本實用新型公開了一種陸空兩棲的四足應(yīng)急救援機(jī)器人,屬于安全生產(chǎn)監(jiān)控與應(yīng)急救援技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來化工類企業(yè)頻發(fā)的重大安全事故對國家安全、環(huán)保以及人民生命財產(chǎn)帶來了巨大的損失?；ば袠I(yè)的事故往往破壞力大,對現(xiàn)場毀壞較為嚴(yán)重,并且伴有爆炸、燃燒、危險氣體泄漏、危險液體泄漏等嚴(yán)重災(zāi)害,事故現(xiàn)場地面設(shè)施破壞非常嚴(yán)重,情況復(fù)雜。而且搶險和救援時效性要求高,如不及時采取有效措施,會帶來繼發(fā)事故和次生災(zāi)害。因此,對石化事故的處理需要在短時間內(nèi)做出快速的應(yīng)急響應(yīng),盡最大努力迅速搜集事故現(xiàn)場參數(shù)、信息,制定相應(yīng)救援方案,減少事故造成的損失,遏制事故的進(jìn)一步惡化。然而化工行業(yè)事故現(xiàn)場往往處于火災(zāi)、窒息、有毒、有害的環(huán)境中,事故現(xiàn)場救援人員往往無法第一時間進(jìn)入,第一手?jǐn)?shù)據(jù)難以迅速獲得,因?qū)κ鹿尸F(xiàn)場偵查不夠造成的救援不當(dāng)導(dǎo)致事故擴(kuò)大的案例并不鮮見,這正是應(yīng)急救援工作的薄弱環(huán)節(jié)之一。目前在安全生產(chǎn)監(jiān)控與應(yīng)急救援的無人機(jī)多為采用單一的空中偵查手段,由于螺旋槳的擾動、氣流等因素,在空中采集的數(shù)據(jù)與地面的數(shù)據(jù)存在較大偏差。如在空中采集的危險氣體成分、濃度數(shù)據(jù)都比地面低很多,會在一定程度上造成誤判。同時,由于在空中觀測地面情況時受到螺旋槳電機(jī)震動、氣流干擾機(jī)身抖動等因素影響,會造成采集的視頻數(shù)據(jù)分辨率低的問題?，F(xiàn)在已有輪式無人機(jī)可以在地面移動，但是需要救援的地方一般地形較為復(fù)雜，輪式無人機(jī)的移動受到極大限制，因此提供一種可以在關(guān)鍵區(qū)域降落至地面,在地面各處移動采集現(xiàn)場危險氣體和視頻數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性的陸空兩棲的應(yīng)急救援偵查機(jī)器人是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為提供一種可以在關(guān)鍵區(qū)域降落至地面,在地面各處移動采集現(xiàn)場危險氣體和視頻數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性的陸空兩棲的應(yīng)急救援偵查機(jī)器人，設(shè)計了一種陸空兩棲的四足應(yīng)急救援偵查機(jī)器人。

為了實現(xiàn)上述目的本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種陸空兩棲的四足應(yīng)急救援偵查機(jī)器人，包括無人機(jī)系統(tǒng)、四足系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，

所述的無人機(jī)系統(tǒng)包括機(jī)身、機(jī)臂、雙輸出軸電機(jī)，旋翼，所述機(jī)臂的一端連接機(jī)身，另一端連接雙輸出軸電機(jī)，所述旋翼固定在雙輸出軸電機(jī)的輸出軸上端；

所述傳動系統(tǒng)包括與所述機(jī)臂連接的外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端通過單向聯(lián)軸器連接所述的雙輸出軸電機(jī)的輸出軸下端，輸出端與四足系統(tǒng)驅(qū)動連接；

所述的四足系統(tǒng)包括四套曲柄連桿機(jī)構(gòu)及設(shè)置在各曲柄連桿機(jī)構(gòu)末端的彈性足底，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)與所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端驅(qū)動連接。

進(jìn)一步地，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括輸出軸、相嚙合的蝸桿和蝸輪，所述的雙輸出軸電機(jī)的輸出軸下端通過單向聯(lián)軸器與蝸桿驅(qū)動連接，所述的輸出軸與蝸輪同軸連接。

進(jìn)一步地，各個所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)均包括曲柄、連桿、連架桿、機(jī)身連接桿，所述的曲柄的一端連接輸出軸，另一端與連桿上端轉(zhuǎn)動鉸接，所述的連架桿一端與機(jī)身連接桿轉(zhuǎn)動鉸接，另一端與連桿中部轉(zhuǎn)動鉸接，所述機(jī)身連接桿的另一端鉸接外殼。

進(jìn)一步地，所述的單向聯(lián)軸器包括單向軸承、卡簧、聯(lián)軸器，所述的聯(lián)軸器一端連接所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端，另一端通過單向軸承連接所述的雙輸出軸電機(jī)的輸出軸，聯(lián)軸器通過螺釘夾緊單向軸承，所述卡簧卡在所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端的凹環(huán)中。

進(jìn)一步地，所述的彈性足底與連桿榫接并用鉚釘加強。

進(jìn)一步地，所述的彈性足底上端為圓形平面，下端為球面。

進(jìn)一步地，所述的機(jī)身包括飛行控制器、電子調(diào)速器、通信系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、危險氣體監(jiān)測儀和電池，所述飛行控制器連接至電子調(diào)速器, 所述雙輸出軸電機(jī)連接電子調(diào)速器，飛行控制器根據(jù)遙控指令向電子調(diào)速器發(fā)出指令調(diào)整雙輸出軸電機(jī)轉(zhuǎn)速；通信系統(tǒng)用于接受控制指令、回傳采集系統(tǒng)和危險氣體監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)用于地理信息定位,輔助飛行控制器控制機(jī)器人的位置；采集系統(tǒng)用于采集現(xiàn)場光學(xué)資料；危險氣體監(jiān)測儀用于采集現(xiàn)場危險氣體數(shù)據(jù),并在每個采樣點標(biāo)記地理信息；危險氣體監(jiān)測儀和采集系統(tǒng)均連接至通信系統(tǒng)，電池用于給機(jī)器人供電。

進(jìn)一步地，所述的蝸桿通過軸承支承固定在外殼上，所述的輸出軸通過法蘭軸承支承固定在外殼上。

進(jìn)一步地，所述的輸出軸上設(shè)置有凹環(huán)，所述的凹環(huán)內(nèi)中卡設(shè)有限制輸出軸1軸向位置的卡簧。

進(jìn)一步地，所述的單向聯(lián)軸器和蝸桿通過頂絲鎖緊連接，所述的蝸輪和輸出軸通過頂絲鎖緊連接。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供了一種集飛行和行走于一身的陸空兩棲的應(yīng)急救援偵查機(jī)器人，行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、控制容易且兼具穩(wěn)定性和魯棒性，與人類足底軌跡類似，可實現(xiàn)直線行走和飛行作業(yè)；具有減震及適應(yīng)復(fù)雜地形的優(yōu)點，能在關(guān)鍵區(qū)域降落至地面,在地面各處移動采集現(xiàn)場危險氣體和視頻數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中A-A向剖視示意圖。

圖4是圖3中B處剖視示意圖。

圖5是本實用新型實施例曲柄連桿結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中零部件的標(biāo)號說明：

1-輸出軸，2-單向軸承，3-卡簧，4-聯(lián)軸器，5-蝸輪，6-蝸桿，7-雙輸出軸電機(jī)，8-旋翼，9-機(jī)身，10-機(jī)臂，11-外殼，12-曲柄，13-連桿，14-彈性足底，15-連架桿，16-機(jī)身連接桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，一種陸空兩棲的四足應(yīng)急救援偵查機(jī)器人，包括無人機(jī)系統(tǒng)、四足系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，

所述的包括機(jī)身9、四個機(jī)臂10、雙輸出軸電機(jī)7，旋翼8，四個機(jī)臂10的一端通過固定件與機(jī)身9四角相連,另一端與雙輸出軸電機(jī)7及外殼11相連接。四個旋翼8分別設(shè)置在四個雙輸出軸電機(jī)7及外殼11的頂部，固定在雙輸出軸電機(jī)7的輸出軸上端；

所述傳動系統(tǒng)包括與所述機(jī)臂10連接的外殼11、設(shè)置在所述外殼11內(nèi)的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端通過單向聯(lián)軸器連接所述的雙輸出軸電機(jī)7的輸出軸下端，輸出端與四足系統(tǒng)驅(qū)動連接；

所述的四足系統(tǒng)包括四套曲柄連桿機(jī)構(gòu)及設(shè)置在各曲柄連桿機(jī)構(gòu)末端的彈性足底14，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)與所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出端驅(qū)動連接。

如圖2至圖4所示，所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括輸出軸1、相嚙合的蝸桿6和蝸輪5，所述的雙輸出軸電機(jī)7的輸出軸下端通過單向聯(lián)軸器與蝸桿6驅(qū)動連接，所述的輸出軸1與蝸輪5同軸連接。

如圖4所示，所述的單向聯(lián)軸器包括單向軸承2、卡簧3、聯(lián)軸器4，所述的聯(lián)軸器4一端連接所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端，另一端通過單向軸承2連接所述的雙輸出軸電機(jī)7的輸出軸，聯(lián)軸器4通過螺釘夾緊單向軸承2，所述卡簧3卡在所述的蝸輪蝸桿驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸入端的凹環(huán)中。

所述的蝸桿6通過軸承支承固定在外殼11上，所述的輸出軸1通過法蘭軸承10支承固定在外殼11上。所述的輸出軸1上設(shè)置有凹環(huán)，所述的凹環(huán)內(nèi)中卡設(shè)有限制輸出軸1軸向位置的卡簧3。所述的單向聯(lián)軸器和蝸桿6通過頂絲鎖緊連接，所述的蝸輪5和輸出軸1通過頂絲鎖緊連接。

如圖5所示，各個所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)均包括曲柄12、連桿13、連架桿15、機(jī)身連接桿16，所述的曲柄12的一端連接輸出軸1，另一端與連桿13上端轉(zhuǎn)動鉸接，所述的連架桿15一端與機(jī)身連接桿16轉(zhuǎn)動鉸接，另一端與連桿13中部轉(zhuǎn)動鉸接，所述機(jī)身連接桿16的另一端鉸接外殼11。所述的彈性足底14與連桿13榫接并用鉚釘加強。所述的彈性足底14上端為圓形平面，下端為球面。

具體而言，所述的機(jī)身9包括飛行控制器、電子調(diào)速器、通信系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、危險氣體監(jiān)測儀和電池，所述飛行控制器連接至電子調(diào)速器, 所述雙輸出軸電機(jī)7連接電子調(diào)速器，飛行控制器根據(jù)遙控指令向電子調(diào)速器發(fā)出指令調(diào)整雙輸出軸電機(jī)7轉(zhuǎn)速；通信系統(tǒng)用于接受控制指令、回傳采集系統(tǒng)和危險氣體監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)用于地理信息定位,輔助飛行控制器控制機(jī)器人的位置；采集系統(tǒng)用于采集現(xiàn)場光學(xué)資料；危險氣體監(jiān)測儀用于采集現(xiàn)場危險氣體數(shù)據(jù),并在每個采樣點標(biāo)記地理信息；危險氣體監(jiān)測儀和采集系統(tǒng)均連接至通信系統(tǒng)，電池用于給機(jī)器人供電。

當(dāng)機(jī)器人在空中飛行時傳動系統(tǒng)斷開，單向軸承2空轉(zhuǎn)，不起傳動作用,只將動量傳遞給旋翼8，當(dāng)機(jī)器人在地面爬行時,雙輸出軸電機(jī)7反轉(zhuǎn)，單向軸承2鎖死將扭矩通過聯(lián)軸器4傳輸給傳動系統(tǒng)，帶動四足系統(tǒng)，扭矩傳輸?shù)角?2，在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，曲柄12作為原動件，帶動連桿13，連桿13末端的軌跡為半橢圓型，與人類足底軌跡類。爬行時旋翼8也會有一定轉(zhuǎn)動，但是相對飛行時的轉(zhuǎn)速，爬行時的轉(zhuǎn)速可忽略不計。從而實現(xiàn)經(jīng)過空中飛行快速到達(dá)目標(biāo)地點后降落至地面進(jìn)入爬行模式,并由采集系統(tǒng)采集近地面危險氣體的種類和濃度,并將數(shù)據(jù)傳遞給控制端。

本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。