊2包括置于其另一履帶輪內(nèi)的第二俯仰電機(jī)201、 置于兩履帶輪間箱體19內(nèi)的第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)202、第一渦輪203及第一蝸桿204，所述第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)202輸出軸通過第一一級(jí)傳動(dòng)齒輪205與第一蝸桿204 —端連接，與第一蝸桿204 嚙合的第一渦輪203伸出履帶8外，第一渦輪203軸上連接有與連接臂7配合的第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂206，第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂206可繞第一渦輪203軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二俯仰電機(jī)201的輸出軸通過第二漲套207連接有伸出履帶輪9的第二延長軸208，所述第二延長軸11與第一渦輪14分置于兩側(cè)履帶外；如圖6、圖7所示，第三運(yùn)動(dòng)模塊3在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)301，第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)301輸出軸通過第二一級(jí)傳動(dòng)齒輪302與第二蝸桿303 —端連接，與第二蝸桿 303嚙合的第二渦輪304伸出履帶8外，第二渦輪304軸上連接有與連接臂7配合的第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂305，第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂305可繞第二渦輪304軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3、圖5、圖7所示，為保證履帶輪9的密封，使其具有防水效果，在所述履帶輪 9與電機(jī)固定架13間設(shè)有密封圈12。所述第一、第二延長軸103、208結(jié)構(gòu)相同，兩端分別與相應(yīng)的電機(jī)輸出軸、漲套及連接臂7連接端相配合。如圖8-圖10所示，本發(fā)明所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊間的連接形式為直線型、三角形或并排型多種結(jié)構(gòu)造型，適應(yīng)各種地形環(huán)境中的探測(cè)任務(wù)；三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)， 可以自主調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)頭的探測(cè)距離、擴(kuò)展生命信號(hào)探測(cè)范圍。其中直線構(gòu)型可以穿過狹窄地形和溝壑；三角構(gòu)型可以協(xié)同爬坡和越障礙；并排構(gòu)型可以便于轉(zhuǎn)彎等。因此，在不同的地形環(huán)境下，該設(shè)備都可以不依賴人的搬運(yùn)和移動(dòng)，變成合適的構(gòu)型自主進(jìn)入各種復(fù)雜的地形進(jìn)行移動(dòng)的生命探測(cè)。本實(shí)施例中各個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊中的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶輪9，帶動(dòng)履帶8轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模塊的前進(jìn)和后退等運(yùn)動(dòng)方式，通過前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)調(diào)整生命信號(hào)的探測(cè)距離，使探測(cè)目標(biāo)位于有效探測(cè)范圍內(nèi)。如圖11所示，第一運(yùn)動(dòng)模塊1和第三運(yùn)動(dòng)模塊3的差速運(yùn)動(dòng) (即通過調(diào)整兩模塊的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度方向和大小)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)可以調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的水平探測(cè)范圍，可以達(dá)到360度；如圖12所示，第一運(yùn)動(dòng)模塊1和第二運(yùn)動(dòng)模塊2通過俯仰電機(jī)19、20使第二運(yùn)動(dòng)模塊2繞延長軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仰俯運(yùn)動(dòng)，仰俯運(yùn)動(dòng)可以調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的垂直探測(cè)范圍，垂直角度可以達(dá)到90度。本實(shí)施例中的生命信號(hào)探測(cè)頭利用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)和生物雷達(dá)技術(shù)，以電磁波為探測(cè)媒介，利用雷達(dá)的介質(zhì)穿透能力和非接觸探測(cè)特性，可以穿透遮擋介質(zhì)，可以探測(cè)到壓埋在建筑物或墻壁另一端存活的生命信號(hào)，生命信號(hào)探測(cè)頭4前部的圓形探測(cè)信號(hào)發(fā)射口 6 向前的投射空間為探測(cè)區(qū)域，當(dāng)具有生命跡象的人在探測(cè)區(qū)域內(nèi)，生命信號(hào)探測(cè)頭4會(huì)獲得探測(cè)結(jié)果。探測(cè)距離為5米以內(nèi)，在空曠無遮擋環(huán)境，探測(cè)距離為25米以上。探測(cè)目標(biāo)為人的呼吸、體動(dòng)信息，具有較強(qiáng)的介質(zhì)穿透能力，可穿透大于24厘米的廢墟磚墻。
權(quán)利要求
1.一種可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備，包括順次連接的可形成多種構(gòu)型的三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，其特征在于還包括有通過支架臺(tái)安裝在第二運(yùn)動(dòng)模塊的上端的生命信號(hào)探測(cè)頭。
2.按照權(quán)利要求1所述可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備，其特征在于所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊通過連接臂連接，每個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊均包括密封箱體、箱體兩側(cè)的履帶輪及履帶，在履帶驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)均設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中第一運(yùn)動(dòng)模塊在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第一俯仰電機(jī)，第一俯仰電機(jī)的輸出軸通過第一漲套連接有伸出履帶輪的第一延長軸；第二運(yùn)動(dòng)模塊包括置于另一履帶輪內(nèi)的第二俯仰電機(jī)、置于兩履帶輪間的第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)、第一渦輪及第一蝸桿，所述第一偏轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸通過第一一級(jí)齒輪與第一蝸桿一端連接，與第一蝸桿嚙合的第一渦輪伸出履帶外，第一渦輪軸上連接有與連接臂配合的第一轉(zhuǎn)動(dòng)臂，第二俯仰電機(jī)的輸出軸通過第二漲套連接有伸出履帶輪的第二延長軸，所述第二延長軸與第一渦輪分置于兩側(cè)履帶外；第三運(yùn)動(dòng)模塊在其另一履帶輪內(nèi)還設(shè)有第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)，第二偏轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸通過第二一級(jí)齒輪與第二蝸桿一端連接，與第二蝸桿嚙合的第二渦輪伸出履帶外，第二渦輪軸上連接有與連接臂配合的第二轉(zhuǎn)動(dòng)臂。
3.按照權(quán)利要求所述可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備，其特征在于各運(yùn)動(dòng)模塊中的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)及履帶輪驅(qū)動(dòng)履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的前進(jìn)、后退運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的距離；第一運(yùn)動(dòng)模塊和第三運(yùn)動(dòng)模塊的差速運(yùn)動(dòng)，即通過調(diào)整第一運(yùn)動(dòng)模塊和第三運(yùn)動(dòng)模塊的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度方向和大小，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的水平探測(cè)范圍；第一運(yùn)動(dòng)模塊和第二運(yùn)動(dòng)模塊利用俯仰電機(jī)、使第二運(yùn)動(dòng)模塊繞第二轉(zhuǎn)軸臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)仰視運(yùn)動(dòng)，調(diào)整生命信號(hào)探測(cè)的垂直探測(cè)范圍。
4.按照權(quán)利要求1所述可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備，其特征在于所述三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊間的連接形式為直線型、三角形或并排型。
全文摘要
一種可移動(dòng)的機(jī)器人化生命探測(cè)設(shè)備，包括順次連接的可形成多種構(gòu)型的三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊，還包括有通過支架臺(tái)安裝在第二運(yùn)動(dòng)模塊的上端的生命信號(hào)探測(cè)頭。本發(fā)明三個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊通過連接臂連接組合成多種結(jié)構(gòu)造型，使其具有自主移動(dòng)探測(cè)能力和探測(cè)調(diào)整能力，增大水平探測(cè)范圍和垂直探測(cè)范圍。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中機(jī)器人化、可調(diào)整探測(cè)范圍的移動(dòng)的生命探測(cè)功能，不受地形條件和被困人員狀態(tài)的限制。給救援工作解決了一大難題，提高了救援工作效率，具有廣泛應(yīng)用前景。本發(fā)明采用生命信號(hào)探測(cè)頭擺脫了生命探測(cè)對(duì)人的依賴性，防止在探測(cè)任務(wù)中危險(xiǎn)的廢墟環(huán)境對(duì)搜救人員的傷害。
文檔編號(hào)B62D55/065GK102440783SQ20101050525
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者張國偉, 李斌, 王明輝, 王聰, 龔海里 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所