韩国 蛇形机器人「用于在狭小空间中检测和救援生命的机器人」专利

文摘   2024-11-15 22:20   北京  

(本文素材来源于专利US11999052)一种用于生命检测和救援的机器人,包括一个主体部分,该部分由多个单元关节组成;一个头部部分,位于主体部分的前方,沿主体部分前进的方向设置,并配备一个抓取器,该抓取器通过多个可折叠和展开的夹爪部分实现物体的拾取功能;以及一个伸展部分,该部分可以从头部向前伸出,以便进入主体部分难以进入的狭小空间。翻译而来供参考,亦可加入知识星球阅读英文原版、中文译文(见文末)。

图1是用于说明根据本发明实施例的用于检测和救援生命的机器人的示意图,图2是放大显示根据本发明实施例的用于检测和救援生命的机器人的头部部分的示意图,图3是显示根据本发明实施例的用于检测和救援生命的机器人中伸展部分处于伸展状态的示意图。

如图1所示,根据本发明实施例的用于检测和救援生命的机器人包括主体部分100、头部部分200和伸展部分230。

主体部分100由多个单元关节110组成。这些单元关节110以多方向可旋转的方式彼此连接,从而能够在狭小空间内灵活调整方向并向前移动,每个单元关节110中可以设置一个电机(未示出)。此外,主体部分100采用轻量化框架节能机器人系统,能够有效进入建筑坍塌和掩埋地点。

通信电缆120位于主体部分100的内部,通信电缆120用于通过设置在后续描述的头部部分200中的通信模块214收集数据并与幸存者进行通信。

如图2所示,头部部分200位于主体部分100的前端,沿主体部分100前进的方向设置。头部部分包括一个头部主体202,以及设置在头部主体202中的一个抓取器,该抓取器通过多个可折叠和展开的夹爪部分210实现物体的抓取功能。抓取器在进入狭小空间时可以清除障碍,并稳定地引导前进方向。

此外,在头部主体202或伸展部分230中设置了一个灯光和一个摄像头模块220,其中灯光用于照亮黑暗空间,摄像头模块220用于拍摄前进方向的图像。摄像头模块220拍摄的图像通过前述的通信电缆120传输至救援中心,救援中心通过计算机算法分析来确定前进方向,从而可以沿复杂的路径抵达目的地。此外,摄像头模块220还可以在进行建筑坍塌和掩埋地点的全面救援挖掘前,对埋藏环境和幸存者进行情况判断。

一个热源传感器218被设置在夹爪部分210中的一个夹爪上,用于感知热源。此外,一个烟雾传感器219被设置在夹爪部分210中的另一个夹爪上,用于感知烟雾。这些传感器通过通信电缆120连接,用于在移动过程中检测气体泄漏、火灾、烟雾以及幸存者周围环境,并将信息传递给救援人员和救援中心。

另外,灭火液被储存在头部主体202中,头部主体202的外周表面可以设置用于喷射灭火液的喷射孔212。因此,当热源传感器218检测到热源、烟雾传感器219检测到烟雾时,灭火液可以通过喷射孔212喷出以灭火,从而帮助机器人在多种环境下稳定顺畅地进入,并保护幸存者。

一个声波传感器216可能被设置在夹爪部分210中的一个夹爪上。声波传感器216通过通信电缆120连接,用于将从声波传感器216检测到的信号传输给救援人员或救援中心,从而可以检测幸存者的求救信号。

此外,一个通信模块214可能被设置在夹爪部分210中的一个夹爪上。通信模块214通过通信电缆120连接,可将救援人员或救援中心传输的声音传递给幸存者,也可将幸存者的声音传递给救援人员或救援中心,用于判断幸存者的状态。换句话说,通信模块214通过检测到的幸存者与救援人员或救援中心之间的通信,帮助确定现场情况并迅速制定救援方法。

如图3所示,伸展部分230从头部主体202向前伸展,用于进入主体部分100难以进入的狭小空间。为此,伸展部分230设计为藤蔓形,并使用柔性材料制成,以便即使在狭小空间内也能灵活移动。然而,伸展部分230不限于藤蔓形,也可以设计成其他形状,例如可伸缩的小型钹形结构。通过这种方式,主体部分100和伸展部分230结合,能够在常规蛇形机器人无法进入的狭小空间中实现灾害和生命救援系统。

即使发现幸存者,但由于救援条件和方法需要耗费大量时间时,为支持幸存者的生命,需要采取供给措施。因此,伸展部分230内部可能设置一个用于输送水和营养物质的供给管线232。当找到幸存者时,伸展部分230可以延伸到幸存者所在的位置,为其提供水和营养物质,从而确保存活时间。

因此,根据本发明的这一实施例,能够进入消防员在建筑坍塌和掩埋地点难以接近的区域和环境,快速执行灭火和幸存者救援,从而确保黄金救援时间。

此外,通过结合头部部分200中抓取器和各种检测传感器的数据,可以提高救援精度,加强快速检测和救援活动。

同时,通过检测生命、判断幸存者状况,并在掩埋现场提供水和营养物质,可以提高救援成功率。

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蛇形机器人的路径规划与运动控制S160


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