一种携带救援机器人的载具

摘要

本发明公开了一种携带救援机器人的载具，包括车体、控制台、储物柜，车体底面设有车轮，储物柜包括立板和置地盒，立板在车体底面竖直伸缩设置，立板可伸至与车轮底面齐平，立板通过电机驱动上下伸缩。置地盒翻转连接在立板的伸出端，置地盒通过电机驱动上下翻转。置地盒内设有盒腔，盒腔内存放有机器人，盒腔设有盖口，盖口设于水平放置状态置地盒的上面，盖口边翻转连接有盒盖，盒盖通过电机驱动上下翻转。控制台设于车体，立板、置地盒、盒盖分别与控制台电连接。本发明便于携带机器人前往灾区后放出和收回，防止机器人碰撞造成损坏。

说明书

技术领域

本发明涉及载具，具体为一种携带救援机器人的载具。

背景技术

在有毒、缺氧或浓烟等危险灾害事故现场开展侦察、探测、搜救工作是消防、应急救援的核心工作之一，但救援人员经常面临人身安全威胁，且人工开展相关作业常面临信息采集不足等问题。利用移动机器人，特别是足式机器人替代或辅助救援人员先行进入高危场景具有重要意义。目前，足式机器人对废墟、石堆、楼梯等复杂地形适应能力优异，可跨越较高障碍物或深入室内环境，在狭窄空间灵活性较高；足式机器人可侦察检测有毒浓烟缺氧环境，追踪热源及远处微小目标；在消防侦察解决方案中集成了可见光与红外双光谱云台、气体传感设备、全向相机、旋转激光扫描仪、拾音器等应用模块，结合智能信息后台，为救援决策提供可视化信息，并可运输救援物资，助力消防与应急救援人员开展灾后搜救与侦察救援工作，同时通过残余物采样、气体采样、三维地形构建等现场全维度资料收集，结合智能算法与分析，为灾难溯源及预测防范措施提供重要参考。

目前消防员使用卡车、面包车等具有一定容量的载具，将机器人和遥控器进行携带，而由于部分机器人体积较为庞大，尤其是大型机器狗，上下载具需要多人配合搬运或者使用吊机等将机器人进行装载，对于部分体积较小的机器人，尤其是小型机器狗，则是直接人工进行携带。

由于地震或其他灾害事故发生时，地面相对较为不平稳，在足式机器人缺少固定的情况下，容易在车厢内碰撞而造成损坏，并且达到目的地后，如果快速的将足式机器人从载具上进行卸载，依旧是目前的难题。

因此，如何便于携带机器人到达灾区后放出和收回，防止机器人碰撞造成损坏成为目前载具亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种携带救援机器人的载具，便于携带机器人到达灾区后放出和收回，防止机器人碰撞造成损坏。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种携带救援机器人的载具，包括车体、控制台、储物柜，车体底面设有车轮，储物柜包括立板和置地盒，立板在车体底面竖直伸缩设置，立板可伸至与车轮底面齐平，立板通过电机驱动上下伸缩。置地盒翻转连接在立板的伸出端，置地盒通过电机驱动上下翻转：当置地盒向上翻至平行于立板时，置地盒处于竖直放置状态；当置地盒向下翻至垂直于立板时，置地盒处于水平放置状态。置地盒内设有盒腔，盒腔内存放有机器人，盒腔设有盖口，盖口设于水平放置状态置地盒的上面，盖口边翻转连接有盒盖，盒盖通过电机驱动上下翻转：当盒盖向上翻转时，盖口打开；当盒盖向下翻转时，盖口闭合。控制台设于车体，立板、置地盒、盒盖分别与控制台电连接，驱动置地盒翻转的电机、驱动盒盖翻转的电机具体结构可参考现有智能垃圾桶上驱动桶盖翻转的电机结构，驱动立板伸缩的电机具体结构可参考现有传送带的电机结构。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的携带救援机器人的载具，消防车到达灾区后，消防员操作控制台，将储物柜伸出车体，然后将置地盒落在地面上水平放置，再将盖口打开，从而放出机器人；消防员操控机器人起身后爬出盒腔，在灾区巡逻探测生命信号，辅助救援。在巡逻结束后，消防员操控机器人爬入盒腔内后趴下，准备收回机器人；消防员操作控制台，将盖口闭合，然后将置地盒翻至竖直放置状态，再将储物柜缩入车体，从而收回机器人。无需消防员手持机器人，便于携带机器人前往灾区后放出和收回，防止机器人碰撞而造成损坏。

优选的，控制台设有电子控制单元和出柜钮，出柜钮与立板电连接，立板与车体之间设有落地传感器，置地盒与立板之间设有开盖传感器，出柜钮、落地传感器、开盖传感器分别与电子控制单元电连接，电子控制单元通过出柜钮、落地传感器、开盖传感器分别向立板、置地盒、盒盖发出指令：当触发出柜钮时，命令立板伸出车体；当立板伸至与车轮底面齐平时，落地传感器接收到信号，命令立板停止伸出且命令置地盒向下翻转；当置地盒翻至水平放置状态时，开盖传感器接收到信号，命令置地盒停止翻转且命令盒盖向上翻转。消防员按压出柜钮便于放出机器人。

优选的，控制台还设有关盖钮，关盖钮与盒盖电连接，盒盖与置地盒之间设有起地传感器，置地盒与立板之间设有回柜传感器，关盖钮、起地传感器、回柜传感器分别与电子控制单元电连接，电子控制单元通过关盖钮、起地传感器、回柜传感器分别向盒盖、置地盒、立板发出指令：当触发关盖钮时，命令盒盖向下翻转；当盒盖闭合盖口时，起地传感器接收到信号，命令盒盖停止翻转且命令置地盒向上翻转；当置地盒翻至竖直放置状态时，回柜传感器接收到信号，命令置地盒停止翻转且命令立板缩入车体内。消防员按压关盖钮便于收回机器人。

优选的，置地盒盒腔内设有若干隔板，隔板划分盒腔形成若干置物腔，机器人分别存放在若干置物腔内，隔板位于机器人两侧。使置地盒内能够分开存放多个机器人，隔板对机器人起到限位作用，防止机器人向两侧发生位移。

优选的，置物腔内设有两个头部防晃组件，头部防晃组件设有头部触压件、头部联动件、头部夹件和头部滑块，置物腔靠近机器人头端的内侧面设有两个滑槽，两个头部防晃组件的头部滑块分别在两个滑槽内伸缩设置，头部滑块缩入端设有头部弹簧，头部弹簧的伸缩方向与头部滑块的伸缩方向相同，头部触压件的一端固定于头部滑块伸出端，头部触压件的另一端压向机器人头端，头部联动件与头部触压件翻转连接，头部夹件设于机器人侧方，头部夹件的一端固定于头部联动件，头部夹件的另一端压向机器人侧面，头部夹件与头部联动件的相接处设有头部转轴，头部转轴与置物腔内底面旋转连接，两个头部防晃组件在机器人两侧水平对称设置，两个头部防晃组件的头部夹件相互靠近和远离，机器人夹固在两个头部防晃组件的头部夹件之间。防止机器人头端晃动碰撞置地盒侧壁造成损坏。

优选的，置物腔内设有两个尾部防晃组件，尾部防晃组件设有尾部触压件、尾部联动件、尾部夹件和尾部滑块，置物腔靠近机器人尾端的内侧面设有两个滑槽，两个尾部防晃组件的尾部滑块分别在两个滑槽内伸缩设置，尾部滑块缩入端设有尾部弹簧，尾部弹簧的伸缩方向与尾部滑块的伸缩方向相同，尾部触压件的一端固定于尾部滑块伸出端，尾部触压件的另一端压向机器人尾端，尾部联动件与尾部触压件翻转连接，尾部夹件设于机器人侧方，尾部夹件的一端固定于尾部联动件，尾部夹件的另一端压向机器人侧面，尾部夹件与尾部联动件的相接处设有尾部转轴，尾部转轴与置物腔内底面旋转连接，两个尾部防晃组件在机器人两侧水平对称设置，两个尾部防晃组件的尾部夹件相互靠近和远离，机器人夹固在两个尾部防晃组件的尾部夹件之间。防止机器人尾端晃动碰撞置地盒侧壁造成损坏。

优选的，盒盖设有海绵垫，海绵垫设于盒盖翻向盖口的面，当盒盖盖合盖口时，海绵垫压在机器人的上面。海绵垫具有弹性，防止盒盖压坏机器人。

优选的，置物腔内侧壁设有硅胶垫，硅胶垫设于机器人的两侧。硅胶垫具有弹性，防止机器人撞向置物腔侧壁造成损坏。

优选的，车体底面设有摄像头，控制台设有显示器，显示器与摄像头电连接，显示器显示摄像头拍摄画面。消防员通过显示器便于观察车底储物柜收回和放出机器人的情况。

附图说明

图1为实施例1中携带救援机器人的载具的结构示意图。

图2为实施例1中机器人爬向车体下方时的示意图。

图3为实施例1中置地盒放置于地面时，载具的剖面图。

图4为实施例1中放出机器人时，储物柜的使用示意图。

图5为实施例1中收回机器人时，储物柜的使用示意图。

图6为实施例1中控制台的结构示意图。

图7为实施例1中盖口打开时，水平放置状态置地盒的结构示意图。

图8为实施例1中盖口闭合时，水平放置状态置地盒的结构示意图。

图9为实施例1中竖直放置状态置地盒的结构示意图。

图10为实施例2中置物腔内机器人未被夹固时的结构示意图。

图11为实施例2中置物腔内机器人头端被夹固时的结构示意图。

图12为实施例2中置物腔内机器人尾端被夹固时的结构示意图。

图13为实施例3中置地盒的剖面图。

图14为实施例3中置物腔的剖面图。

图15为实施例4中置物腔内机器人尾端被夹固时的结构示意图。

图16为图15中A处的局部放大图。

图17为实施例4中夹件的结构示意图(接触板未被压缩)。

图18为实施例4中夹件的结构示意图(接触板被压缩)。

图19为实施例4中夹件的结构示意图。

图20为实施例4中夹件的结构示意图。

图21为实施例4中夹件弹簧弹力调节示意图

附图标记：1、车体；11、控制台；12、出柜钮；13、关盖钮；14、提示灯；15、显示器；16、摄像头；2、储物柜；21、立板；3、置地盒；30、盒腔；31、盒盖；32、盖口；34、隔板；35、置物腔；4、海绵垫；41、硅胶垫；5、机器人；51、地面；6、头部防晃组件；62、头部触压件；63、头部联动件；64、头部夹件；65、头部转轴；66、头部弹簧；67、头部滑块；68、头部滑槽；7、尾部防晃组件；72、尾部触压件；73、尾部联动件；74、尾部夹件；75、尾部转轴；76、尾部弹簧；77、尾部滑块；78、尾部滑槽；8、夹件；81、夹杆；810、夹件外壳；811、通孔；812、夹件底板；813、螺纹座；82、夹头；820、活动杆；821、上压板；83、夹件弹簧；84、下压板；840、尾板；841、扩孔；85、调节螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1至9所示的携带救援机器人的载具，一种携带救援机器人的载具，包括车体1、控制台11、储物柜2，车体1底面设有车轮，储物柜2包括立板21和置地盒3，立板21在车体1底面竖直伸缩设置，立板21可伸至与车轮底面齐平，立板21通过电机驱动上下伸缩。置地盒3翻转连接在立板21的伸出端，置地盒3通过电机驱动上下翻转：当置地盒3向上翻至平行于立板21时，置地盒3处于竖直放置状态；当置地盒3向下翻至垂直于立板21时，置地盒3处于水平放置状态。置地盒3内设有盒腔30，盒腔30内存放有机器人5，盒腔30设有盖口32，盖口32设于水平放置状态置地盒3的上面，盖口32边翻转连接有盒盖31，盒盖31通过电机驱动上下翻转：当盒盖31向上翻转时，盖口32打开；当盒盖31向下翻转时，盖口32闭合。控制台11设于车体1，立板21、置地盒3、盒盖31分别与控制台11电连接，驱动置地盒3翻转的电机、驱动盒盖31翻转的电机具体结构可参考现有智能垃圾桶上驱动桶盖翻转的电机结构，驱动立板21伸缩的电机具体结构可参考现有传送带的电机结构。

消防车到达灾区后，载具上各个部件的活动步骤如下：

1、消防员操作控制台11，将储物柜2向下伸出车体1。

2、储物柜2在接触地面后，置地盒3翻转至水平放置，贴合在地面51上。

3、盖口32打开，消防员操控机器人5起身后爬出盒腔30，在灾区巡逻进行救援工作。

在巡逻结束后，消防员操控机器人5爬入盒腔30内后趴下，准备收回机器人5；消防员操作控制台11，将盖口32闭合，然后将置地盒3翻至竖直放置状态，再将储物柜2缩入车体1，从而收回机器人5。无需消防员手持机器人5，便于携带机器人5前往灾区后放出和收回，防止机器人5碰撞而造成损坏。

上述储物柜2以上下活动的形式，最大限度提高单个载具对机器人的容纳量，由于本实施例中，机器人采用四足机器狗，机器狗在趴伏在地面上时，四肢贴合躯干，其高度相对较低，因此使用置地盒3将水平趴伏状态的机器人进行收取，之后置地盒3向上翻转至竖直状态进入储物柜2，最后储物柜2向上收起进入到载具内部，其并排可以排放多列储物柜2，容量相对较高。

参考图4和图6，控制台11设有电子控制单元和出柜钮12，出柜钮12与立板21电连接，立板21与车体1之间设有落地传感器，置地盒3与立板21之间设有开盖传感器，出柜钮12、落地传感器、开盖传感器分别与电子控制单元电连接，电子控制单元通过出柜钮12、落地传感器、开盖传感器分别向立板21、置地盒3、盒盖31发出指令：当触发出柜钮12时，命令立板21伸出车体1(如图b)；当立板21伸至与车轮底面齐平时，落地传感器接收到信号，命令立板21停止伸出且命令置地盒3向下翻转(如图c)；当置地盒3翻至水平放置状态时，开盖传感器接收到信号，命令置地盒3停止翻转且命令盒盖31向上翻转(如图d)。消防员按压出柜钮12便于放出机器人5。

参考图5和图6，控制台11还设有关盖钮13，关盖钮13与盒盖31电连接，盒盖31与置地盒3之间设有起地传感器，置地盒3与立板21之间设有回柜传感器，关盖钮13、起地传感器、回柜传感器分别与电子控制单元电连接，电子控制单元通过关盖钮13、起地传感器、回柜传感器分别向盒盖31、置地盒3、立板21发出指令：当触发关盖钮13时，命令盒盖31向下翻转(如图f)；当盒盖31闭合盖口32时，起地传感器接收到信号，命令盒盖31停止翻转且命令置地盒3向上翻转(如图g)；当置地盒3翻至竖直放置状态时，回柜传感器接收到信号，命令置地盒3停止翻转且命令立板21缩入车体1内(如图h)。消防员按压关盖钮13便于收回机器人5。

参考图6，控制台还设有提示灯14，提示灯14分别与出柜钮12、关盖钮13电连接：当触发出柜钮12时，提示灯14点亮；当触发关盖钮13时，提示灯14熄灭。消防员通过提示灯14点亮和熄灭，较容易确认当前储物柜是否收回车体内。

参考图1和图6，车体1底面设有摄像头16，控制台11设有显示器15，显示器15与摄像头16电连接，显示器15显示摄像头16拍摄画面。消防员通过显示器15便于观察车底储物柜2收回和放出机器人5的情况。

参考图7至图9，置地盒3盒腔30内设有若干隔板34，隔板34划分盒腔30形成若干置物腔35，机器人5分别存放在若干置物腔35内，隔板34位于机器人5两侧。使置地盒3内能够分开存放多个机器人5，隔板34对机器人5起到限位作用，防止机器人5向两侧发生位移。

实施例2

如图10至图12所示的携带救援机器人的载具，本实施例基于实施例1，本实施例相较实施例1的不同在于：置物腔35内设有两个头部防晃组件6和两个尾部防晃组件7。

参考图11，置物腔35内设有两个头部防晃组件6，头部防晃组件6设有头部触压件62、头部联动件63、头部夹件64和头部滑块67，置物腔35靠近机器人5头端的内侧面设有两个滑槽，两个头部防晃组件6的头部滑块67分别在两个滑槽内伸缩设置，头部滑块67缩入端设有头部弹簧66，头部弹簧66的伸缩方向与头部滑块67的伸缩方向相同，头部触压件62的一端固定于头部滑块67伸出端，头部触压件62的另一端压向机器人5头端，头部联动件63与头部触压件62翻转连接，头部夹件64设于机器人5侧方，头部夹件64的一端固定于头部联动件63，头部夹件64的另一端压向机器人5侧面，头部夹件64与头部联动件63的相接处设有头部转轴65，头部转轴65与置物腔35内底面旋转连接，两个头部防晃组件6在机器人5两侧水平对称设置，两个头部防晃组件6的头部夹件64相互靠近和远离，机器人5夹固在两个头部防晃组件6的头部夹件64之间。在置地盒3翻转过程中、升降过程中及落在地面51上，置物腔35内机器人5容易产生晃动，当两个头部防晃组件6的头部触压件62同时受到机器人5头端的压力后，头部弹簧66被压缩，且头部夹件64从两侧夹住机器人5，防止机器人5头端晃动碰撞置地盒3侧壁造成损坏；当头部弹簧66复位后，两个头部防晃组件6的头部触压件62分别带动头部夹件64松开机器人5。

参考图12，置物腔35内设有两个尾部防晃组件7，尾部防晃组件7设有尾部触压件72、尾部联动件73、尾部夹件74和尾部滑块77，置物腔35靠近机器人5尾端的内侧面设有两个滑槽，两个尾部防晃组件7的尾部滑块77分别在两个滑槽内伸缩设置，尾部滑块77缩入端设有尾部弹簧76，尾部弹簧76的伸缩方向与尾部滑块77的伸缩方向相同，尾部触压件72的一端固定于尾部滑块77伸出端，尾部触压件72的另一端压向机器人5尾端，尾部联动件73与尾部触压件72翻转连接，尾部夹件74设于机器人5侧方，尾部夹件74的一端固定于尾部联动件73，尾部夹件74的另一端压向机器人5侧面，尾部夹件74与尾部联动件73的相接处设有尾部转轴75，尾部转轴75与置物腔35内底面旋转连接，两个尾部防晃组件7在机器人5两侧水平对称设置，两个尾部防晃组件7的尾部夹件74相互靠近和远离，机器人5夹固在两个尾部防晃组件7的尾部夹件74之间。在置地盒3翻转过程中、升降过程中及落在地面51上，置物腔35内机器人5容易产生晃动，当两个尾部防晃组件7的尾部触压件72同时受到机器人5尾端的压力后，尾部弹簧76被压缩，且尾部夹件74从两侧夹住机器人5，防止机器人5尾端晃动碰撞置地盒3侧壁造成损坏；当尾部弹簧76复位后，两个尾部防晃组件7的尾部触压件72分别带动尾部夹件74松开机器人5。

在置物腔35内机器人5向头端移动后，头部弹簧66能够带动头部触压件62移动，将机器人5推回原位；在置物腔35内机器人5向尾端移动后，尾部弹簧76能够带动尾部触压件72移动，将机器人5推回原位，自动校正机器人5在置物腔35内的位置，便于机器人5出入置物腔35。

实施例3

如图13至图14所示的携带救援机器人的载具，本实施例基于实施例1，本实施例相较实施例1的不同在于：盒盖31设有海绵垫4，海绵垫4设于盒盖31翻向盖口32的面，当盒盖31盖合盖口32时，海绵垫4压在机器人5的上面。海绵垫4具有弹性，防止盒盖31压坏机器人5。

其中，置物腔35内侧壁设有硅胶垫41，硅胶垫41设于机器人5的两侧。硅胶垫41具有弹性，防止机器人5撞向置物腔35侧壁造成损坏。

实施例4

如图15至图20所示，本实施例是以实施例2为基础，对尾部夹件74和头部夹件64的夹件8部分做进一步改进。

夹件8包括夹杆81、夹头82、夹件弹簧83、下压板84和调节螺栓85，其中夹件弹簧83采用劲度系数可变的弹簧，具体的夹件弹簧83的劲度系数随压缩距离增加而增大。

夹杆81设有夹件外壳810、夹件底板812，夹头82设有活动杆820和上压板821。夹件外壳810上设有凹槽，夹头82嵌入至凹槽并。夹件外壳810下方带有通孔811，活动杆820穿过通孔811，使得夹头82可以在夹件外壳810的凹槽内活动。

下压板84位于夹件底板812朝向夹件外壳810的端面上，上压板821、夹件弹簧83、下压板84均套设在夹杆81上。夹件弹簧83位于上压板821和下压板84之间。

参见图18，当夹件8朝向机器人5夹紧时，夹头82接触机器人5的髋关节位置，夹头82受压向下移动，致使上压板821压缩夹件弹簧83，以避免机器人5因夹件8的夹持作用而发生刚性损坏，通过夹件弹簧83进行缓冲。

夹件底板812上设有多处螺纹座813，螺纹座813与调节螺栓85配合，用于调整下压板84的位置，下压板84设有尾板840，尾板840开设有扩孔841，扩孔841对准螺纹座813。

参见图21(a)，当调节螺栓85较短时，夹件弹簧83未被预压缩，此时夹头82被完全压缩时，提供的夹持力度相对较低。

参见图21(b)，而当调节螺栓85较长时，夹件弹簧83被调节螺栓85预压缩的距离较长，此时夹件弹簧83的劲度系数较大，夹件8夹持机器人5髋关节所产生的加持力度较大，能够提供更大的夹持力。

因此可以通过调节螺栓85对夹件弹簧83的预压缩距离进行调整，根据机器人的表面材质，选择对应性的夹紧力。如机器人表面材质为塑料时，则需要退出夹件弹簧83，让夹持力度相对较低，以避免表面破损。若机器人表面材料为合金钢时，则可以旋紧调节螺栓85，让夹件弹簧83预压缩，当发生震动或晃动时，可以产生更大的夹紧力，以确保机器人5在置物腔35内的固定。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。