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专利号: 2024119679624
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动换装的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,包括车身(4),设置于车身上的电控臂(11)、液压臂(26)和工具库,所述工具库包括固定设置于车身上的滑台、沿滑台移动的工装支架、调节液压杆,所述调节液压杆一端铰接于车身(4)上,另一端铰接于工装支架上,所述调节液压杆伸缩带动工装支架沿滑台移动,所述工具库包括若干大负载操作头和小负载操作头放置于工装支架上,所述大负载操作头和小负载操作头均设置快换接头第一对接部(351),所述电控臂(11)和液压臂(26)末端均设置快换接头第二对接部(352),所述电控臂(11)的快换接头第二对接部(352)与小负载操作头的快换接头第一对接部(351)配合对接,所述液压臂(26)的快换接头第二对接部(352)与大负载操作头的快换接头第一对接部(351)配合对接,电控臂(11)和液压臂(26)通过远程控制台(3)控制进行作业以及操作头的快换,当电控臂(11)或液压臂(26)更换操作头时,调节液压杆伸缩带动工装支架沿车身身侧展开;

所述大负载操作头包括液压钳(21)、旋挖钻头(22),所述小负载操作头包括机械夹爪(6)、辅助机器人(99),所述辅助机器人(99)上设置生命探测仪(8);

所述工具库包括左工具库(5)和右工具库(20),所述左工具库(5)和右工具库(20)对称设置于车身两侧,左工具库(5)包括左滑台(9)、设置于左滑台(9)上的左工装支架(7)、左调节液压杆(10),右工具库(20)包括右滑台(24)、设置于右滑台(24)上的右工装支架(23)、右调节液压杆(25),所述左滑台(9)和右滑台(24)固定对称设置于车身两侧,左调节液压杆(10)一端铰接于车身上,另一端铰接于左工装支架(7),右调节液压杆(25)一端铰接于车身上,另一端铰接于右工装支架(23);所述左工装支架(7)用于放置所述机械夹爪(6)和所述辅助机器人(99),所述右工装支架(23)用于放置所述液压钳(21)和所述旋挖钻头(22)。

2.根据权利要求1所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述快换接头第一对接部(351)包括安装底板(51)、固定设置于安装底板(51)两侧同向延伸的安装侧板(52)、对接轴(53)、第一对接阀块(54),两个安装侧板(52)对称设置,对接轴(53)穿过两个安装侧板(52),第一对接阀块(54)固定设置于安装底板(51)上,且第一对接阀块(54)上设置轴线平行于安装底板(51)的对接杆(511);所述快换接头第二对接部包括两个固定对称设置的对接侧板(61)、第二对接阀块(62),两个对接侧板(61)对称设置,并设置对接槽(611),所述第二对接阀块(62)包括与对接侧板(61)固定连接的固定部(621)、驱动液压杆(622)、对接部(623),所述驱动液压杆(622)一端与固定部(621)连接,另一端与对接部(623)连接,驱动液压杆(622)驱动对接部(623)靠近或远离固定部(621),所述对接部(623)设置与对接杆(511)配合的对接孔,当快换接头第二对接部与快换接头第一对接部配合对接时,对接槽卡在对接轴(53)上进行定位,对接侧板(61)绕对接轴(53)转动直至对接杆延伸方向与对接孔延伸方向平行,驱动液压杆(622)驱动对接部远离固定部(621)的同时靠近第一对接阀块(54),对接杆插入对接孔实现对接。

3.根据权利要求2所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述对接部固定连接导向杆(624),固定部设置通孔用于导向杆(624)穿过,导向杆(624)外套设有弹簧,弹簧位于固定部和对接部之间。

4.根据权利要求1所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述辅助机器人(99)包括若干铰接的机械臂实现6个自由度的控制,6个自由度包括沿X轴、Y轴、Z轴三个方向移动的自由度和绕X轴、Y轴、Z轴转动的三个自由度。

5.根据权利要求4所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述电控臂(11)包括设置于车身上的第一底座(29)、第一大臂(32)、第一小臂(33)、第一连接片(34),所述第一底座(29)绕竖直轴相对车身转动,所述第一大臂(32)一端铰接于第一底座(29)上,另一端铰接于第一小臂(33),第一小臂(33)与第一连接片(34)一端铰接,第一大臂(32)杆身与第一底座(29)通过电动伸缩杆连接,电动伸缩杆伸缩带动第一大臂(32)绕第一底座(29)转动,所述第一小臂(33)一端与第一大臂(32)杆身通过电动伸缩杆连接,电动伸缩杆伸缩带动第一小臂(33)绕第一大臂(32)转动,所述第一连接片(34)另一端通过电动伸缩杆与第一小臂(33)杆身连接,电动伸缩杆伸缩带动第一连接片(34)绕第一小臂(33)转动,且第一连接片(34)另一端通过连杆与快换接头第二对接部的对接侧板铰接,对接侧板与第一小臂(33)铰接,第一连接片(34)绕第一小臂(33)转动带动对接侧板绕第一小臂(33)转动。

6.根据权利要求4所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述液压臂(26)包括设置于车身上的第二底座(40)、第二大臂(43)、第二小臂(46)、第二连接片(49),所述第二底座(40)绕竖直轴相对车身转动,所述第二大臂(43)一端铰接于第二底座(40)上,另一端铰接于第二小臂(46),第二小臂(46)与第二连接片(49)一端铰接,第二大臂(43)杆身与第二底座(40)通过液压杆连接,液压杆伸缩带动第二大臂(43)绕第二底座(40)转动,所述第二小臂(46)一端与第二大臂(43)杆身通过液压杆连接,液压杆伸缩带动第二小臂(46)绕第二大臂(43)转动,所述第二连接片(49)另一端通过液压杆与第二小臂(46)杆身连接,液压杆伸缩带动第二连接片(49)绕第二小臂(46)转动,且第二连接片(49)另一端通过连杆与快换接头第二对接部的对接侧板铰接,对接侧板与第二小臂(46)铰接,第二连接片(49)绕第二小臂(46)转动带动对接侧板绕第二小臂(46)转动。

7.根据权利要求1所述的遥操作重载救援机器人系统,其特征在于,所述车身上设置定位装置和视觉装置,所述定位装置用于获取车身的实时位置,所述视觉装置用于获取车身前方的环境图像。

8.一种采用权利要求7所述遥操作重载救援机器人系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:由两驾无人机对坍塌场景进行扫描,从而构建三维立体模型,从而得到受灾地区的地形信息,远程控制台获取定位装置和视觉装置采集的数据,获得车身的实时位置及车身前方的环境图像;

步骤2:根据车身前方的环境图像判断所需操作,根据所需操作选择电控臂和液压臂所需的操作头;

步骤3:当需要更换操作头时,根据选择的操作头控制工具库向外伸出,控制电控臂或液压臂转动至工具库处,将不需要的操作头放置至工装支架上,解除快换接头第二对接部与快换接头第一对接部的对接,选择需要的操作头进行快换接头第二对接部与快换接头第一对接部的对接;

步骤4:根据选择的操作头对救援环境进行对应操作;

步骤5:重复步骤1和步骤4,直至救援操作结束。