[发明专利]一种全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人，特别是涉及一种全织物皮肤感知自主柔性变 形搜救机器人。

背景技术

近年来，地震、煤矿事故等灾难频繁发生，严重的威胁着人类的生命 和财产安全，引起了社会各界的广泛关注和重视。然而由于灾难环境的复 杂以及二次灾难的影响，废墟下搜救路径狭窄，救援人员难以及时进行救 援。

然而目前出现的废墟环境下搜救机器人，多数不具有变形或者如履带 式机器人，只是通过基本的结构重组来实现变形，不能进入废墟下狭窄的 环境继续进行搜救工作。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有搜救机器人多数不具有变形或者如履带 式机器人，只是通过基本的结构重组来实现变形，不能进入废墟下狭窄的 环境继续进行搜救工作的不足，提出了一种可通过自身的变形进入狭窄的 废墟环境继续进行搜救的机器人，即：全织物皮肤感知自主柔性变形搜救 机器人。

实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种自主柔性变形搜救机器 人，其包括：头部、躯干部和尾部三部分，所述机器人三部分的长度相同， 外形均为圆柱形结构，三部分均有电源装置、驱动装置以及控制装置，其 特征在于：头部设置有生命探测装置、摄像头、红外装置和通信装置；所 述机器人的头部、躯干部和尾部均由若干关节组成，变形机构在所述关节 中起支撑作用；所述机器人头部和躯干部以及躯干部和尾部之间分别相连 构成一个整体；所述机器人两端具有相同的球形外壳结构。

自主柔性变形搜救机器人的操作方法如下：

第一步，皮肤感知的环境信息、摄像头和红外装置探测到的路径信息以 及生命探测装置探测到的生命信息一并传送到控制装置；

第二步、控制装置将当前的环境信息通过通信装置发给救援人员，救援 人员根据当前的环境信息采取相应的救援措施；

第三步、控制装置再根据路径信息和生命探测的信息控制机器人选择最 优路径，并决定是否通过变形来继续进行搜救；

第四步、所述机器人在三部分的控制装置的协调控制下进行运动，从而 完成控制装置分配的任务。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

1)本发明通过机器人外部覆盖的柔性织物皮肤中嵌入的传感器来进行 环境信息的感知，可感知丰富的环境信息，将传感器嵌入到织物中一方面 保护传感器使其不被损坏，另一方面又使其尽可能与空气接触，保证感知 充分的环境信息。

2)本发明机器人底部覆盖的柔性织物皮肤具有摩擦系数可变的特性， 通过这个特性使得机器人在运动时所受的切向摩擦力远小于法向摩擦力， 为全织物皮肤感知柔性变形搜救机器人的运动提供了必要条件，区别于其 它通过机械装置来实现这个条件的机器人，减轻了机器人本身的负担。

3)本发明通过机器人本身的变形机构，可以实现机器人顺利通过狭小 的空间，继续在废墟等环境下对受困人员进行搜寻，增大了机器人的搜救 范围。

4)本发明的机器人根据灾难现场的环境可自主选择搜救路径并且可根 据需要进行变形以进入废墟内部继续执行搜救任务，提高了救援的效率， 能够代替工作人员执行搜救任务，减少了救援人员的伤亡，为尽快营救更 多的受困人员赢得了宝贵的时间。

附图说明

图1为本发明全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人整体结构示意 图；

图2为本发明全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人变形结构示意 图；

图3为全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人总体控制框图；

图4为全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人系统电气连接示意图；

图5为机器人关节连接处旋转机构的俯视图；

图6为机器人关节连接处旋转机构的主视图。

具体实施方式

下面结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。

参见附图1，本发明全织物皮肤感知自主柔性变形搜救机器人由头部1、 躯干部2、尾部3三部分通过连接机构6连接而成，并且机器人的外部覆盖 有柔性织物皮肤5，机器人的头部前端和尾部末端都连接有球状外壳4。机 器人头部1、躯干部2、尾部3的外形均为圆柱形结构。