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专利号: 2022105517748
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种仿形吸附式救援机器人,其特征在于,其包括多组吸附固定装置,每组吸附固定装置均包括多个吸附机械手和连接平台,相邻两个吸附机械手之间通过所述连接平台固定连接,且所述连接平台上设有转运吊耳,每个吸附机械手均包括左机械手、右机械手和承载板,且所述承载板与所述连接平台固定连接,所述左机械手和右机械手对称设于所述承载板的左右两侧,且所述左机械手和右机械手均包括驱动电机、主动齿轮、驱动连杆、从动齿轮、多级连杆单元、末端抓手、变刚度套管、拉簧绳组和刚性吸盘,所述驱动电机设于所述承载板上,且所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述主动齿轮连接,所述多级连杆单元的首尾两端分别与所述驱动连杆以及所述末端抓手转动连接,且所述驱动连杆的下端设有所述从动齿轮,所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动,每级连杆单元均包括关节底板、短连杆和长连杆,首端连杆单元中的关节底板固定设于所述承载板上,且所述关节底板的前端与所述驱动连杆的下端转动连接,所述关节底板的后端与所述短连杆的下端转动连接,所述短连杆的上端与所述长连杆的后端转动连接,所述长连杆的前端与所述驱动连杆的上端转动连接,且相邻两级连杆单元中后一级连杆单元的长连杆的前端与前一级连杆单元的长连杆的后端以及短连杆的上端转动连接,所述后一级连杆单元的关节底板的前端与所述前一级连杆单元的关节底板的后端以及短连杆的下端转动连接,所述多级连杆单元能以任意级数串联转动连接,且所述变刚度套管依次横穿连接所述多级连杆单元中的关节底板,且所述多级连杆单元中短连杆侧面的下端、短连杆侧面的中间部以及所述驱动连杆的下端均设有连杆侧滑轮,所述拉簧绳组设于所述多级连杆单元的一侧,且所述拉簧绳组的第一端固定于所述承载板上,所述拉簧绳组的第二端依次穿过设于所述承载板上的导向滑轮以及所述多级连杆单元中的连杆侧滑轮且与所述多级连杆单元的尾端连接,所述刚性吸盘对称设于所述多级连杆单元中关节底板底部的两侧,且所述刚性吸盘的一端与所述关节底板上吸盘进气孔的下端连接,所述关节底板上吸盘进气孔的上端与进气主管相连通。

2.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人,其特征在于,所述变刚度套管内侧设有加热线,且所述加热线通电加热能使所述变刚度套管受热变形。

3.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人,其特征在于,所述驱动连杆上端的转动副轴线到所述驱动连杆下端的转动副轴线间的垂直距离等于所述短连杆上端的转动副轴线到所述短连杆下端的转动副轴线间的垂直距离,所述关节底板前端的转动副轴线到所述关节底板后端的转动副轴线间的垂直距离等于所述长连杆前端的转动副轴线到所述长连杆后端的转动副轴线间的垂直距离。

4.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人,其特征在于,所述拉簧绳组包括固定柱、拉绳和拉簧,所述固定柱设于所述承载板上,且所述拉簧的第一端与所述固定柱连接,所述拉簧的第二端与所述拉绳的第一端连接,且所述拉绳的第二端穿过所述导向滑轮以及所述多级连杆单元中的连杆侧滑轮且与所述多级连杆单元尾端连接。

5.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人,其特征在于,所述关节底板上对称设有多个吸盘进气孔,且所述关节底板侧面的中间处设有贯穿于所述关节底板前后端的变刚度套管孔,所述变刚度套管穿过所述变刚度套管孔且与所述变刚度套管孔固定连接。

6.根据权利要求5所述的仿形吸附式救援机器人,其特征在于,所述关节底板的上表面呈等腰梯形结构状,且所述相邻两级连杆单元中前一级连杆单元的关节底板的下底边长度与后一级连杆单元的关节底板的上底边长度相等。

7.一种实现权利要求1 6之一所述的仿形吸附式救援机器人的使用方法,其特征在于,~

其包括以下步骤:

S1、通过转运吊耳将多组吸附固定装置放置于用户上;

S2、加热线通电,加热软化变刚度套管;

S3、待变刚度套管软化后,启动多个吸附机械手中的驱动电机,驱动电机能带动驱动连杆转动,在拉簧绳组的限制作用下,吸附机械手中多级连杆单元的首个关节底板率先触碰到用户,当驱动电机的扭矩逐渐大于拉簧绳组产生的扭矩时,多级连杆单元中的关节底板及末端抓手逐步触碰到用户,直至所述末端抓手到达用户的侧下方,驱动电机停止工作;

S4、启动气源,通过进气主管将所述刚性吸盘抽至真空状态,通过刚性吸盘将多个吸附机械手吸附固定于用户上;

S5、加热线断电,变刚度套管自然冷却硬化;

S6、待变刚度套管冷却硬化后,通过转运吊耳将用户转运至安全位置开展救援作业。