一種自適應(yīng)地形的救援機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種礦用機(jī)械設(shè)備，更具體的說是涉及一種自適應(yīng)地形的救援機(jī) 器人。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦的安全問題不但影響煤炭行業(yè)的高效生產(chǎn)，而且制約著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展。世界各國對煤炭安全生產(chǎn)、預(yù)防事故及災(zāi)后搜索救援非常重視。然而目前國內(nèi)外礦下 搜救工作還是以人工搜救為主，由于發(fā)生災(zāi)難時(shí)礦下的情況復(fù)雜，比如瓦斯?jié)舛取?zāi)難現(xiàn)場 是否發(fā)生火災(zāi)以及起火點(diǎn)位置、現(xiàn)場溫度、氧氣、一氧化碳等有害氣體的含量、現(xiàn)場倒塌等 狀況難以確定等問題，若貿(mào)然派遣搜救人員進(jìn)入搜救可能會(huì)產(chǎn)生新的安全事故。
[0003] 有公告號為CN203780637U的專利公開了一種礦用救援機(jī)器人，其特征在于：包 括機(jī)體（1)和用于驅(qū)動(dòng)機(jī)體（1)運(yùn)動(dòng)的主履帶（2)，機(jī)體（1)的上部設(shè)置有觀察桿（9)，觀 察探頭（10)以可360°轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)置在觀察桿（9)的頂部，在機(jī)體（1)的前方設(shè)置有機(jī) 械手（11)，機(jī)體（1)的后部設(shè)置有爬坡履帶（6)，爬坡履帶（6)通過一向上翹起的過渡履帶
[4] 與主履帶⑵構(gòu)成完整的履帶傳動(dòng)系統(tǒng)，爬坡履帶（6)的履帶輪由支架（5)支撐，支架
[5] 的一端鉸接在過渡履帶⑷的支架上，并由設(shè)置在機(jī)體⑴上的液壓油缸（7)的活塞桿 控制支架（5)帶動(dòng)爬坡履帶（6)繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)爬坡履帶（6)的傾斜角度；所述機(jī)體 (1)的下方還設(shè)置有可升降橡膠輪（3);所述機(jī)體（1)內(nèi)設(shè)置有控制器（8)，控制器（8)接收 觀察探頭（10)檢測到的信號，并控制機(jī)械手（11)、液壓油缸（7)和可升降橡膠輪（3)運(yùn)動(dòng)， 該機(jī)器人通過爬坡履帶、主履帶以及過渡履帶的設(shè)置，使得該機(jī)器人具有較強(qiáng)的地形適應(yīng) 能力，但是在發(fā)生煤礦事故的之后煤礦，其內(nèi)部都會(huì)充滿許多可燃的且有毒的氣體，因而營 救的時(shí)間就顯得十分的重要，然而上述的機(jī)器人由于采用履帶式驅(qū)動(dòng)，因而其速度較慢，同 時(shí)為避免履帶斷裂，其履帶的材質(zhì)一般為金屬材質(zhì)，而金屬材質(zhì)在與煤礦礦洞表面摩擦的 時(shí)候，容易產(chǎn)生熱量，這樣就容易出現(xiàn)在機(jī)器人行進(jìn)的過程中引燃了煤礦內(nèi)的可燃?xì)怏w，導(dǎo) 致二次事故的發(fā)生，然而現(xiàn)有的輪式機(jī)器人雖然擁有較快的移動(dòng)速度，同時(shí)也不容易導(dǎo)致 二次事故，但是在倒塌后的煤礦內(nèi)地形較為復(fù)雜，所以現(xiàn)有的輪式機(jī)器人也不適用于煤礦 的救援。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種移動(dòng)速度快且能夠適 用多種地形的多自由度救援機(jī)器人。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種自適應(yīng)地形的救援機(jī)器 人，包括機(jī)器人本體以及設(shè)置在下方用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置 包括設(shè)置在機(jī)器人本體下方的驅(qū)動(dòng)輪和設(shè)置在機(jī)器人本體一側(cè)的爬坡輪，所述爬坡輪與驅(qū) 動(dòng)輪聯(lián)動(dòng)連接，且還通過一擺臂連接，所述機(jī)器人本體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū) 動(dòng)輪通過驅(qū)動(dòng)減速器聯(lián)動(dòng)，所述機(jī)器人本體內(nèi)還設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)電路與驅(qū)動(dòng)電機(jī)耦接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括：
[0006] 第一主控芯片，為AT89C51單片機(jī)，該單片機(jī)的P10 口耦接一電阻后耦接一三極 管的基極，且該三極管的集電極耦接一電感后接電源，其中該電感還并聯(lián)有一二極管，該單 片機(jī)的P11 口耦接一電阻后耦接一三極管的基極，且該三極管的集電極耦接一電感后接電 源，其中該電感還并聯(lián)有一二極管，且該單片機(jī)的P3. 2 口耦接一電阻后接一三極管基極， 且該三極管的集電極耦接一電感后接電源，其中該電感還并聯(lián)有一二極管，該單片機(jī)的 P3. 3 口耦接一電阻后耦接一三極管的基極，且該三極管的集電極耦接一電感后接電源，其 中該電感還并聯(lián)有一二極管；
[0007] 第一開關(guān)電路，包括四個(gè)單刀雙擲開關(guān)，其中每兩個(gè)開關(guān)為一組其一端均與一個(gè) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，另一端均電連接至電源，同時(shí)還耦接有一二極管，該二極管的陰極與單刀 雙擲開關(guān)耦接，陽極耦接有兩個(gè)相互并聯(lián)的開關(guān)管，兩個(gè)開關(guān)管的柵極相互連接后與兩個(gè) 三極管耦接，其中一個(gè)三極管的發(fā)射極與另一個(gè)三極管的集電極耦接后與開關(guān)管柵極耦 接，兩個(gè)三極管的基極相互連接后耦接一電阻后接電源，同時(shí)還耦接一個(gè)三極管的集電極， 該三極管的發(fā)射極接地，基極耦接至上述AT89C51單片機(jī)的I/O口，
[0008] 所述機(jī)器人本體內(nèi)設(shè)有擺動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)電機(jī)與擺臂通過擺動(dòng)減速器聯(lián)動(dòng)，所 述機(jī)器人本體內(nèi)還設(shè)有擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，所述擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與擺動(dòng)電機(jī)耦接，所述 擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括：
[0009] 第二主控芯片，為AT89C51單片機(jī)，該單片機(jī)的P10 口耦接一電阻后耦接一三極 管的基極，且該三極管的集電極耦接一電感后接電源，其中該電感還并聯(lián)有一二極管，該單 片機(jī)的P11 口耦接一電阻后耦接一三極管的基極，且該三極管的集電極耦接一電感后接電 源，其中該電感還并聯(lián)有一二極管，該單片機(jī)的P3. 2和P3. 3 口均耦接有一編碼器；
[0010] 第二開關(guān)電路，包括兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)，其一端均與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，另一端 均電連接至電源，同時(shí)還耦接有一二極管，該二極管的陰極與單刀雙擲開關(guān)耦接，陽極耦接 有開關(guān)管，開關(guān)管的柵極與兩個(gè)三極管耦接，其中一個(gè)三極管的發(fā)射極與另一個(gè)三極管的 集電極耦接后與開關(guān)管柵極耦接，兩個(gè)三極管的基極相互連接后耦接一電阻后接電源，同 時(shí)還耦接一個(gè)三極管的集電極，該三極管的發(fā)射極接地，基極耦接至上述AT89C51單片機(jī) 的P2. 0 口。
[0011] 通過采用上述技術(shù)方案，通過驅(qū)動(dòng)輪的設(shè)置，在機(jī)器人行進(jìn)的過程中可以通過擺 臂的轉(zhuǎn)動(dòng)，將爬坡輪收起，這樣機(jī)器人就可以通過驅(qū)動(dòng)輪在煤礦內(nèi)快速運(yùn)動(dòng)了，有效的避免 了履帶式機(jī)器人在救援的過程中出現(xiàn)的行動(dòng)過慢的問題，同時(shí)通過爬坡輪和擺臂的設(shè)置， 在遇到不規(guī)則地形時(shí)，就可以通過擺臂來調(diào)整爬坡輪與驅(qū)動(dòng)輪之間的角度，即爬坡輪與地 面之間的角度，這樣就可以使得機(jī)器人有效的適應(yīng)不規(guī)則地形了，使得機(jī)器人在煤礦救援 過程中更加的高效，而通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)減速器的設(shè)置，就可以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)，這 樣就可以有效的驅(qū)動(dòng)機(jī)器人在煤礦救援的過程中能夠快速的移動(dòng)，有效地避免了履帶式機(jī) 器人出現(xiàn)的移動(dòng)速度慢的問題，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)置，就能夠更好的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電 機(jī)動(dòng)作，使得機(jī)器人在救援工作中能夠更好更快的移動(dòng)，第一主控芯片的設(shè)置就可以有效 的控制第一開關(guān)電路內(nèi)的四個(gè)單刀雙擲開關(guān)，供給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源是正向的還是反向 的，以控制機(jī)器人是否前進(jìn)、后退或者轉(zhuǎn)彎，通過擺動(dòng)電機(jī)的設(shè)置，就可以有效的驅(qū)動(dòng)擺臂 上下擺動(dòng)，就可以不斷的調(diào)整擺臂與水平面之間的夾角，這樣在出現(xiàn)上坡的時(shí)候，就可以通 過擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)減速器來帶動(dòng)擺臂向上擺動(dòng)，將爬坡輪放置到坡的高處，然后通過爬 坡輪將機(jī)器人帶到坡的高處，機(jī)器人就可以有效的完成一個(gè)爬坡的過程，這樣就能夠使得 機(jī)器人適應(yīng)多種地形，同時(shí)不需要?dú)庠春鸵簤涸?，大大的減少了機(jī)器人的體積，擺動(dòng)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)電路的設(shè)置就可以有效的驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，對擺動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一個(gè)控制的作 用，通過第二主控芯片的設(shè)置就可以有效的控制第二開關(guān)電路內(nèi)的兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)，供 給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源是正向的還是反向的，以控制機(jī)器人的擺臂是否向上或是向下擺 動(dòng)。
[0012] 本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述爬坡輪和驅(qū)動(dòng)輪均為充氣輪胎。
[0013] 通過采用上述技術(shù)方案，充氣輪胎與地面的接觸部分為橡膠，因而機(jī)器人在行進(jìn) 的過程中不容易打滑，同時(shí)還不會(huì)出現(xiàn)履帶式機(jī)器人在行進(jìn)的過程中產(chǎn)生較大熱量，造成 二次事故的問題。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的一種自適應(yīng)地形的救援機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為圖1中驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0016] 圖3為圖1中擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0017] 圖4為本實(shí)用新型的一種自適應(yīng)地形的救援機(jī)器人的地形適應(yīng)示意圖。
[0018] 圖中：1、機(jī)器人本體；2、驅(qū)動(dòng)裝置；21、驅(qū)動(dòng)輪；22、爬坡輪；23、擺臂；3、驅(qū)動(dòng)電 機(jī)；4、驅(qū)動(dòng)減速器；5、擺動(dòng)電機(jī)；6、擺動(dòng)減速器；7、驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；71、第一主控芯片； 72、第一開關(guān)電路；8、擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；81、第二主控芯片；82、第二開關(guān)電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 參照圖1所示，本實(shí)施例的一種自適應(yīng)地形的救援機(jī)器人，包括機(jī)器人本體1以及 設(shè)置在下方用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體1運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置2,所述驅(qū)動(dòng)裝置2包括設(shè)置在機(jī)器人本 體1下方的驅(qū)動(dòng)輪21和設(shè)置在機(jī)器人本體1 一側(cè)的爬坡輪22,所述爬坡輪22與驅(qū)動(dòng)輪21 聯(lián)動(dòng)連