一种基于四足机器人的自动顶升救灾平台的制作方法

1.本实用新型涉及一种救灾平台，尤其是一种基于四足机器人的自动顶升救灾平台，属于机器人领域。


背景技术：

2.在震后的救灾工作上，机器人的应用越来越多，例如日本横滨警视厅发明的履带式救援机器人，可以直接把人吞进机器人然后带离危险地带，后来又在此基础上添加了摄像机、机械臂及可以探测伤者伤情的传感器，救援效果显著。
3.然而，目前大多数抗震救灾机器人多用于物资运输、探测伤者，缺乏直接应用于救灾的机器人，传统的抗震救灾机器人仅仅起到辅助、探测作用，无法直接进行救灾道路清障支撑，仍然需要救灾人员从外向内逐步打通道路，造成救援速度缓慢。
4.并且部分灾后区域由于空间狭小，救援人员难以直接进入，更难以观察到受困人员的位置、数量、受伤情况、受困程度及周围的环境等。
5.由于上述原因，亟待研究一种能够在灾后障碍物中行走，并支撑重物清理道路或支撑倾轧受困人员的建筑废料，使得受困人员更容易脱困、救援的顶升救灾平台。


技术实现要素：

6.为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，提出了一种基于四足机器人的自动顶升救灾平台，包括四足机器人1和千斤顶2，
7.所述四足机器人1包括机架12和连接在机架12上的机腿11，
8.所述机腿11包括大腿部111、小腿部112和拉杆113，大腿部111上端具有大腿舵机114，大腿舵机114固定在机架12上，
9.在机架12上设置有基架板123，所述千斤顶2固定在基架板 123上。
10.根据本实用新型，大腿部111下端与小腿部112铰接，拉杆 113的一端与小腿部112上端铰接，通过拉杆113拉动小腿部112，使得大腿部111和小腿部112之间可相对旋转，
11.在机腿11上设置有与拉杆113铰接的拉杆舵机115。
12.在一个优选的实施方式中，所述拉杆舵机115安装在大腿部111的侧壁上。
13.根据本实用新型一个优选的实施方式，大腿部111和/或小腿部112包括两块结构相同的基板1111，在两块基板1111之间设置有加强筋1112。
14.优选地，所述基板1111具有镂空。
15.在一个优选的实施方式中，所述大腿部111上设置有机身大腿连接键116，机身大腿连接键116一端固定在机架12上，另一端与外侧基板1111的上端铰接。
16.优选地，所述大腿部111与小腿部112通过轴承铰接，
17.所述大腿部111与大腿舵机114通过轴承铰接。
18.根据本实用新型，所述机架12包括机架管121和端板122，多根机架管121设置为上下两层，所述基架板123设置在下层机架管121上，多根机架管121的两端通过端板122固定。
19.优选地，在机架12上还设置有腿部外摆舵机124，腿部外摆舵机124与机腿11连接。
20.根据本实用新型，在机架12上设置有千斤顶舵机22，千斤顶舵机22通过双摇杆结构组件23与液压活塞杆24连接。
21.本实用新型所具有的有益效果包括：
22.(1)根据本实用新型提供的基于四足机器人的自动顶升救灾平台，将千斤顶搭载在四足机器人平台上，使其可适应多种地形，可进入复杂狭窄等人无法进入或有一定危险的环境，并实现千斤顶远程控制，彻底解决了人工操作千斤顶时使用距离与使用场景受限的问题。
23.(2)根据本实用新型提供的基于四足机器人的自动顶升救灾平台，大幅度提高了四足机器人的结构强度、减少了平台在运行过程中由于摩擦带来的破坏性损耗、减少了机械结构中受力不均匀以及运行不稳定的情况。
24.(3)根据本实用新型提供的基于四足机器人的自动顶升救灾平台，提高了四足机器人的整体承重能力。
25.(4)根据本实用新型提供的基于四足机器人的自动顶升救灾平台，实现千斤顶的人工和自动控制之间的转换，将机械结构的手动控制转变为计算机对受控舵机的电信号控制实现对液压千斤顶的机电一体化控制。
附图说明
26.图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台整体结构示意图；
27.图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台机腿结构示意图；
28.图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台四足机器人结构示意图；
29.图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台千斤顶与机架结构示意图；
30.图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台千斤顶结构示意图；
31.图6示出根据本实用新型一种优选实施方式的基于四足机器人的自动顶升救灾平台千斤顶结构示意图。
32.附图标记
[0033]1‑
四足机器人；
[0034]2‑
千斤顶；
[0035]
11
‑
机腿；
[0036]
12
‑
机架；
[0037]
21
‑
薄板；
[0038]
22
‑
千斤顶舵机；
[0039]
23
‑
双摇杆结构组件；
[0040]
24
‑
液压活塞杆；
[0041]
25
‑
油阀；
[0042]
26
‑
降落舵机；
[0043]
111
‑
大腿部；
[0044]
112
‑
小腿部；
[0045]
113
‑
拉杆；
[0046]
114
‑
大腿舵机；
[0047]
115
‑
拉杆舵机；
[0048]
116
‑
机身大腿连接键；
[0049]
117
‑
足底；
[0050]
121
‑
机架管；
[0051]
122
‑
端板；
[0052]
123
‑
基架板；
[0053]
124
‑
腿部外摆舵机；
[0054]
125
‑
螺栓；
[0055]
231
‑
摇杆；
[0056]
232
‑
连杆；
[0057]
233
‑
动力压杆；
[0058]
234
‑
加强摇杆；
[0059]
1111
‑
基板；
[0060]
1112
‑
加强筋；
[0061]
1151
‑
舵机杆。
具体实施方式
[0062]
下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0063]
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0064]
本实用新型提出了一种基于四足机器人的自动顶升救灾平台，包括四足机器人1和千斤顶2，如图1所示。
[0065]
采用四足机器人作为救灾平台的移动组件，相较于传统的履带式移动组件，在跨越地形障碍方面具有更大优势，足式移动机器人对行走路面的要求很低，它可以跨越障碍物，在各种崎岖不平的复杂路面上行进，对灾后混乱地形的适用性更强，并且，四足仿生机器人具有高机动性、负载能力，利于快速的抢险救灾。
[0066]
进一步地，所述四足机器人1包括机架12和连接在机架12 上的机腿11。
[0067]
进一步地，所述机腿11包括大腿部111、小腿部112和拉杆 113，大腿部111上端具有大腿舵机114，如图2所示，大腿舵机 114固定在机架12上。
[0068]
更进一步地，大腿部111下端与小腿部112铰接，拉杆113 的一端与小腿部112上端铰接，通过拉杆113拉动小腿部112，使得大腿部111和小腿部112之间可相对旋转，从而实现
机腿11 的伸缩，进而实现行走过程。
[0069]
优选地，所述拉杆113的拉动通过拉杆舵机115实现，拉杆舵机115通过舵机杆与拉杆113铰接，当拉杆舵机115旋转时，拉杆113拉动小腿部112的上端，从而使得机腿11伸缩。
[0070]
更优选地，所述拉杆舵机115安装在大腿部111的侧壁上，舵机杆1151与拉杆113之间铰接。
[0071]
在本实用新型中，拉杆113、大腿部111、小腿部112的连接形成了双摇杆机构，并通过具有大扭矩的拉杆舵机115带动拉杆113，能够极大提高机腿11的负载能力。
[0072]
在本实用新型中，救灾平台主要作用为支撑重物，需要将重物顶升，以让救灾人员进入或者保证被困人员的安全，所以对四足机器人1的负载承重能力有较大要求，然而传统的四足机器人1结构强度不足，负载能力不能达到要求。
[0073]
针对此，发明人对机腿11结构进行了深入研究，优选地，如图3所示，大腿部111和/或小腿部112包括两块结构相同的基板1111，采用两块基板1111的结构，极大降低了机腿11的重量，降低了大腿舵机114和拉杆舵机115的功耗，进而提高就在平台的工作时长。
[0074]
进一步地，在两块基板1111之间设置有加强筋1112，通过加强筋1112将两块基板1111连接起来，以提高整体结构强度。
[0075]
在一个优选的实施方式中，所述基板1111具有镂空，以减轻机腿11的重量。
[0076]
优选地，所述基板1111和加强筋1112为铝合金材质，在保证整体重量符合实际工程应用要求的前提下，大幅度提高了四足机器人的结构强度。
[0077]
在一个更优选的实施方式中，两块基板1111中，外侧基板 1111上端还设置有机身大腿连接键116，所述机身大腿连接键 116一端固定在机架12上，另一端与外侧基板1111铰接，在本实用新型中，通过机身大腿连接键116与大腿舵机114共同连接机腿11与机架12，提高了连接位置的机械强度，进而增加了救灾平台的负载能力。
[0078]
根据本实用新型一个优选的实施方式，所述大腿部111与小腿部112通过轴承118铰接，所述大腿部111与大腿舵机114 通过轴承118铰接。
[0079]
在一个更优选的实施方式中，所述机身大腿连接键116与外侧基板1111通过轴承118铰接。
[0080]
由于大腿根部、小腿根部以及腿部与机身连接处受力较大，通过轴承铰接的形式，能够极大减少机械摩擦，提高应用安全性，同时增加使用寿命。
[0081]
在一个优选的实施方式中，所述小腿部112的底端设置有足底117，优选地，所述足底117为非金属有机材料，能够增加其与地面的摩擦力，同时起到减震作用，增加腿部结构的安全性能。
[0082]
更优选地，所述足底117截面呈圆弧形，进一步提高减振效果。
[0083]
所述机架12包括机架管121、端板122和基架板123，如图 4所示，进一步地，多根机架管121的两端通过端板122固定。
[0084]
在一个优选的实施方式中，所述机架管121与端板122之间为过盈配合连接。
[0085]
优选地，多根机架管121设置为上下两层，所述基架板123 设置在下层机架管121上用于承接千斤顶2。
[0086]
在本实用新型中，采用机架管121与端板122构成的机架12 骨架结构，不仅保证了机架12的负载能力，还降低了机架12的整体重量，降低了对机腿11的负载压力。
[0087]
在一个优选的实施方式中，所述机架管121采用碳纤维管，其具有强度高，耐腐蚀，质量轻、等优点，在保证机体结构强度的同时，减少了机器狗腿部的负重，同时方便电路板和相关控制元器件的安装。
[0088]
在一个优选的实施方式中，所述基架板123通过螺栓125 固定在机架管121上。
[0089]
在一个优选的实施方式中，在机架12上还具有腿部外摆舵机124，腿部外摆舵机124与机腿11连接，使得机腿11可实现左右摆动。
[0090]
更优选地，所述腿部外摆舵机124设置于螺栓125上，以减少基架板123上的螺纹孔数量，使得基架板结构更加合理，机械性能更强。
[0091]
优选地，所述腿部外摆舵机124还与机架管121连接，更优选地，所述腿部外摆舵机124与机架管121和螺栓125过盈配合，使得机腿与机架连接处的结构强度得到进一步加强。
[0092]
所述千斤顶2设置在基架板123上，优选通过螺栓固定在基架板123上。
[0093]
在一个优选的实施方式中，千斤顶2上端还具有薄板21，如图1所示，通过薄板21与上层的机架管121连接固定，以进一步提高千斤顶2与四足机器人1之间的连接强度。
[0094]
所述千斤顶优选为液压千斤顶。
[0095]
进一步地，在机架12上设置有千斤顶舵机22，通过千斤顶舵机22带动液压活塞杆做提压动作，从而实现千斤顶的顶升。
[0096]
在一个优选的实施方式中，所述千斤顶舵机22与液压活塞杆24通过双摇杆结构组件23连接，如图5、6所示。
[0097]
具体地，所述双摇杆结构组件23包括摇杆231、连杆232 和动力压杆233，摇杆231的一端与千斤顶舵机22连接，另一端通过连杆232铰接在动力压杆233上，动力压杆233与液压活塞杆铰接，使得千斤顶舵机22定角度摆动时，带动动力压杆233 摆动，从而带动液压活塞杆做直线往复运动。
[0098]
在一个优选的实施方式中，在摇杆231与连杆232之间，还设置有加强摇杆234，发明人发现，由于摇杆231自身的几何长度和结构强度不满足实际应用要求，在本实用新型中，在摇杆 231和连杆232之间设置了加上摇杆234，使其满足几何尺寸和结构强度的应用要求，保证千斤顶顶升功能的实现。
[0099]
在一个优选的实施方式中，所述动力压杆233截面为类v形， v形的中部与液压活塞杆铰接，v形的两个边相互垂直，一方面减少双摇杆结构组件的占用空间，另一方面增加输出力的大小，保证千斤顶顶升功能的实现。
[0100]
根据本实用新型，千斤顶2的油阀25与降落舵机26相连，通过降落舵机26带动油阀25转动，实现油阀25的开合。
[0101]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0102]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0103]
以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。