[实用新型]一种爬楼梯搜救机器人

说明书

本实用新型涉及一种搜救机器人，特别是关于一种在地震、火灾等重大灾难以及特殊环境中使用的爬楼梯搜救机器人。 

随着我国城市高层建筑迅速增多，近年来，我国高层建筑火灾逐渐呈上升趋势。以上海为例，2004年高层建筑发生火灾239起，与2003年同期相比上升了50.3%，直接财产损失上升45.9%，这些对防灾装备和救援能力带来新挑战。我国消防应急救援装备能力与高层建筑的快速发展严重失衡。消防应急救援装备的高度限制、机动性差，受周边环境影响严重，已经成为影响高楼有效灭火和救援的致命缺陷。目前的装备品种单一，作业能力远远落后于高层建筑的高度发展。用于消防灭火的装备主要是消防水罐车，其喷水远射最大能力目前仅为8层楼高，用于登高救援的装备主要是消防云梯车，其举高救援最大能力目前约50米，相当于高层建筑的十五层，对于应对更高的高层建筑火灾来说，这些消防应急救援装备远远不够。而机器人作为一种自动化的机器，所具备一些与人或生物相似的智能能力，如动作能力、感知能力、协同能力和规划能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对适应所执行不同任务和特殊环境的能力，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。越障机器人的研究，对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。尤其是在重大灾难，如地震、火灾中的作用不可小觑。 

目前已有的爬梯机器人有履带式结构机器人、轮组式爬楼梯装置和步行式爬楼梯装置，但是都存在着一些问题。履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用。它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。但是这类装置仍存在很多不足之处：重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯；但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。 

综上所述，国外在爬楼梯装置方面的研究已经有一百多年的历史，成果也较多，但是它们大多结构复杂、造价昂贵，远远超出了发展中国家人民的经济承受能力。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积、重量、稳定性及安全性的限制，还没有产品真正投入使用。由此可见，为了解决移动机器人使用受限的问题，同时考虑到我国使用者的经济承受能力，需要研究一种价格低廉、功能多样的爬楼梯装置。 

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适用范围较广、结构简单，成本较低的爬楼梯搜救机器人。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种爬楼梯搜救机器人，其特征在于：它包括运动机构和控制所述运动机构的控制机构；所述运动机构由四个行星轮组构成，所述四个行星轮组两两一组对称设置在车体底部两侧；每个所述行星轮组均包括一个中心轮、两个传动轮、六个传动齿轮、两个直流伺服电机、一个轮架和三个轮子；所述中心轮通过转轴连接在所述轮架的中心位置处，该转轴的输出端通过第一个所述传动轮同轴连接第一个所述直流伺服电机，第一个所述传动轮与第二个所述传动轮啮合后同轴连接第二个所述直流伺服电机；两个所述直流伺服电机均由所述控制机构控制其工作；在所述轮架的三个支架上，与所述中心轮同侧，每个支架上都设置有一对相互啮合的所述传动齿轮，且靠近所述轮架中心处的所述传动齿轮与所述中心轮啮合，远离所述轮架中心处的所述传动齿轮与所述轮子同轴连接。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种爬楼梯搜救机器人，其特征在于：它包括运动机构和控制所述运动机构的控制机构；所述运动机构由四个行星轮组构成，所述四个行星轮组两两一组对称设置在车体底部两侧；每个所述行星轮组均包括一个中心轮、两个传动轮、六个传动齿轮、两个直流伺服电机、一个轮架和三个轮子；所述中心轮通过转轴连接在所述轮架的中心位置处，该转轴的输出端通过第一个所述传动轮同轴连接第一个所述直流伺服电机，第一个所述传动轮与第二个所述传动轮啮合后同轴连接第二个所述直流伺服电机；两个所述直流伺服电机均由所述控制机构控制其工作；在所述轮架的三个支架上，与所述中心轮同侧，每个支架上都设置有一对相互啮合的所述传动齿轮，且靠近所述轮架中心处的所述传动齿轮与所述中心轮啮合，远离所述轮架中心处的所述传动齿轮与所述轮子同轴连接。