技术领域
[0001] 本实发明属于智能机器人领域，具体涉及一种用于应急救援的可变形废墟搜索机器人。
相关背景技术
[0002] 近年来，全球进入地质活跃期，仅2023年，全球共发生19次7级以上地震，其中我国境内共发生5级以上地震18次，造成大量人员伤亡及经济损失。同时因地震造成的楼房倒塌，建筑损坏也对灾后应急救援造成了极大困难。相比工业机器人在汽车、精密加工等行业大规模应用，救援机器人的数量和规模几乎可以忽略不计。然而，一旦出现地震、泥石流等灾害，实施侦测、救援等复杂任务又非机器人莫属。因此，开发废墟搜索机器人具有极强的实用意义，且目前市面上现有的部分应急救援类搜索机器人运动方式单一，存在一定的场景限制及通过性仍需提高的问题。
具体实施方式
[0028] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0029] 如图1‑4所示，本发明提供了一种可变形废墟搜索机器人，包括密封舱体1，密封舱体1两相对侧表面对称安装前摇臂支撑连接板6和后摇臂支撑连接板11，后摇臂支撑连接板11位于前摇臂支撑连接板6的后侧，两个前摇臂支撑连接板6和后摇臂支撑连接板11上分别连接有左前履带模组12、右前履带模组13、后右履带模组9和后左履带模组10。
[0030] 密封舱体1为空腔结构，空腔内用于放置控制机器人运作的电控元件，为了防止电控元件进水损坏，将空腔结构设置为密封结构，具体地为：密封舱体1顶面设置舱体盖板3，实现对密封舱体1顶面的密封；密封舱体1前表面设置交互舱盖板5，交互舱盖板5的顶边与密封舱体1的顶面密封连接，二者之间设置密封垫8，实现密封舱体1的前表面的密封；密封舱体1的侧表面放置电池处密封连接电池舱盖板7，防止雨水或灰尘进入到电池，影响电池寿命。
[0031] 密封舱体1的空腔的前侧分别安装有前左行星关节模组15和前右行星关节模组16，通过行星关节模组法兰14并通过与两个前摇臂支撑连接板6连接固定，实现左前履带模组12和右前履带模组13整体绕行星关节模组法兰14中心的旋转，进而跨越更宽更高的沟坎，并实现类桨式运动构型；密封舱体1后侧通过后摇臂支撑连接板11与后右履带模组9和后左履带模组10相连接，从而组成整个可变形废墟搜索机器人。
[0032] 每一个履带模组包括主动轴同步带轮205和从动轴同步带轮208以及与二者连接的履带内侧板202和履带外侧板204，履带2安装在主动轴同步带轮205和从动轴同步带轮208上，履带内侧板202和履带外侧板204平行设置在主动轴同步带轮205的轴向方向两侧，主动轴同步带轮205的主动轴上设置有摇臂电机203，摇臂电机203通过摇臂旋转电机安装块209分别与对应的两个前摇臂支撑连接板6和两个后摇臂支撑连接板11连接固定，履带内侧板202和履带外侧板204之间设置有履带支撑轴承旋转轴206，履带支撑轴承旋转轴206长度方向两端分别与履带内侧板202和履带外侧板204的相对侧表面连接，履带支撑轴承旋转轴206上下左右对称安装，履带支撑轴承旋转轴206上安装有履带支撑轴承207，支撑轴承
207与履带2的表面相切，支撑轴承207随着履带2的运动而转动。履带模组通过摇臂电机203驱动主动轴同步带轮205运动从而带动履带2运动，同时支撑轴承207和从动轴同步带轮208在履带2的带动下同步运动。
[0033] 电控元件包括电控模块，具体包括电源开关310、急停按钮309、网口306、后充电口307和前充电口308，均采用防水型材料并安装在密封舱体1上，其中电源开关310实现可变形废墟搜索机器人的整机启停，急停按钮309控制机器人的有效安全急停保护；网口306用于系统调试；前充电口308和后充电口307用于电池305的供电；工控机301、时间继电器302、CAN转ETHERCAT模块303、接触器304、继电器311、保险丝312和稳压电源313单独安装在密封舱体1的后侧舱室，工控机301用于机器人系统的整机控制，电池305采用防爆型电池，安装在密封舱体1的中间舱室实现整个机器人的供电，且电池305可通过打开电池舱盖板7取出进行快速更换，便于机器人系统持续作业。
[0034] 电池305通过接触器304、保险丝312和稳压电源313对整个机器人供电，并通过继电器311和时间继电器302进行多个电气设备的开关控制，CAN转ETHERCAT模块303用于内部设备的通讯交互。
[0035] 电控元件还包括传感模块，主要用于废墟搜索及远程遥控，通过天线401实现机器人的远程遥控，麦克风402和语音喇叭406可实现后方操作人员和被搜救人员的双向语音通讯，广角摄像头403用于机器人运动路径上的辅助观察及厂内情况用于后方救援人员规划救援路线；气体传感器404用于机器人周边气体环境探测，检测有无有毒气体，用于后方救援人员评估救援；热成像摄像头405用于现场温度探测及被困人员体温观察，便于后方救援人员判断被困人员安全状态。天线401固定在密封舱体1的前侧舱室上方，麦克风402、语音喇叭406、广角摄像头403、气体传感器404和热成像摄像头405均安装在传感器安装板407上，传感器安装板407固定在密封舱体1的前侧舱室内部。
[0036] 当前左行星关节模组15和前右行星关节模组16待机，仅履带模组的4个摇臂电机203启动时，可变形废墟搜索机器人做履带式运动，用于正常废墟地形行进；当左行星关节模组15和前右行星关节模组16启动，左前履带模组12和右前履带模组13的两个摇臂电机
203关闭，仅后右履带模组9和后左履带模组10的摇臂电机230开启时，机器人做类桨式运动用于雪地或泥泞地面，用于爬坡或翻越较高悬空障碍；当左行星关节模组15和前右行星关节模组16旋转特定角度，左前履带模组12和右前履带模组13仅前部履带接地时，机器人做轮履结合运动，可用于涉水或越障通过，提高机器人底部离地高度或降低机器人离地高度用于通过较低废墟空间，机器人可通过多种构型的运动变换实现不同场景下的地形适应，提高机器人在废墟下的搜索行进能力。同时机器人开发有自适应功能，对于不同的地形，可由工控机301自主控制左行星关节模组15、前右行星关节模组16和摇臂电机203调整运动方式，实现不同运动形态的组合。
[0037] 机器人的开关按钮安装位置采用下沉式设计，且左行星关节模组15、前右行星关节模组16和摇臂电机203均可独立控制，当机器人运动发生侧翻时，可通过单独控制左行星关节模组15或前右行星关节模组16结合摇臂电机203进行纠正。
[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
