一种用于危险品拾取的全地形机器人

专利2026-01-19  12


本发明属于机器人领域,具体涉及一种用于危险品拾取的全地形机器人。


背景技术:

1、在许多工业场景、救援现场以及特殊环境中,存在着各种危险品,如放射性物质、有毒化学品、易燃易爆物品等。这些危险品的拾取工作对操作人员的安全构成了极大威胁,同时,由于工作环境复杂多样,可能包括崎岖山地、泥泞湿地、狭窄通道等各种地形,传统的拾取工具和设备往往难以胜任。

2、目前,虽然已有一些轮式机器人应用于类似场景,但普遍存在以下问题:1、传统轮式机器人在不规则地形上适应能力受限,而足式机器人虽灵活,但复杂结构和低速度限制了其应用。2、传统的轮式机器人的外观设计通常散热不佳,影响性能和续航能力,稳定性也有瑕疵。

3、因此,本发明提供一种用于危险品拾取的全地形机器人解决上述技术问题。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明的目的在于提供一种用于危险品拾取的全地形机器人,其机动性能好、操作灵活性高且适用性广。

2、本发明提供一种用于危险品拾取的全地形机器人,其包括机器人壳体、开设于所述机器人壳体周缘的镂空槽、固定于所述机器人壳体周侧的轮足切换模块、固定于所述机器人壳体顶部的四轴机械臂夹取机构、舵机云台以及通讯天线,所述四轴机械臂夹取机构用于夹取危险品,所述舵机云台用于实时监测危险品,所述通讯天线用于接收或发出相关指令以控制所述轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构和舵机云台进行协同作业,若所述舵机云台监测到周边环境存在危险品,则所述通讯天线发出相关指令控制所述轮足切换模块和所述四轴机械臂夹取机构运动到相应位置对危险品进行夹取;

3、所述轮足切换模块包括设置于所述机器人壳体底部的四个独立控制的行走机构,所述行走机构包括小u型板、髋关节舵机、u型连接件、大u型板、膝关节舵机、足端、电机以及双模态扇叶轮,所述小u型板与所述机器人壳体固定连接,所述髋关节舵机与所述小u型板远离所述机器人壳体的一端固定连接,所述u型连接件一端与所述髋关节舵机形成转动连接,所述u型连接件另一端与所述大u型板固定连接,所述大u型板远离所述u型连接件的一端与所述膝关节舵机固定连接,所述足端与所述膝关节舵机形成转动连接,所述双模态扇叶轮通过所述电机与所述足端形成转动连接;其中,所述髋关节舵机和所述膝关节舵机呈并联设置用于控制所述足端的收纳和释放。

4、优选的,所述机器人壳体包括底板、顶板、前板、后板、侧板和由所述侧板向外凸出延伸形成的延伸臂,所述底板、所述顶板、所述前板、所述后板和所述侧板均通过螺丝连接固定;所述镂空槽开设于所述底板、所述顶板、所述前板、所述后板和所述侧板中的任意一个或多个;所述四轴机械臂夹取机构、所述舵机云台和所述通讯天线均固定于所述顶板;所述延伸臂开设有限位槽,所述小u型板固定设置于所述限位槽内。

5、优选的,所述后板通过长螺丝所述与所述底板和所述顶板连接固定,且所述后板开设有与所述长螺丝相适配的螺孔插销。

6、优选的,所述镂空槽的形状为圆弧槽。

7、优选的,所述四轴机械臂夹取机构包括固定于所述顶板的底盘关节、与所述底盘关节远离所述顶板的一端形成转动连接的肩关节、与所述肩关节远离所述底盘关节的一端形成转动连接第一连接杆、与所述第一连接杆远离所述肩关节的一端形成转动连接的肘关节、与所述肘关节远离所述第一连接杆的一端形成转动连接的第二连接杆、与所述第二连接杆远离所述肘关节的的一端形成转动连接的手部关节以及与所述手部关节远离所述第二连接杆一端形成单轴齿轮传动连接的高精度夹持器;所述通讯天线固定于所述顶板且位于所述底盘关节间隔设置。

8、优选的,所述舵机云台包括两个,且两个所述舵机云台对称间隔设置于所述顶板。

9、优选的,所述舵机云台包括光学图像传感器和固定于所述顶板用于控制所述光学图像传感器沿水平方向和/或竖直方向运动的舵机连接组件。

10、与相关技术相比,本发明提供的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其包括机器人壳体、镂空槽、轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构、舵机云台以及通讯天线,四轴机械臂夹取机构用于夹取危险品,舵机云台用于实时监测危险品,通讯天线用于接收或发出相关指令以控制轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构和舵机云台进行协同作业,若舵机云台监测到周边环境存在危险品,则通讯天线发出相关指令控制轮足切换模块和四轴机械臂夹取机构运动到相应位置对危险品进行夹取;所述轮足切换模块包括设置于所述机器人壳体底部的四个独立控制的行走机构,所述行走机构包括小u型板、髋关节舵机、u型连接件、大u型板、膝关节舵机、足端、电机以及双模态扇叶轮,所述双模态扇叶轮通过所述电机与所述足端形成转动连接;其中,所述髋关节舵机和所述膝关节舵机呈并联设置用于控制所述足端的收纳和释放。上述结构中,通过四个所述行走机构的设置,使机器人能够模拟四足动物的运动,增强了其稳定性和灵活性,在复杂地形(如岩石、沙地、泥泞路面等)上具有出色的攀爬越野能力;通过四轴机械臂夹取机构的设置,其操作灵活,可以精准的对周围环境的危险品进行夹取;通过舵机云台的设置,可以实时监测周围障碍物或危险品的目标位置,确保在复杂地形中安全高效地完成任务。通过上述结构的整体设计使得机器人在各种极端条件下保持高效作业能力,可以广泛应用在危险品处理、应急救援、探测和巡逻等场景,适用性广。



技术特征:

1.一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述全地形机器人包括机器人壳体、开设于所述机器人壳体周缘的镂空槽、固定于所述机器人壳体周侧的轮足切换模块、固定于所述机器人壳体顶部的四轴机械臂夹取机构、舵机云台以及通讯天线,所述四轴机械臂夹取机构用于夹取危险品,所述舵机云台用于实时监测危险品,所述通讯天线用于接收或发出相关指令以控制所述轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构和舵机云台进行协同作业,若所述舵机云台监测到周边环境存在危险品,则所述通讯天线发出相关指令控制所述轮足切换模块和所述四轴机械臂夹取机构运动到相应位置对危险品进行夹取;

2.根据权利要求1所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述机器人壳体包括底板、顶板、前板、后板、侧板和由所述侧板向外凸出延伸形成的延伸臂,所述底板、所述顶板、所述前板、所述后板和所述侧板均通过螺丝连接固定;所述镂空槽开设于所述底板、所述顶板、所述前板、所述后板和所述侧板中的任意一个或多个;所述四轴机械臂夹取机构、所述舵机云台和所述通讯天线均固定于所述顶板;所述延伸臂开设有限位槽,所述小u型板固定设置于所述限位槽内。

3.根据权利要求2所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述后板通过长螺丝所述与所述底板和所述顶板连接固定,且所述后板开设有与所述长螺丝相适配的螺孔插销。

4.根据权利要求2所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述镂空槽的形状为圆弧槽。

5.根据权利要求2所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述四轴机械臂夹取机构包括固定于所述顶板的底盘关节、与所述底盘关节远离所述顶板的一端形成转动连接的肩关节、与所述肩关节远离所述底盘关节的一端形成转动连接第一连接杆、与所述第一连接杆远离所述肩关节的一端形成转动连接的肘关节、与所述肘关节远离所述第一连接杆的一端形成转动连接的第二连接杆、与所述第二连接杆远离所述肘关节的的一端形成转动连接的手部关节以及与所述手部关节远离所述第二连接杆一端形成单轴齿轮传动连接的高精度夹持器;所述通讯天线固定于所述顶板且位于所述底盘关节间隔设置。

6.根据权利要求2所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述舵机云台包括两个,且两个所述舵机云台对称间隔设置于所述顶板。

7.根据权利要求6所述的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其特征在于,所述舵机云台包括光学图像传感器和固定于所述顶板用于控制所述光学图像传感器沿水平方向和/或竖直方向运动的舵机连接组件。


技术总结
本发明涉及一种用于危险品拾取的全地形机器人,其包括机器人壳体、镂空槽、轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构、舵机云台以及通讯天线,四轴机械臂夹取机构用于夹取危险品,舵机云台用于实时监测危险品,通讯天线用于接收或发出相关指令以控制轮足切换模块、四轴机械臂夹取机构和舵机云台进行协同作业,若舵机云台监测到周边环境存在危险品,则通讯天线发出相关指令控制轮足切换模块和四轴机械臂夹取机构运动到相应位置对危险品进行夹取。本发明提供的一种用于危险品拾取的全地形机器人,其结构简单、机动性能好且越障能力高,能够在各种极端条件下保持高效作业能力,可以广泛应用在危险品处理、应急救援、探测和巡逻等场景,适用性广。

技术研发人员:李加定,李岳鹏,缪文南,王子林,陈灿彬,钟梓欣,倪镒洭
受保护的技术使用者:广州城市理工学院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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