CN110216660B - 移动平台并联机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动平台并联机器人。本发明包括中心工作台、主履带移动机器人和副履带移动机器人，所述的中心工作台通过多股绳索与主履带移动机器人、副履带移动机器人分别连接，所述的中心工作台有外接设备连接法兰。本发明通过卷扬机对绳索的收放可以大范围的驱动并联机器人工作。通过履带移动机器人搭载绳索机器人的方式，可以勘察人力无法查探或者高危险区域。

Description

移动平台并联机器人

技术领域

本发明涉及一种灾情勘察移动平台并联机器人，通过三个及以上的摇臂式履带机器人，牵引并联机器人完成灾情勘察作业，消除人工检测的风险，加快灾情勘察评估效率。

背景技术

近年来，随着相关技术的不断发展和应用需求的急剧增长，机器人技术在灾情检测评估中应用越来越广泛。我国台风频发，东南沿海地区频频受台风侵袭，屡次出现山体滑坡，泥石流等伴生灾害。在以前，不管是灾前预警、灾时抢险还是灾过善后，都需要耗费极大的人力、物力和财力，自然灾害带来的沉重损失可能需要很长时间才能缓过来。随着各种高新技术的发展，机器人的出现和应用，极大地拓展了人们对应对灾害的手段。

目前我国灾情预警工作，灾情勘察工作基本上是依靠人力进行，不仅工作量大，勘察速度慢、时间长，而且工作环境恶劣，可能还会遇到意外灾难，人工勘察费用高且勘察评估质量难以保证。另外有些灾情现场往往存在塌陷，这个时候如果采用无人机去观测灾情的话往往无法维持长时间的观测，导致灾情勘测效果不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是为了提高灾情勘察评估的安全问题，提高灾情勘察，灾情预警的效率，特别是针对现场存在塌陷情况，与此同时降低人力勘察的经济成本和风险，采用灾情勘察移动平台并联机器人。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括中心工作台、主履带移动机器人和副履带移动机器人，所述的中心工作台通过多股绳索与主履带移动机器人、副履带移动机器人分别连接，所述的中心工作台有外接设备连接法兰。

所述的主履带移动机器人包括主履带移动结构、主摇臂、主升降杆、主升降台、电磁铁和主卷扬机；在所述主履带移动结构的两侧安装两对用于越障的主摇臂，主履带移动结构的上部通过主升降杆与主升降台连接；所述主升降台上安装有用于吸附中心工作台的电磁体；所述主卷扬机也安装在主升降台上，主卷扬机上的绳索与中心工作台的一端固定。

所述的副履带移动机器人包括副履带移动结构、副摇臂、副升降杆、副升降台、扭簧拉伸装置和副卷扬机；在所述副履带移动结构的两侧安装两对用于越障的副摇臂，副履带移动结构的上部通过副升降杆与副升降台连接；所述副卷扬机安装在副升降台上，副卷扬机带动所述扭簧拉伸装置转动，所述扭簧拉伸装置内置有绳索，该绳索与中心工作台的另一端固定；所述的扭簧拉伸装置***可缠绕绳索。

进一步说，主卷扬机上与中心工作台一端固定的绳索采用拖线电缆。

进一步说，所述的扭簧拉伸装置带有绳索锁止机构。

进一步说，所述的绳索锁止机构包括推杆电机和夹具，两者安装在扭簧拉伸装置的出口，推杆电机带动夹具用于锁止扭簧拉伸装置的出口处的绳索。

进一步说，所述的升降杆还可旋转。

本发明的有益效果：

1.通过升降杆连接履带移动机器人升降台的方式，使得并联机器人的高度可在一定范围内自由调节。

2.通过升降台的旋转，可以小范围调节并联机器人的工作位置。

3.通过卷扬机对绳索的收放可以大范围的驱动并联机器人工作。

4.通过履带移动机器人搭载绳索机器人的方式，可以勘察人力无法查探或者高危险区域。

5.通过升降杆的旋转，在机器人作业结束后，可以使得移动机器人升降台转动到移动机器人机身上，便于车辆装载。

6.通过主履带移动机器人接出拖线电缆给中心工作台供电的方式，可以减轻中心工作台的重量，增加剩余负载量。

7.通过副履带移动机器人卷扬机上接扭簧拉伸装置，使得在到达初始工作位置时可以不需要卷扬机的运作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明灾情勘察移动平台并联机器人初始化作业的结构示意图。

图2为本发明灾情勘察移动平台并联机器人中履带移动机器人部分的结构示意图。

图3a和图3b为本发明灾情勘察移动平台并联机器人扭簧拉伸装置结构示意图。

图4为本发明灾情勘察移动平台并联机器人初始阶段被动拉伸运动状态示意图。

图5为本发明灾情勘察移动平台并联机器人卷扬机拖动下运动状态示意图。

具体实施方式

本发明包括中心工作台、主履带移动机器人和副履带移动机器人，所述的中心工作台通过多股绳索与主履带移动机器人、副履带移动机器人分别连接，所述的中心工作台有外接设备连接法兰。

所述的主履带移动机器人包括主履带移动结构、主摇臂、主升降杆、主升降台、电磁铁和主卷扬机；在所述主履带移动结构的两侧安装两对用于越障的主摇臂，主履带移动结构的上部通过主升降杆与主升降台连接；所述主升降台上安装有用于吸附中心工作台的电磁体；所述主卷扬机也安装在主升降台上，主卷扬机上的绳索与中心工作台的一端固定。

所述的副履带移动机器人包括副履带移动结构、副摇臂、副升降杆、副升降台、扭簧拉伸装置和副卷扬机；在所述副履带移动结构的两侧安装两对用于越障的副摇臂，副履带移动结构的上部通过副升降杆与副升降台连接；所述副卷扬机安装在副升降台上，副卷扬机带动所述扭簧拉伸装置转动，所述扭簧拉伸装置内置有绳索，该绳索与中心工作台的另一端固定；所述的扭簧拉伸装置***可缠绕绳索。

优选的，采用履带移动机器人元素结合绳索并联机器人的方式，设计出了新型灾情勘察移动平台并联机器人，所谓的并联是指绳索并联，即每根绳索的一端都是连接中心工作台，另一端都是连接履带移动机器人。

优选的，采用升降台的方式，增大了并联机器人的作业空间。

优选的，采用摇臂越障的运动方式，增强了移动机器人地形适应能力，从而增强了灾情勘察并联机器人对高度危险区的勘察评估能力。

优选的，采用卷扬机对绳索的收放可以大范围的驱动并联机器人工作。

优选的，采用升降杆连接履带移动机器人升降台的方式，使得并联机器人的高度可在一定范围内自由调节。

优选的，采用履带移动机器人搭载绳索机器人的方式，可以勘察人力无法查探或者高危险区域。

优选的，采用升降杆可附加旋转的功能，使得机器人在作业结束后，可以让履带移动机器人升降台转动到履带移动机器人机身上，便于车辆装载。

优选的，采用摇臂式移动机器人底盘可以抵消并联机器人工作时的倾覆力，从而使得机器人稳定。

实施例：

如图1至图5所示，本实施例中的主履带移动机器人包括卷扬机9，升降台7，升降杆6，摇臂5。卷扬机9安装在升降台7上，升降台7安装在升降杆6上。升降台7与履带移动结构4之间由升降杆6连接。升降杆6可带动升降台7上下运动，同时还可以在一定范围内旋转运动，使得升降台可以在一定程度上转动。主履带移动机器人与副履带移动机器人结构基本相似，副履带移动机器人的卷扬机9上还安装有扭簧拉伸装置11。

在初始作业阶段，升降台7位于履带移动结构4机身上，在作业过程中，会通过升降杆6的伸缩和旋转运动，上升到合适位置。传感器位于移动机器人机身上，遇到障碍时，可以触发机器人越障机制，摇臂5启动，越过障碍继续工作。摇臂5一共两对，分别安装在移动机器人两侧。可一定范围内抵抗中心工作台2工作时的倾覆力。

绳索1一端连接在中心工作台上2上，另一端连接在副履带机器人12、13的扭簧拉伸装置11上，通过卷扬机9和移动机器人共同控制中心工作台2运作。扭簧拉伸装置11安装在副履带移动机器人的卷扬机9输出轴上。扭簧拉伸装置11由扭簧14、外壳15，夹具16，推杆电机17四部分组成，见图3a和图3b。

工作过程描述：初始状态，主履带移动机器人，副履带移动机器人和副履带移动机器人处于并排位置如图1所示，中心工作台2通过电磁铁8吸附在升降台7上，接收到工作指令后，主履带移动机器人进行规划，发送指令给副履带移动机器人12、13，扭簧拉伸装置11中的绳索被拉出，如图4；移动到所规划的位置后，推杆电机17运动，带动夹具16锁紧绳索1，然后电磁铁8断电，位于主履带移动机器人上的中心工作台2通过卷扬机9运作，同时配合副履带机器人12、13上的扭簧拉伸装置11旋转，使得拖线电缆10和中心工作台2被放出到灾情勘察区域，而中心工作台2与副履带机器人12或13之间的绳索卷绕至扭簧拉伸装置11的***；之后通过卷扬机9和三个履带移动机器人协作控制中心工作台2运动至灾情现场，特别是坍塌区域的上方。中心工作台2底部的外界设备连接法兰3携带灾情勘察所需的各种工具，从而完成坍塌区域的勘察作业。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (5)

1.移动平台并联机器人，包括中心工作台、主履带移动机器人和副履带移动机器人，其特征在于：

所述的中心工作台通过多股绳索与主履带移动机器人、副履带移动机器人分别连接，所述的中心工作台有外接设备连接法兰；

所述的主履带移动机器人包括主履带移动结构、主摇臂、主升降杆、主升降台、电磁铁和主卷扬机；在所述主履带移动结构的两侧安装两对用于越障的主摇臂，主履带移动结构的上部通过主升降杆与主升降台连接；所述主升降台上安装有用于吸附中心工作台的电磁体；所述主卷扬机也安装在主升降台上，主卷扬机上的绳索与中心工作台的一端固定；

所述的副履带移动机器人包括副履带移动结构、副摇臂、副升降杆、副升降台、扭簧拉伸装置和副卷扬机；在所述副履带移动结构的两侧安装两对用于越障的副摇臂，副履带移动结构的上部通过副升降杆与副升降台连接；所述副卷扬机安装在副升降台上，副卷扬机带动所述扭簧拉伸装置转动，所述扭簧拉伸装置内置有绳索，该绳索与中心工作台的另一端固定；所述的扭簧拉伸装置***可缠绕绳索。

2.根据权利要求1所述的移动平台并联机器人，其特征在于：主卷扬机上与中心工作台一端固定的绳索采用拖线电缆。

3.根据权利要求1所述的移动平台并联机器人，其特征在于：所述的扭簧拉伸装置带有绳索锁止机构。

4.根据权利要求3所述的移动平台并联机器人，其特征在于：所述的绳索锁止机构包括推杆电机和夹具，两者安装在扭簧拉伸装置的出口，推杆电机带动夹具用于锁止扭簧拉伸装置的出口处的绳索。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动平台并联机器人，其特征在于：所述的升降杆还可旋转。