一种智能陆空两栖防爆机器人的制作方法

本实用新型涉及救援机器人技术领域，具体地，涉及一种智能陆空两栖防爆机器人。

背景技术：

机器人是近代电子技术与传统机械结构学相结合的产物，是计算机科学、控制论、结构学、信息科学和传感技术等多学科综合性的高科技产物，也是一种仿人操作、高速运行、重复操作及精度较高的自动化设备。随着现有科技的发展，机器人已逐渐应用于建筑、消防、化工等行业。化工厂是从事化学工业的工厂，这类建筑一旦发生火灾，火情将难以及时掌握，因为其内部有多种化学介质，所以燃烧起来会产生大量毒烟，这些毒烟会迅速蔓延，即使暂时没有着火的区域内的被困人员也会受到毒烟影响而对其造成生命的威胁。

现有的大多救援机械人都是大同小异，其主要功能都是通过履带式行走或者无人机飞行来采集或捕获现场的环境和图像，再将这些数据发送给外部专业人员分析，从而规划救援方式，所以该过程中无法对于事故现场的一些问题直接起到帮助作用，针对于上述的化工厂的火灾问题，急需研发一种能够在火灾发生后，可快速自动投放防毒面罩的救援机器人，该机器人主要目的是确保火灾内的被困人员不受毒烟影响，进而提高救援成功率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种智能陆空两栖防爆机器人。

本实用新型公开的一种智能陆空两栖防爆机器人，包括控制器、载物箱(1)、载物骨架(1c)、弹射装置、夹定装置和全景高清摄像头(1p)，载物箱(1)的一端铰接在载物骨架(1c)的上端，载物骨架(1c)外侧设有与载物箱(1)的另一端传动连接的仰角电杆(1n)，并且载物箱(1)该一端底部设有放料口(1a)，载物箱(1)内设有卸料装置，弹射装置包括弹射板(3)、气动马达(3r)和蓄力器，弹射板(3)的中段通过旋转轴(3c)与载物骨架(1c)的下端铰接配合，旋转轴(3c)的两端分别套设有一个蓄力扭簧(3d)，夹定装置安装在弹射板(3)的一端，蓄力器设于弹射板(3)的中段区域，并且与之传动连接，气动马达(3r)与蓄力器传动连接，载物骨架(1c)的顶部安装有多旋翼无人机(1v)，全景高清摄像头(1p)设于载物骨架(1c)的上端前侧，并且与控制器电性连接，载物骨架(1c)的底部设有履带行走装置(1w)，当蓄力扭簧(3d)处于常态下时，弹射板(3)呈竖直并将夹定装置高举在放料口(1a)的正下方，所述弹射板(3)为弹簧钢铸造件，弹射板(3)的外侧设有与蓄力扭簧(3d)的一端固定连接的传动板(3b)，蓄力扭簧(3d)的另一端与载物骨架(1c)固定连接，蓄力扭簧(3d)为双扭簧结构件，并且蓄力扭簧(3d)的转动角度在55°以上，弹射板(3)安装有夹定装置的一端能够朝向载物骨架(1c)的后端方向转动，并且载物骨架(1c)的后端设有与控制器电性连接的非接触式传感器(1q)，所述放料口(1a)为矩形开口，夹定装置包括托板(2)、上栏条(2a)、侧部挡板(2b)以及夹紧气囊(2c)，托板(2)为l型结构的长条板，托板(2)的中段区域和弹射板(3)端部固定连接，并且二者呈直角配合，当蓄力扭簧(3d)处于常态下时，托板(2)的直角内侧处朝向放料口(1a)，托板(2)的长边方向与放料口(1a)的长边方向相平行，上栏条(2a)架设在托板(2)上方，侧部挡板(2b)和夹紧气囊(2c)分别设于托板(2)的两端，夹紧气囊(2c)为球形气囊，并且其通过连接支架(2d)和托板(2)固定连接，连接支架(2d)为中空结构，并且其内部与夹紧气囊(2c)内相连通，载物骨架(1c)上置有气泵，气泵与连接支架(2d)通过供气软管相连通，所述蓄力器包括蓄力轴(4)和两个对称套设在蓄力轴(4)上的蓄力板(4a)，蓄力轴(4)呈水平铰接在弹射板(3)的下方，两个蓄力板(4a)分别处于弹射板(3)的一侧外，蓄力板(4a)为半圆形结构的弹簧钢铸造件，弹射板(3)的两侧分别设有一个能够和蓄力板(4a)的外弧面相接触的导能板(3a)，气动马达(3r)的旋转轴(3c)通过第一齿轮箱(3d1)与蓄力轴(4)传动连接，所述卸料装置包括滚珠丝杠(5)、推板(5a)和电动机(5b)，滚珠丝杠(5)呈水平铰接设置，滚珠丝杠(5)的轴向和旋转轴(3c)的轴向之间接近t型分布，滚珠丝杠(5)上套设有与之传动连接的螺母滑块，推板(5a)一端和螺母滑块固定连接，推板(5a)处于载物箱(1)内的中层区域，并且位于载物箱(1)远离放料口(1a)的一端，电动机(5b)设于载物箱(1)的外部并且其输出转子通过第二齿轮箱(5c)与滚珠丝杠(5)传动连接，所述载物箱(1)接近放料口(1a)的一侧设有能够竖直活动的防坠板(6)，防坠板(6)在工作状态下，其与上栏条(2a)对称设置，载物箱(1)的一侧铰接有收卷轮(6a)，收卷轮(6a)上缠绕有收卷绳，收卷绳的自由端和防坠板(6)固定连接，载物箱(1)的外侧还设有与收卷轮(6a)传动连接的升降电机(6b)，载物箱(1)的顶部开设有能够翻转打开的顶盖。

仰角电杆(1n)的杆体端部与载物骨架(1c)铰接配合，仰角电杆(1n)的输出杆通过活动块和载物箱(1)的外侧旋转连接。

载物骨架(1c)的顶部安装有上梁支架(1d)，多旋翼无人机(1v)安装在上梁支架(1d)顶部，上梁支架(1d)的外侧安装有和控制器电性连接的语音播报器(1r)。

载物骨架(1c)上还安装有与控制器电性连接的远红外发射器(1k)，该远红外发射器(1k)接近弹射板(3)设置。

载物箱(1)内设有一端与之顶壁铰接配合的卸料挡板(7)，卸料挡板(7)的轴接端安装有夹定扭簧，夹定扭簧的作用力能够迫使卸料挡板(7)的自由端朝向推板(5a)方向转动。

有益效果：本实用新型的一种智能陆空两栖防爆机器人，控制器内设置定位模块、无线收发模块、图像处理模块，定位模块用以传递整机的坐标位置，无线收发模块用以建立远程的遥控连接，图像处理模块用以接收全景高清摄像头的录像信息以及发送给远程操作者；多旋翼无人机的结构用以带动整机在空中飞行，实施整机的高度变化，增加整机的机动性；履带行走装置可使得整机在飞行至火灾建筑内后，可以在火灾建筑内的地面进行滑动，增加了适应性；首先人工将救援物资包括防火服和防烟罩等物品采用设定的包装袋压缩式包装，并且逐个码放至载物箱内，并且呈平铺；整机到达指定地点区域后，由全景高清摄像头查找被困人员以及寻找距离被困人员方便拿取物资的投放地点；该操作具体由专业的远程操作人员进行判断；当投放地点找到后，并且距离投放地点在设定的弹射范围内，首先语音播报器会进行播放语音，提示周边区域被困人员在该区域拾取物资，于此同时此远红外发射器工作，指示出大致的投放点；然后卸料装置会将物资推动，使得其中最靠前的一个物资经放料口掉落至托板上，该过程中，防坠板依靠升降电机工作，进而与上栏条构成对称姿态，与此同时在配合侧部挡板以及夹紧气囊，使得物资掉落到前述四者之间，然后夹紧气囊受气泵作用力，发生膨胀，使得前述物资被夹紧在托板上；然后气动马达工作，第一次在180°内，并使得蓄力器工作，进而将弹射板被动带动旋转至设定角度，并且到达该角度后，由非接触式传感器进行检测，检测感应的结果传递给控制器，控制器则指示仰角电杆将载物箱带动朝上旋转，预留出供后续物资能够以抛物线姿态弹射出的空间；同时也指示气泵加将夹紧气囊实施放气，停止夹持；同时气动马达再一次转动，且角度大于180°，所以弹射板此时依靠蓄力扭簧而将处于夹定装置上的被释放的物料投放至预设地点，本实用新型能够适应化工厂类的火灾救援工作，以输送防毒面罩等救援物资的方式来提高救援成功率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为本实用新型的立体结构示意图二；

图3为本实用新型的平面结构示意图一；

图4为本实用新型的平面结构示意图二；

图5为本实用新型的平面结构示意图三；

图6为本实用新型的平面平面剖视图；

图7为本实用新型的局部立体结构示意图一；

图8为图7中a处放大图；

图9为本实用新型的局部立体结构示意图二；

图10为本实用新型的局部立体结构示意图三；

图11为本实用新型的局部立体结构示意图四；

图12为本实用新型的平面结构示意图四；

附图标记说明：载物箱1，放料口1a，载物骨架1c，上梁支架1d，语音播报器1r，远红外发射器1k，履带行走装置1w，多旋翼无人机1v，非接触式传感器1q，全景高清摄像头1p，仰角电杆1n。

托板2，上栏条2a，侧部挡板2b，夹紧气囊2c，连接支架2d。

弹射板3，导能板3a，传动板3b，旋转轴3c，蓄力扭簧3d，气动马达3r，第一齿轮箱3d1。

蓄力轴4，蓄力板4a。

滚珠丝杠5，推板5a，电动机5b，第二齿轮箱5c。

防坠板6，收卷轮6a，升降电机6b。

卸料挡板7。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图12所示的一种智能陆空两栖防爆机器人，包括控制器、载物箱1、载物骨架1c、弹射装置、夹定装置和全景高清摄像头1p，载物箱1的一端铰接在载物骨架1c的上端，载物骨架1c外侧设有与载物箱1的另一端传动连接的仰角电杆1n，并且载物箱1该一端底部设有放料口1a，载物箱1内设有卸料装置，弹射装置包括弹射板3、气动马达3r和蓄力器，弹射板3的中段通过旋转轴3c与载物骨架1c的下端铰接配合，旋转轴3c的两端分别套设有一个蓄力扭簧3d，夹定装置安装在弹射板3的一端，蓄力器设于弹射板3的中段区域，并且与之传动连接，气动马达3r与蓄力器传动连接，载物骨架1c的顶部安装有多旋翼无人机1v，全景高清摄像头1p设于载物骨架1c的上端前侧，并且与控制器电性连接，载物骨架1c的底部设有履带行走装置1w，当蓄力扭簧3d处于常态下时，弹射板3呈竖直并将夹定装置高举在放料口1a的正下方。

弹射板3为弹簧钢铸造件，弹射板3的外侧设有与蓄力扭簧3d的一端固定连接的传动板3b，蓄力扭簧3d的另一端与载物骨架1c固定连接，蓄力扭簧3d为双扭簧结构件，并且蓄力扭簧3d的转动角度在55°以上，弹射板3安装有夹定装置的一端能够朝向载物骨架1c的后端方向转动，并且载物骨架1c的后端设有与控制器电性连接的非接触式传感器1q；非接触式传感器1q的设置位置，用以在气动马达3r将弹射板3驱动旋转后的角度检测，即判定了弹射板3转动至蓄力角度，后续可进行弹射操作；蓄力扭簧3d采用双扭簧结构件，目的扭矩翻倍，进一步强化了蓄力，且同样的转角，刚度增加一倍；即使得弹射板3依靠蓄力扭簧3d能够将物资发射较远。

放料口1a为矩形开口，夹定装置包括托板2、上栏条2a、侧部挡板2b以及夹紧气囊2c，托板2为l型结构的长条板，托板2的中段区域和弹射板3端部固定连接，并且二者呈直角配合，当蓄力扭簧3d处于常态下时，托板2的直角内侧处朝向放料口1a，托板2的长边方向与放料口1a的长边方向相平行，上栏条2a架设在托板2上方，侧部挡板2b和夹紧气囊2c分别设于托板2的两端，夹紧气囊2c为球形气囊，并且其通过连接支架2d和托板2固定连接，连接支架2d为中空结构，并且其内部与夹紧气囊2c内相连通，载物骨架1c上置有气泵，气泵与连接支架2d通过供气软管相连通；当蓄力扭簧3d处于常态下时，弹射板3呈竖直并将夹定装置高举在放料口1a的正下方；所以此时载物箱1内的卸料装置会将载物箱1内的物资推动，使其逐个抵触前进，最接近放料口1a的一个物资竖直掉落，并且掉落到托板2上，该过程由上栏条2a作为背侧限位；侧部挡板2b用以对物资一端实施限位，当物资顺利竖直掉落至托板2上后，夹紧气囊2c经气泵作用力发生膨胀，其外表面会接触物资外表面，依靠与之对应的侧部挡板2b，将物资顺利夹持在二者之间，即托板2上；待后续弹射板3转动至设定角度需进行弹射操作的时候，夹紧气囊2c才开始释放物资。

蓄力器包括蓄力轴4和两个对称套设在蓄力轴4上的蓄力板4a，蓄力轴4呈水平铰接在弹射板3的下方，两个蓄力板4a分别处于弹射板3的一侧外，蓄力板4a为半圆形结构的弹簧钢铸造件，弹射板3的两侧分别设有一个能够和蓄力板4a的外弧面相接触的导能板3a，气动马达3r的旋转轴3c通过第一齿轮箱3d1与蓄力轴4传动连接；气动马达3r通过第一齿轮箱3d1促使蓄力轴4转动，进而使得两个蓄力板4a发生同步转动，每个蓄力板4a的外表面分别抵触一个导能板3a，由于旋转力，当旋转在180°以内的时候，蓄力板4a的外圆面和导能板3a紧密接触，促使了弹射板3装有夹定装置的一端向载物骨架1c后端方向转动，当蓄力板4a转动角度超过180°的时候，即此时蓄力板4a依靠直线式平面与导能板3a脱离，导能板3a失去抵触力，进而使得弹射板3依靠蓄力扭簧3d复位式旋转，而构成了弹射动作。

卸料装置包括滚珠丝杠5、推板5a和电动机5b，滚珠丝杠5呈水平铰接设置，滚珠丝杠5的轴向和旋转轴3c的轴向之间接近t型分布，滚珠丝杠5上套设有与之传动连接的螺母滑块，推板5a一端和螺母滑块固定连接，推板5a处于载物箱1内的中层区域，并且位于载物箱1远离放料口1a的一端，电动机5b设于载物箱1的外部并且其输出转子通过第二齿轮箱5c与滚珠丝杠5传动连接；电动机5b工作，依靠第二齿轮箱5c促使滚珠滑块沿滚珠丝杠5的轴向运动，进一步使得推板5a将物资推动至朝向放料口1a方向运动，使得最接近放料口1a的一个物资从放料口1a掉落出载物箱1。

仰角电杆1n的杆体端部与载物骨架1c铰接配合，仰角电杆1n的输出杆通过活动块和载物箱1的外侧旋转连接；当弹射板3进行弹射操作的过程中，物资由一定弧度向指定地点投放，该过程，由于是投放中存在弧向角度，所以考虑处于弹射板3上方的载物箱1是否能够阻碍物资的顺利投放，所以在弹射板3进行投放操作的时候，载物箱1和弹射板3的常态上下间距不能过大，防止物料不能够稳定的落入到托板2上；综上所述仰角电杆1n工作，促使载物箱1朝上转动，进而避开弹射板3的投射工作。

载物骨架1c的顶部安装有上梁支架1d，多旋翼无人机1v安装在上梁支架1d顶部，上梁支架1d的外侧安装有和控制器电性连接的语音播报器1r；多旋翼无人机1v用以带动整机飞行；语音播报器1r作用于使得在救援区域/安全的投放物资区域的时候，可以通过语音播放功能使得被救人员能够听到，并且朝物资投放点进行移动。

载物骨架1c上还安装有与控制器电性连接的远红外发射器1k，该远红外发射器1k接近弹射板3设置；远红外发射器1k作用于使其发射出的红外光线可以大致照射出物资的预投放地点，可以使得人们能够准确知道物资投放点或者是通过其避开投放点，防止砸伤。

载物箱1内设有一端与之顶壁铰接配合的卸料挡板7，卸料挡板7的轴接端安装有夹定扭簧，夹定扭簧的作用力能够迫使卸料挡板7的自由端朝向推板5a方向转动；由于卸料装置作用力，物资被逐个挤压式推动，由于卸料装置作用力，一定大于夹定扭簧的作用力，进而使得卸料挡板7迫使夹定扭簧逆向转动，进而使得卸料挡板7朝上翻转至水平姿态，使得其解除对物资的上部限位；当单个物资由放料口1a掉落后，卸料装置复位工作，复位距离控制在合理范围内，此时由于卸料挡板7失去了卸料装置的作用力的抵触，而依靠夹定扭簧发生朝向卸料装置方向的运动，即物资方向，此时卸料挡板7则会接触物资，将物资夹持在其与卸料装置之间；防止物资在其内部发生自由活动。

载物箱1接近放料口1a的一侧设有能够竖直活动的防坠板6，防坠板6在工作状态下，其与上栏条2a对称设置，载物箱1的一侧铰接有收卷轮6a，收卷轮6a上缠绕有收卷绳，收卷绳的自由端和防坠板6固定连接，载物箱1的外侧还设有与收卷轮6a传动连接的升降电机6b，载物箱1的顶部开设有能够翻转打开的顶盖；当卸料装置要将物资从放料口1a投放至托板2上的时候，升降电机6b工作，依靠收卷轮6a和收卷绳将防坠板6放下，使得防坠板6依靠重力下降，进而与上栏条2a构成对称姿态，与此同时在配合侧部挡板2b以及夹紧气囊2c，使得物资掉落到前述四者之间，确保了物资的掉落中以及掉落后的稳定性。

工作原理：控制器内设置定位模块、无线收发模块、图像处理模块，定位模块用以传递整机的坐标位置，无线收发模块用以建立远程的遥控连接，图像处理模块用以接收全景高清摄像头1p的录像信息以及发送给远程操作者；多旋翼无人机1v的结构用以带动整机在空中飞行，实施整机的高度变化，增加整机的机动性；履带行走装置1w可使得整机在飞行至火灾建筑内后，可以在火灾建筑内的地面进行滑动，增加了适应性；首先人工将救援物资包括防火服和防烟罩等物品采用设定的包装袋压缩式包装，并且逐个码放至载物箱1内，并且呈平铺；整机到达指定地点区域后，由全景高清摄像头1p查找被困人员以及寻找距离被困人员方便拿取物资的投放地点；该操作具体由专业的远程操作人员进行判断；当投放地点找到后，并且距离投放地点在设定的弹射范围内，首先语音播报器1r会进行播放语音，提示周边区域被困人员在该区域拾取物资，于此同时此远红外发射器1k工作，指示出大致的投放点；然后卸料装置会将物资推动，使得其中最靠前的一个物资经放料口1a掉落至托板2上，该过程中，防坠板6依靠升降电机6b工作，进而与上栏条2a构成对称姿态，与此同时在配合侧部挡板2b以及夹紧气囊2c，使得物资掉落到前述四者之间，然后夹紧气囊2c受气泵作用力，发生膨胀，使得前述物资被夹紧在托板2上；然后气动马达3r工作，第一次在180°内，并使得蓄力器工作，进而将弹射板3被动带动旋转至设定角度，并且到达该角度后，由非接触式传感器1q进行检测，检测感应的结果传递给控制器，控制器则指示仰角电杆1n将载物箱1带动朝上旋转，预留出供后续物资能够以抛物线姿态弹射出的空间；同时也指示气泵加将夹紧气囊2c实施放气，停止夹持；同时气动马达3r再一次转动，且角度大于180°，所以弹射板3此时依靠蓄力扭簧3d而将处于夹定装置上的被释放的物料投放至预设地点。

上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。