一种水下逃生机器人

摘要

本发明提供一种水下逃生机器人，包括主体模块、两个机械手模块、八个连杆、两个驱动模块、底座模块，其特征在于：所述的主体模块的机架下部安装在底座模块的机架安装座上，底座模块上的两个滑销与机架下半部的两个定位孔配合；所述的两个机械手模块通过各自端部的主支座安装在主体模块上的两个机械手固定座上；本发明布置在船舱内部地面上，通过定位模块给机器人进行导航，能为被困人员提供准确地逃生路线，通过机械手模块可以清除机器人前方障碍，通过两侧驱动模块驱动机器人，并可以同时为四个人提供氧气，极大提高了被困人员的自救能力，减小事故带来的损失。

权利要求

1.一种水下逃生机器人，包括主体模块（1）、两个机械手模块（2）、八个连杆（3）、两个驱动模块（4）、底座模块（5），其特征在于：所述的主体模块（1）的机架（101）下部安装在底座模块（5）的机架安装座（503）上，底座模块（5）上的两个滑销（506）与机架（101）下半部的两个定位孔配合；所述的两个机械手模块（2）通过各自端部的主支座（201）安装在主体模块（1）上的两个机械手固定座（103）上；两个驱动模块（4）分别通过四个连杆（3）安装在机架（101）两侧的八个连杆支架（107）上，每个驱动模块（4）上的四个连杆（3）相互平行；

所述的主体模块（1）包括机架（101）、限位架（102）、两个机械手固定座（103）、两个探照灯（104）、雷达（105）、显示器（106）、八个连杆支架（107）、氧气瓶（108）、四个供氧面罩（109）、两个导向架（110）、两个把手（111）、两个导向杆（112）、两个第一弹簧（113）、两个限位销（114）、第二扶手（115），所述的机架（101）下半部设有第二扶手（115），机架（101）下部设有两个与底座模块（5）上的两个滑销（506）相配合的孔，雷达（105）固定安装在机架（101）顶部，两个探照灯（104）固定安装在机架（101）上部，显示器（106）固定安装在两个探照灯（104）后方；机架（101）上部两侧设有两个机械手固定座（103）；机架（101）上设有八个连杆支架（107），氧气瓶（108）位于机架（101）正中央，四个供氧面罩（109）通过软管连接在氧气瓶（108）上；所述的限位架（102）位于机架（101）上的显示器（106）后方，限位架（102）左右两侧完全相同，限位架（102）端部设有与连杆（3）宽度相同的槽，导向架（110）位于限位架（102）端部，每个导向架（110）上滑动安装有一个导向杆（112）；所述的导向杆（112）远离限位架（102）一侧设有把手（111），另一侧设有限位销（114），第一弹簧（113）安装在导向杆（112）上，并位于限位销（114）与导向架（110）之间；

所述的机械手模块（2）包括主支座（201）、第一关节（202）、第一连接臂（203）、第二关节（204）、第二连接臂（205）、第三关节（206）、第三连接臂（207）、第四关节（208）、第四连接臂（209）、第五关节（210）、第五连接臂（211）、第六关节（212）、第六连接臂（213）、第二电机（214）、卡爪座（215）、两个固定爪（216）、第七关节（217）、活动爪（218）、第八关节（219）、摆动架（220）、第三电机（221）、锯片（222），所述的第一连接臂（203）通过第一关节（202）安装在主支座（201）上，第二连接臂（205）与第一连接臂（203）之间通过第二关节（204）连接，第一关节（202）与第二关节（204）的转轴相互平行；第三连接臂（207）与第二连接臂（205）之间通过第三关节（206）连接，第三关节（206）与第二关节（204）的转轴相互垂直；第四连接臂（209）与第三连接臂（207）之间通过第四关节（208）连接，第四关节（208）与第三关节（206）的转轴相互垂直；第五连接臂（211）与第四连接臂（209）之间通过第五关节（210）连接，第五关节（210）与第四关节（208）的转轴相互平行；第六连接臂（213）与第五连接臂（211）之间通过第六关节（212）连接，第六关节（212）与第五关节（210）的转轴相互垂直；所述的第二电机（214）固定安装在第六连接臂（213）端部，卡爪座（215）固定安装在第二电机（214）转轴上，卡爪座（215）下端设有两个固定爪（216），活动爪（218）通过第七关节（217）安装在卡爪座（215）上端；所述的摆动架（220）一端通过第八关节（219）安装在两个固定爪（216）中央，摆动架（220）另一端设有第三电机（221），第三电机（221）外侧固定安装有锯片（222）；

所述的驱动模块（4）包括驱动架（401）、第一扶手（402）、第一电机（403）、螺旋桨（404）、方向舵（405）、舵机（406），所述的驱动架（401）横截面为圆环形，第一电机（403）通过支架固定安装在驱动架（401）轴心处，电机轴向后，螺旋桨（404）安装在第一电机（403）电机轴上；

驱动架（401）外侧设有第一扶手（402）；所述的方向舵（405）的转轴一端转动安装在驱动架（401）后方的铰支架上，另一端与驱动架（401）后方的舵机（406）的输出轴固定连接；

所述的底座模块（5）包括底座（501）、四个定位模块（502）、机架安装座（503）、电磁铁（504）、两个第二弹簧（505）、两个滑销（506），所述的底座（501）为十字形，底座（501）四个角上各有一个定位模块（502），机架安装座（503）固定安装在底座（501）上端面正中央，机架安装座（503）中心设有电磁铁（504），机架安装座（503）位于电磁铁（504）两侧的位置上设有两个方孔，两个滑销（506）安装在两个方孔内，两个滑销（506）与电磁铁（504）之间通过两个第二弹簧（505）连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下逃生机器人，其特征在于：所述的限位架（102）靠近导向杆（112）一侧设有与限位销（114）端部横截面相同的方孔，限位销（114）底部靠近连杆（3）一侧为斜面。

说明书

一种水下逃生机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及救援和机器人技术领域，特别涉及一种水下逃生机器人。

背景技术

[0002] 船舶在水面航行时容易发生沉没、倾覆等意外，当船舶发生倾覆时，船上乘客很难从船仓内逃离，救援人员也难以进入船只进行救助，生还率极低，因此需要一种能够让被困人员进行自救的设备。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供一种水下逃生机器人，本发明布置在船舱内部地面上，通过定位模块给机器人进行导航，能为被困人员提供准确地逃生路线，通过机械手模块可以清除机器人前方障碍，通过两侧驱动模块驱动机器人，并可以同时为四个人提供氧气，极大提高了被困人员的自救能力。

[0004] 本发明所使用的技术方案是：一种水下逃生机器人，包括主体模块、两个机械手模块、八个连杆、两个驱动模块、底座模块，其特征在于：所述的主体模块的机架下部安装在底座模块的机架安装座上，底座模块上的两个滑销与机架下半部的两个定位孔配合；所述的两个机械手模块通过各自端部的主支座安装在主体模块上的两个机械手固定座上；两个驱动模块分别通过四个连杆安装在机架两侧的八个连杆支架上，每个驱动模块上的四个连杆相互平行；

[0005] 所述的主体模块包括机架、限位架、两个机械手固定座、两个探照灯、雷达、显示器、八个连杆支架、氧气瓶、四个供氧面罩、两个导向架、两个把手、两个导向杆、两个第一弹簧、两个限位销、第二扶手，所述的机架下半部设有第二扶手，机架下部设有两个与底座模块上的两个滑销相配合的孔，雷达固定安装在机架顶部，两个探照灯固定安装在机架上部，显示器固定安装在两个探照灯后方；机架上部两侧设有两个机械手固定座；机架上设有八个连杆支架，氧气瓶位于机架正中央，四个供氧面罩通过软管连接在氧气瓶上；所述的限位架位于机架后方，限位架左右两侧完全相同，限位架端部设有与连杆宽度相同的槽，导向架位于限位架端部，每个导向架上滑动安装有一个导向杆；所述的导向杆远离限位架一侧设有把手，另一侧设有限位销，第一弹簧安装在导向杆上，并位于限位销与导向架之间；

[0006] 所述的机械手模块包括主支座、第一关节、第一连接臂、第二关节、第二连接臂、第三关节、第三连接臂、第四关节、第四连接臂、第五关节、第五连接臂、第六关节、第六连接臂、第二电机、卡爪座、两个固定爪、第七关节、活动爪、第八关节、摆动架、第三电机、锯片，所述的第一连接臂通过第一关节安装在主支座上，第二连接臂与第一连接之间通过第二关节连接，第一关节与第二关节的转轴相互平行；第三连接臂与第二连接臂之间通过第三关节连接，第三关节与第二关节的转轴相互垂直；第四连接臂与第三连接臂之间通过第四关节连接，第四关节与第三关节的转轴相互垂直；第五连接臂与第四连接臂之间通过第五关节连接，第五关节与第四关节的转轴相互平行；第六连接臂与第五连接臂之间通过第六关节连接，第六关节与第五关节的转轴相互垂直；所述的第二电机固定安装在第六连接臂端部，卡爪座固定安装在第二电机转轴上，卡爪座下端设有两个固定爪，活动爪通过第七关节安装在卡爪座上端；所述的摆动架一端通过第八关节安装在两个固定爪中央，摆动架另一端设有第三电机，第三电机外侧固定安装有锯片；

[0007] 所述的驱动模块包括驱动架、第一扶手、第一电机、螺旋桨、方向舵、舵机，所述的驱动架横截面为圆环形，第一电机通过支架固定安装在驱动架轴心处，电机轴向后，螺旋桨安装在第一电机电机轴上；驱动架外侧设有第一扶手；所述的方向舵的转轴一端转动安装在驱动架后方的铰支架上，另一端与驱动架后方的舵机的输出轴固定连接；

[0008] 所述的底座模块包括底座、四个定位模块、机架安装座、电磁铁、两个第二弹簧、两个滑销，所述的底座为十字形，底座四个角上各有一个定位模块，机架安装座固定安装在底座上端面正中央，机架安装座中心设有电磁铁，机架安装座位于电磁铁两侧的位置上设有两个方孔，两个滑销安装在两个方孔内，两个滑销与电磁铁之间通过两个第二弹簧连接。

[0009] 进一步地，所述的限位架靠近导向杆一侧设有与限位销端部横截面相同的方孔，限位销底部靠近连杆一侧为斜面。

[0010] 本发明有益效果：

[0011] 本发明布置在船舱内部地面上，通过定位模块给机器人进行导航，能为被困人员提供准确地逃生路线，通过机械手模块可以清除机器人前方障碍，通过两侧驱动模块驱动机器人，并可以同时为四个人提供氧气，极大提高了被困人员的自救能力，减小事故带来的损失。

附图说明

[0012] 图1、图2为本发明的整体结构示意图。

[0013] 图3、图4为本发明除去底座模块的结构示意图。

[0014] 图5、图6为本发明主体模块的结构示意图。

[0015] 图7为本发明图6的局部放大图。

[0016] 图8、图9为本发明机械手模块的结构示意图。

[0017] 图10为本发明图9的局部放大图。

[0018] 图11为本发明底座模块的结构示意图。

[0019] 附图标号：1-主体模块；2-机械手模块；3-连杆；4-驱动模块；5-底座模块；101-机架；102-限位架；103-机械手固定座；104-探照灯；105-雷达；106-显示器；107-连杆支架；108-氧气瓶；109-供氧面罩；110-导向架；111-把手；112-导向杆；113-第一弹簧；114-限位销；115-第二扶手；201-主支座；202-第一关节；203-第一连接臂；204-第二关节；205-第二连接臂；206-第三关节；207-第三连接臂；208-第四关节；209-第四连接臂；210-第五关节；
211-第五连接臂；212-第六关节；213-第六连接臂；214-第二电机；215-卡爪座；216-固定爪；217-第七关节；218-活动爪；219-第八关节；220-摆动架；221-第三电机；222-锯片；401-驱动架；402-第一扶手；403-第一电机；404-螺旋桨；405-方向舵；406-舵机；501-底座；502-定位模块；503-机架安装座；504-电磁铁；505-第二弹簧；506-滑销。

具体实施方式

[0020] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

[0021] 实施例

[0022] 如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，一种水下逃生机器人，包括主体模块1、两个机械手模块2、八个连杆3、两个驱动模块4、底座模块5，其特征在于：所述的主体模块1的机架101下部安装在底座模块5的机架安装座503上，底座模块5上的两个滑销506与机架101下半部的两个定位孔配合；所述的两个机械手模块2通过各自端部的主支座201安装在主体模块1上的两个机械手固定座103上；两个驱动模块4分别通过四个连杆3安装在机架101两侧的八个连杆支架107上，每个驱动模块4上的四个连杆3相互平行；

[0023] 所述的主体模块1包括机架101、限位架102、两个机械手固定座103、两个探照灯104、雷达105、显示器106、八个连杆支架107、氧气瓶108、四个供氧面罩109、两个导向架
110、两个把手111、两个导向杆112、两个第一弹簧113、两个限位销114、第二扶手115，所述的机架101下半部设有第二扶手115，机架101下部设有两个与底座模块5上的两个滑销506相配合的孔，雷达105固定安装在机架101顶部，两个探照灯104固定安装在机架101上部，显示器106固定安装在两个探照灯104后方；机架101上部两侧设有两个机械手固定座103；机架101上设有八个连杆支架107，氧气瓶108位于机架101正中央，四个供氧面罩109通过软管连接在氧气瓶108上；所述的限位架102位于机架101后方，限位架102左右两侧完全相同，限位架102端部设有与连杆3宽度相同的槽，导向架110位于限位架102端部，每个导向架110上滑动安装有一个导向杆112；所述的导向杆112远离限位架102一侧设有把手111，另一侧设有限位销114，第一弹簧113安装在导向杆112上，并位于限位销114与导向架110之间；

[0024] 所述的机械手模块2包括主支座201、第一关节202、第一连接臂203、第二关节204、第二连接臂205、第三关节206、第三连接臂207、第四关节208、第四连接臂209、第五关节210、第五连接臂211、第六关节212、第六连接臂213、第二电机214、卡爪座215、两个固定爪
216、第七关节217、活动爪218、第八关节219、摆动架220、第三电机221、锯片222，所述的第一连接臂203通过第一关节202安装在主支座201上，第二连接臂205与第一连接203之间通过第二关节204连接，第一关节202与第二关节204的转轴相互平行；第三连接臂207与第二连接臂205之间通过第三关节206连接，第三关节206与第二关节204的转轴相互垂直；第四连接臂209与第三连接臂207之间通过第四关节208连接，第四关节208与第三关节206的转轴相互垂直；第五连接臂211与第四连接臂209之间通过第五关节210连接，第五关节210与第四关节208的转轴相互平行；第六连接臂213与第五连接臂211之间通过第六关节212连接，第六关节212与第五关节210的转轴相互垂直；所述的第二电机214固定安装在第六连接臂213端部，卡爪座215固定安装在第二电机214转轴上，卡爪座215下端设有两个固定爪
216，活动爪218通过第七关节217安装在卡爪座215上端；所述的摆动架220一端通过第八关节219安装在两个固定爪216中央，摆动架220另一端设有第三电机221，第三电机221外侧固定安装有锯片222；

[0025] 所述的驱动模块4包括驱动架401、第一扶手402、第一电机403、螺旋桨404、方向舵405、舵机406，所述的驱动架401横截面为圆环形，第一电机403通过支架固定安装在驱动架
401轴心处，电机轴向后，螺旋桨404安装在第一电机403电机轴上；驱动架401外侧设有第一扶手402；所述的方向舵405的转轴一端转动安装在驱动架401后方的铰支架上，另一端与驱动架401后方的舵机406的输出轴固定连接；

[0026] 所述的底座模块5包括底座501、四个定位模块502、机架安装座503、电磁铁504、两个第二弹簧505、两个滑销506，所述的底座501为十字形，底座501四个角上各有一个定位模块502，机架安装座503固定安装在底座501上端面正中央，机架安装座503中心设有电磁铁504，机架安装座503位于电磁铁504两侧的位置上设有两个方孔，两个滑销506安装在两个方孔内，两个滑销506与电磁铁504之间通过两个第二弹簧505连接。

[0027] 进一步地，所述的限位架102靠近导向杆112一侧设有与限位销114端部横截面相同的方孔，限位销114底部靠近连杆3一侧为斜面。

[0028] 本发明工作原理：本发明通过调节驱动模块4中第一电机403转速以及通过舵机406调节方向舵405来改变机器人在水中的运动轨迹，通过雷达105探测前方障碍物，显示器
106可为操作人员显示移动轨迹以及前方情况，通过底座模块5上的四个定位模块502可为机器人提供其相对船舱精确地位置信息，并将位置显示在显示器106上，被困人员通过供氧面罩109获得氧气，两侧的机械手模块2通过第一关节202、第二关节204、第三关节206、第四关节208、第五关节210、第六关节212、第二电机214的联动来控制机械手模块2实现各种姿势，通过第七关节217带动活动爪218开合完成对物体的抓取，第八关节219带动摆动架220旋转，使第三电机221带动锯片222切割障碍物；机器人在正常状态下主体模块1安装在底座模块5上，驱动模块4紧贴主体模块1减小占地面积，当四个定位模块502检测到船只发生翻转时电磁铁504通电，两个滑销506被电磁铁504吸引，主体模块1安装从底座模块5上滑落，被困人员抓住驱动模块4上的第一扶手402向上推使连杆3进入限位架102的槽内，限位销
114将连杆3挡住防止驱动模块4发生移动；机器人自动导航，通过两侧的机械手模块2移走障碍物，将被困人员救出。