用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人，該機器人包括履帶式底盤，所述履帶式底盤包括底盤本體、環(huán)形履帶、前后兩個驅(qū)動輪部件、張緊輪部件、壓帶輪部件和擺臂部件，底盤本體包括設于兩側(cè)的側(cè)板，環(huán)形履帶設于側(cè)板上，前后兩個驅(qū)動輪部件分別設于環(huán)形履帶內(nèi)的兩端，壓帶輪部件也設于環(huán)形履帶內(nèi)，壓帶輪部件位于前后兩個驅(qū)動輪部件之間，張緊輪部件設于環(huán)形履帶外；所述履帶式底盤上設有機械手臂、液體氣體采集模塊、環(huán)境傳感器模塊、目標自主識別模塊、視頻監(jiān)控模塊和無線傳輸模塊。本發(fā)明能夠在無需人員進入的情況下即可對環(huán)境危險程度做出判斷，并可轉(zhuǎn)移危險物品到防爆罐或安全地點，極大的保證了相關人員的生命安全。
【專利說明】用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及特種機器人工程【技術領域】，具體地指一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人。

【背景技術】
[0002]近年來，伴隨著我國經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展與綜合國力的增強，城市規(guī)模不斷的增大，城市人口流量也在增加，城市的交通也顯得特別擁擠和繁重。為了改善交通環(huán)境，國家采取了各種措施，其中興建地下鐵道得到了普遍的認可，地鐵建設在大多數(shù)城市中正在進行或即將納入計劃中。地鐵建設雖然緩解了城市的交通壓力，但其一般是采取全封閉隧道式運行方式，隧道空間狹小密閉，一旦發(fā)生恐怖事件或者安全事故，處理時相對其它場所來說難度較大，人工進行處理的風險也更大。
[0003]而隨著社會的進步，人們應對危險環(huán)境和恐怖活動的方式越來越多地由純?nèi)斯げ僮鬓D(zhuǎn)化為遙控的特種機器人執(zhí)行。因此，設計一種用于應對地鐵環(huán)境突發(fā)事件的應急處置機器人顯得極為重要，但至今為止進展緩慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明目的旨在提供一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人，該機器人能夠被有線或無線遙控操作進入到危險區(qū)域中，抓取可疑目標物并轉(zhuǎn)移、對現(xiàn)場泄露氣體或液體進行采集，以及通過自帶攝像頭觀察實地環(huán)境，通過環(huán)境傳感器模塊分辨環(huán)境中的各種有害氣體成分，并將相關信息反饋到遙控操作終端，為采取進一步行動提供參考。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術方案是:一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人，它包括履帶式底盤，所述履帶式底盤包括底盤本體、環(huán)形履帶、驅(qū)動輪部件、大從動輪部件和小從動輪部件、張緊輪部件、壓帶輪部件和擺臂部件，底盤本體包括設于兩側(cè)的側(cè)板，環(huán)形履帶設于側(cè)板上，驅(qū)動輪部件大從動輪部件和小從動輪部件依次設于環(huán)形履帶內(nèi)，壓帶輪部件也設于環(huán)形履帶內(nèi)，壓帶輪部件位于前后兩個驅(qū)動輪部件之間，張緊輪部件設于環(huán)形履帶外，底盤本體內(nèi)設有電機，電機通過嵌套傳動軸與擺臂部件連接；
[0006]所述底盤本體上設有機械手臂、液體氣體采集模塊、環(huán)境傳感器模塊、目標自主識別模塊、視頻監(jiān)控模塊和無線傳輸模塊；
[0007]所述機械手臂包括5自由度機械臂和夾鉗機械手，所述5自由度機械臂安裝在履帶式底盤上，所述夾鉗機械手安裝在5自由度機械臂上；
[0008]所述液體氣體采集模塊包括采集控制盒、氣體儲存袋和液體儲存裝置，采集控制盒安裝在履帶式底盤上，氣體儲存袋設于所述采集控制盒上，液體儲存裝置通過螺釘安裝在采集控制盒上，采集控制盒安裝在履帶式底盤上；所述環(huán)境傳感器模塊通過螺釘安裝在履帶式底盤上；
[0009]所述目標自主識別模塊包括一臺Kinect攝像頭和一臺工控機，工控機安裝在履帶式底盤上，所述Kinect攝像頭通過圓形支撐桿安裝在履帶式底盤上。
[0010]所述視頻監(jiān)控模塊包括一臺2自由度云臺攝像機、兩臺側(cè)視攝像機、一臺前視攝像機、一臺機械手攝像機，2自由度云臺攝像機通過方形支撐桿安裝在履帶式底盤上，兩臺側(cè)視攝像機用螺釘分別安裝在兩側(cè)的側(cè)板上，前視攝像機用螺釘安裝在履帶式底盤的前板上，機械手攝像機用螺釘安裝在5自由度機械臂上；
[0011]所述無線傳輸模塊用螺釘安裝在履帶式底盤上。
[0012]在上述技術方案中，所述無線傳輸模塊包括wifi無線通信單元。
[0013]使用本發(fā)明應急機器人時，操作人員根據(jù)操作遙控終端上顯示的遠端現(xiàn)場環(huán)境的適時圖像和相關信息，做出判斷，然后操縱遙控終端面板上的搖桿、按鈕等設備，遠程控制應急處置機器人完成搜索、探測、解除危險等任務。外部人員可以根據(jù)應急處置機器人反饋回來的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，決定采取何種對應策略進入現(xiàn)場排除危險，或者直接遙控應急處置機器人處理能夠處理的危險源后在進入，從而確保相關人員的生命安全。遙控終端和應急處置機器人之間可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的要求通過有線或者無線方式進行通信，當現(xiàn)場無線信號被管制時，可采用有線通信方式。
[0014]本發(fā)明所設計的一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人針對地鐵的特殊環(huán)境進行了適應性設計，采用履帶式底盤并具有前擺臂，可以靈活移動，不僅可以原地轉(zhuǎn)向而且可以方便的從地鐵通道的樓梯上爬上、爬下；并且可安裝多個針對地鐵特殊環(huán)境突發(fā)事件的應急處置模塊，可以根據(jù)現(xiàn)場情況的需要只安裝相應功能的模塊執(zhí)行任務，也可以安裝全部功能模塊執(zhí)行任務，功能齊全，可以應對各種地鐵環(huán)境下的突發(fā)狀況；同時，它的目標自主識別模塊具備自主運動運算能力，可以控制機械手臂進行智能自主抓取目標物，幫助操作人員快速轉(zhuǎn)移危險物品。
[0015]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:其一，所設計應急處置機器人針對地鐵的特殊環(huán)境進行了適應性設計，采用履帶式底盤使其可以靈活移動，而且可以原地轉(zhuǎn)向，并具有前擺臂，可以方便的從地鐵通道的樓梯上爬上、爬下；其二，所設計應急處置機器人可安裝多個針對地鐵特殊環(huán)境突發(fā)事件的應急處置模塊；其三，所設計應急處置機器人采用了模塊化設計，可以根據(jù)現(xiàn)場情況的需要只安裝相應功能的模塊執(zhí)行任務，也可以安裝全部功能模塊執(zhí)行任務，功能齊全，可以應對各種地鐵環(huán)境下的突發(fā)狀況；其四，所設計應急處置機器人的目標自主識別模塊具備自主運動運算能力，可以控制機械手臂進行智能自主抓取目標物，幫助操作人員快速轉(zhuǎn)移危險物品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1所示應急處置機器人另一側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0019]如圖1和圖2所示，本發(fā)明用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人包括履帶式底盤，履帶式底盤包括底盤本體1、設于底盤本體I兩側(cè)側(cè)板2上的環(huán)形履帶3、驅(qū)動輪部件
4.1、大從動輪部件4.2、小從動輪部件4.3、壓帶輪部件5、張緊輪部件6和擺臂部件7，驅(qū)動輪部件(4.1)、大從動輪部件4.2和小從動輪部件4.3依次設于環(huán)形履帶3內(nèi)，壓帶輪部件5也設于環(huán)形履帶3內(nèi)，壓帶輪部件5位于前后兩個驅(qū)動輪部件4之間，張緊輪部件6設于環(huán)形履帶3外。擺臂部件7安裝在履帶式底盤I的側(cè)板上，通過環(huán)形履帶3相連。大從動輪部件4.2和小從動輪部件4.3之間的環(huán)形履帶3內(nèi)也可以設置壓帶輪部件，環(huán)形履帶3外也可以設置張緊輪。底盤本體I內(nèi)設有電機，電機通過嵌套傳動軸與擺臂部件7連接。
[0020]履帶式底盤上設有機械手臂、液體氣體采集模塊、環(huán)境傳感器模塊8、目標自主識別模塊、視頻監(jiān)控模塊和無線傳輸模塊18，其中，
[0021]機械手臂包括5自由度機械臂16和夾鉗機械手17，5自由度機械臂16通過根部接口(具體可以為法蘭盤接口)安裝在履帶式底盤上，夾鉗機械手17也通過法蘭盤接口安裝在5自由度機械臂16上。
[0022]液體氣體采集模塊包括采集控制盒20、氣體儲存袋21和液體儲存裝置19，采集控制盒20通過螺釘安裝在履帶式底盤上，氣體儲存袋21通過插銷固定在采集控制盒20上，液體儲存裝置19通過螺釘安裝在采集控制盒20上。
[0023]環(huán)境傳感器模塊8通過螺釘安裝在履帶式底盤上。
[0024]目標自主識別模塊包括一臺Kinect攝像頭9和一臺工控機10，工控機10安裝在履帶式底盤上，Kinect攝像頭9通過圓形支撐桿安裝在履帶式底盤上。
[0025]視頻監(jiān)控模塊包括一臺2自由度云臺攝像機11、一臺機械手攝像機12、兩臺側(cè)視攝像機13和一臺前視攝像機14,2自由度云臺攝像機11通過方形支撐桿安裝在履帶式底盤上，兩臺側(cè)視攝像機13用螺釘分別安裝在履帶式底盤I的左、右側(cè)板上，前視攝像機14用螺釘安裝在履帶式底盤的前板上，機械手攝像機12用螺釘安裝在5自由度機械臂16上；無線傳輸模塊18具有wifi功能，用螺釘安裝在履帶式底盤上。底盤本體I上還設有插座15，插座15用于連接外部攜帶的取樣部件的插頭。
[0026]當?shù)罔F中出現(xiàn)可疑危險物品或是恐怖襲擊時，因環(huán)境的不確定性，工作人員直接進入處理會存在風險時，即可使用本發(fā)明應急處置機器人代替人工進行環(huán)境探測和危險排除，本發(fā)明應急處置機器人的工作過程如下:
[0027]由操作人員通過有線或無線方式遠程操作應急處置機器人，驅(qū)動輪部件4.1在動力驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，從而通過環(huán)形履帶3帶動大從動輪部件4.2和小從動輪部件4.3轉(zhuǎn)動，如遇到障礙物或者階梯，則控制電機的嵌套傳動軸驅(qū)動擺臂部件4轉(zhuǎn)動，從而帶動小從動輪部件4.3上下運動，從而完成跨越障礙物或者上下樓梯，由于履帶式底盤移動靈活，能夠方便快捷到達指定地點，且在移動過程中，應急處置機器人自帶攝像頭將現(xiàn)場狀況，以及環(huán)境傳感器模塊辨別出的環(huán)境中的各種有害氣體成分實時的反饋到操作終端，為采取進一步行動提供參考。
[0028]操作人員根據(jù)操作遙控終端上顯示的遠端現(xiàn)場環(huán)境的適時圖像和相關信息，做出判斷，然后操縱遙控終端面板上的搖桿、按鈕等設備，遠程控制應急處置機器人完成搜索、探測、解除危險等任務。
[0029]發(fā)現(xiàn)可疑物品后，操作人員可遙控應急處置機器人或是讓其自主抓取可疑目標物，然后轉(zhuǎn)移；如果需要對現(xiàn)場的液體或氣體進行采集，則可以遙控開啟液體氣體采集模塊，將指定地點的液體或氣體采集到相應的存放裝置中帶回。從而在無需人員進入的情況下對環(huán)境危險程度做出判斷，并可轉(zhuǎn)移危險物品到防爆罐或安全地點，極大的保證了人員的生命安全。
[0030]外部人員可以根據(jù)應急處置機器人反饋回來的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，決定采取何種對應策略進入現(xiàn)場排除危險，或者直接遙控應急處置機器人處理能夠處理的危險源后在進入，從而確保相關人員的生命安全。遙控終端和應急處置機器人之間可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的要求通過有線或者無線方式進行通信，當現(xiàn)場無線信號被管制時，可采用有線通信方式。
[0031]本發(fā)明用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人針對地鐵的特殊環(huán)境進行了適應性設計，采用履帶式底盤并具有前擺臂，可以靈活移動，不僅可以原地轉(zhuǎn)向而且可以方便的從地鐵通道的樓梯上爬上、爬下；并且可安裝多個針對地鐵特殊環(huán)境突發(fā)事件的應急處置模塊，可以根據(jù)現(xiàn)場情況的需要只安裝相應功能的模塊執(zhí)行任務，也可以安裝全部功能模塊執(zhí)行任務，功能齊全，可以應對各種地鐵環(huán)境下的突發(fā)狀況；同時，它的目標自主識別模塊具備自主運動運算能力，可以控制機械手臂進行智能自主抓取目標物，幫助操作人員快速轉(zhuǎn)移危險物品。
【權(quán)利要求】
1.一種用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人，其特征在于:包括履帶式底盤，所述履帶式底盤包括底盤本體(1)、環(huán)形履帶(3)、驅(qū)動輪部件(4.1)、大從動輪部件(4.2)和小從動輪部件(4.3)、張緊輪部件￠)、壓帶輪部件(5)和擺臂部件(7)，底盤本體(1)包括設于兩側(cè)的側(cè)板(2)，環(huán)形履帶(3)設于側(cè)板(2)上，驅(qū)動輪部件(4.1)大從動輪部件(4.2)和小從動輪部件(4.3)依次設于環(huán)形履帶(3)內(nèi)，壓帶輪部件(5)也設于環(huán)形履帶(3)內(nèi)，壓帶輪部件(5)位于前后兩個驅(qū)動輪部件(4)之間，張緊輪部件(6)設于環(huán)形履帶(3)夕卜，底盤本體(1)內(nèi)設有電機，電機通過嵌套傳動軸與擺臂部件連接； 所述底盤本體(1)上設有機械手臂、液體氣體采集模塊、環(huán)境傳感器模塊(4)、目標自主識別模塊、視頻監(jiān)控模塊和無線傳輸模塊(18)； 所述機械手臂包括5自由度機械臂(16)和夾鉗機械手(17)，所述5自由度機械臂(16)安裝在履帶式底盤上，所述夾鉗機械手(17)安裝在5自由度機械臂(16)上； 所述液體氣體采集模塊包括采集控制盒(20)、氣體儲存袋(21)和液體儲存裝置(19)，采集控制盒(20)安裝在履帶式底盤上，氣體儲存袋(21)設于所述采集控制盒(20)上，液體儲存裝置(19)通過螺釘安裝在采集控制盒(20)上，采集控制盒(20)安裝在履帶式底盤上；所述環(huán)境傳感器模塊(4)通過螺釘安裝在履帶式底盤上； 所述目標自主識別模塊包括一臺Kinect攝像頭(9)和一臺工控機(10)，工控機(10)安裝在履帶式底盤上，所述Kinect攝像頭(9)通過圓形支撐桿安裝在履帶式底盤上。 所述視頻監(jiān)控模塊包括一臺2自由度云臺攝像機(12)、兩臺側(cè)視攝像機(13)、一臺前視攝像機(14)、一臺機械手攝像機(12),2自由度云臺攝像機(12)通過方形支撐桿安裝在履帶式底盤上，兩臺側(cè)視攝像機(13)用螺釘分別安裝在兩側(cè)的側(cè)板(2)上，前視攝像機(14)用螺釘安裝在履帶式底盤的前板上，機械手攝像機(12)用螺釘安裝在5自由度機械臂(16)上； 所述無線傳輸模塊(18)用螺釘安裝在履帶式底盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于應對地鐵突發(fā)事件的應急處置機器人，其特征在于:所述無線傳輸模塊(18)包括wifi無線通信單元。
【文檔編號】B62D55/065GK104385274SQ201410377455
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】孫魁元, 薛利梅, 王艷春 申請人:湖北三江航天紅林探控有限公司