本发明专利技术提供一种用于救援机器人的变刚度执行装置，其包括构架平台组件、平动机械臂组件和层干扰串联链条组件，平动机械臂组件和层干扰串联链条组件分别对称分布在构架平台组件的两侧，层干扰串联链条组件的第一端和构架平台组件中平衡挡板连接，层干扰串联链条组件的第二端和平动机械臂组件中链条末端构件的第二端连接。层干扰串联链条的安装端和平衡挡板的第二安装端连接，层干扰串联链条的插板和层干扰限位链条的槽口连接；相邻两个层干扰链条链节通过固定扣帽固定连接，相邻两个层干扰限位链节通过第三个层干扰限位链节连接。本发明专利技术能够减少对物体的二次伤害，基于层干扰原理适时变刚度防止挤压物体，实现对物体的柔性接触和刚性承载。触和刚性承载。触和刚性承载。
【技术实现步骤摘要】
用于救援机器人的变刚度执行装置
[0001]本专利技术涉及救援设备
，特别涉及一种用于救援机器人的变刚度执行装置。
技术介绍
[0002]目前技术较为成熟且投入应用的救援后送机器人，大多可以完成物资搬运、人员转移和设备安置等任务，具备了一定的载运和操作能力，如日本横滨警察署研发设计的“爬行者”Crawler救援机器人以及日本东京消防厅使用的RoboCue救援机器人等。救援后送机器人的主要挑战是将被困伤员救起并转移至安全区域，在救援作业过程中，不可避免的要与人体直接接触，机构的柔性与刚性与对人体的包覆性对人体都会产生影响，机械结构和传感装置及机器人控制相对复杂，救援执行机构作为后送救援机器人的关键部分，其性能对救援机器人整体作业性能有决定性影响。
[0003]目前公开号为CN104944280A的专利技术专利公开了一种救援机械手，具有夹持灵活，夹持效率高，被夹持物不会脱落和运行可靠等优点，但各组件均为刚性材料制成，无法与人体形态相适应，在抬起人体过程中无法实现人体结构自适应的柔性接触与全方位包覆，驱动方式为液压驱动，因此难以保证救援过程的安全性，液压驱动力过大可能对被救援对象造成二次伤害。
[0004]公开号为CN107891919A的专利技术专利公开了一种气压软轴联合驱动的软体救援机器人，采用气压驱动的方式实现对软体管道弯曲，避过障碍进入废墟内部，有效的避免了在工作过程中对被困人员或易倒塌废墟内部的碰撞，但是用柔性材料制成的软体机器人且刚性承载结构较少，其承载能力有限，无法完成将被救援对象转移等大负载救援作业。
[0005]公开号为CN113415357A的专利技术专利公开了一种多功能救援后送机器人，实现无人工参与下伤员的救助后送工作，自动化程度高，但此时需要伤员能够站立自行爬上机器人，然后由机器人将伤员运出，但此种情况仅仅适用于伤员未伤及腿部，可以站立行走的情况，对于伤员不能直立行走的情况则不能采用此方式。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于救援机器人的变刚度执行装置，通过平衡挡板内两端对称的钢丝绳拉动层干扰串联链条组件中层干扰串联链条和层干扰限位链条的变形，使层干扰串联链条组件能够适应物体形状并将其完全包覆，并能够适时改变自身刚度实现自锁从而固定物体的位姿，从而实现对物体的柔性接触、刚性承载，全方位保证物体的安全。
[0007]本专利技术提供了一种用于救援机器人的变刚度执行装置，其包括构架平台组件、平动机械臂组件和层干扰串联链条组件，所述平动机械臂组件和所述层干扰串联链条组件分别对称分布在所述构架平台组件的两侧，所述层干扰串联链条组件的第一端和所述构架平台组件中平衡挡板连接，所述层干扰串联链条组件的第二端和所述平动机械臂组件中链条
末端构件的第二端连接。所述构架平台组件，其包括型材架、平衡挡板和升降伸缩杆，所述平衡挡板的内部设有定滑轮，第一钢丝绳位于所述平衡挡板内部的外端，所述第一钢丝绳的第一端和第一气缸的输出端连接，所述第一钢丝绳的第二端依次穿过第一通孔和第二通孔与所述层干扰串联链条组件中层干扰限位链条连接，第二钢丝绳位于所述平衡挡板内部的中间，所述第二钢丝绳的第一端和第二气缸的输出端连接，所述第二钢丝绳的第二端穿过第一通孔和所述层干扰串联链条组件中层干扰串联链条连接。所述平动机械臂组件，其包括第一电推杆、连杆组件、链条收纳盒和滚轮，所述连杆组件中第一转杆的第一端和所述第一电推杆的输出端连接，所述连杆组件中摇杆的第一端和所述链条收纳盒的外壳连接，所述第一电推杆的外壳和所述连杆组件中第二固定杆的中部固定连接，所述链条收纳盒下端的内部设有第二电推杆和链条末端构件，所述第二电推杆的输出端通过链条末端构件和所述层干扰限位链条的安装端连接，所述链条收纳盒下端的外部对称设有滚轮。所述层干扰串联链条组件，其包括气缸、层干扰串联链条和层干扰限位链条，所述气缸的外壳和所述连接板上部的安装端固定连接，所述层干扰串联链条的安装端和所述平衡挡板的第二安装端连接，所述层干扰串联链条的插板和所述层干扰限位链条的限位槽口连接；所述层干扰串联链条，其包括层干扰链条链节和固定扣帽，相邻两个层干扰链条链节通过固定扣帽固定连接，第一个层干扰链条链节的插板穿过第二个层干扰链条链节的槽口和固定扣帽的凹槽连接；所述层干扰限位链条，其包括层干扰限位链节和辊筒，相邻两个层干扰限位链节通过第三个层干扰限位链节连接，第一个层干扰限位链节的插片和所述第二个层干扰限位链节的限位槽口连接，所述第三个层干扰限位链节的插片和第一个层干扰限位链节的限位槽口连接。
[0008]可优选的是，在所述构架平台组件中，所述升降伸缩杆中一级伸缩杆的第一安装端和所述型材架中部的下端固定连接，所述升降伸缩杆中一级伸缩杆的第二安装端通过电动丝杠和所述升降伸缩杆中二级伸缩杆的第一安装端固定连接，所述升降伸缩杆中二级伸缩杆的第二安装端和所述连接板上部的中心固定连接，所述连接板的下部和所述平衡挡板的第一安装端连接。
[0009]可优选的是，所述连杆组件，其包括第一转杆、摇杆、第一固定杆、第二固定杆、执行连杆和第三固定杆，所述第一转杆的第二端和所述链条收纳盒外部的第一固定端固定连接，所述摇杆的第一安装端和所述链条收纳盒外部的第二固定端固定连接，所述第一固定杆的两端分别与所述第二固定杆和所述第三固定杆的第一安装端连接，所述第二固定杆和所述第三固定杆的第二安装端分别与所述型材架的第一安装端和第二安装端固定连接，所述执行连杆的两端分别与所述第一固定杆的第三安装端和所述摇杆的第二安装端连接。
[0010]可优选的是，在所述层干扰串联链条中，所述层干扰链条链节的中部设有第一通孔，所述层干扰链条链节的第一侧面和第二侧面分别设有槽口和插板；在所述层干扰限位链条中，所述层干扰限位链节的中部和两端均设有第二通孔，所述层干扰限位链节的第一侧面和第二侧面分别设有限位槽口和插片，所述辊筒的两端分别与所述层干扰限位链节的辊筒轴孔固定连接。
[0011]可优选的是，所述型材架的外形为矩形结构，所述型材架沿着长度方向设有多根横梁，所述平衡挡板上端的外表面为平面，下端的外表面为弧状，所述一级伸缩杆、所述电动丝杠和所述二级伸缩杆的轴线在同一条直线上。
[0012]可优选的是，所述第一钢丝绳对称分布在所述第二钢丝绳的两侧，所述第一钢丝绳和所述第二钢丝绳对称分布在所述平衡挡板的两端，所述第一钢丝绳的数量是所述第二钢丝绳数量的二倍。
[0013]可优选的是，所述层干扰链条链节的槽口为圆弧状，所述槽口的弧长大于所述插板的弧长，所述插板在所述槽口中沿圆弧滑动，从而使所述层干扰串联链条之间可实现一定角度的相对转动。
[0014]可优选的是，所述层干扰限位链节的限位槽口为圆弧状，所述限位槽口的弧长大于所述插片的弧长，所述插片在限位槽口中单侧转动，防止辊筒产生干涉转动方向和层干扰限位链条跑偏，所述辊筒的轴线和所述层干扰限位链节的辊筒轴孔的轴线在同一条直线上。
[0015]可优选的是，所述层干扰串联链条组件的数量和所述平动机械臂组件的数量相等，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于救援机器人的变刚度执行装置，其包括构架平台组件、平动机械臂组件和层干扰串联链条组件，所述平动机械臂组件和所述层干扰串联链条组件分别对称分布在所述构架平台组件的两侧，所述层干扰串联链条组件的第一端和所述构架平台组件中平衡挡板连接，所述层干扰串联链条组件的第二端和所述平动机械臂组件中链条末端构件的第二端连接，其特征在于，所述构架平台组件，其包括型材架、平衡挡板和升降伸缩杆，所述平衡挡板的内部设有定滑轮，第一钢丝绳位于所述平衡挡板内部的外端，所述第一钢丝绳的第一端和第一气缸的输出端连接，所述第一钢丝绳的第二端依次穿过第一通孔和第二通孔与所述层干扰串联链条组件中层干扰限位链条连接，第二钢丝绳位于所述平衡挡板内部的中间，所述第二钢丝绳的第一端和第二气缸的输出端连接，所述第二钢丝绳的第二端穿过第一通孔和所述层干扰串联链条组件中层干扰串联链条连接；所述平动机械臂组件，其包括第一电推杆、连杆组件、链条收纳盒和滚轮，所述连杆组件中第一转杆的第一端和所述第一电推杆的输出端连接，所述连杆组件中摇杆的第一端和所述链条收纳盒的外壳连接，所述第一电推杆的外壳和所述连杆组件中第二固定杆的中部固定连接，所述链条收纳盒下端的内部设有第二电推杆和链条末端构件，所述第二电推杆的输出端通过链条末端构件和所述层干扰限位链条的安装端连接，所述链条收纳盒下端的外部对称设有滚轮；所述层干扰串联链条组件，其包括气缸、层干扰串联链条和层干扰限位链条，所述气缸的外壳和所述连接板上部的安装端固定连接，所述层干扰串联链条的安装端和所述平衡挡板的第二安装端连接，所述层干扰串联链条的插板和所述层干扰限位链条的限位槽口连接；所述层干扰串联链条，其包括层干扰链条链节和固定扣帽，相邻两个层干扰链条链节通过固定扣帽固定连接，第一个层干扰链条链节的插板穿过第二个层干扰链条链节的槽口和固定扣帽的凹槽连接；所述层干扰限位链条，其包括层干扰限位链节和辊筒，相邻两个层干扰限位链节通过第三个层干扰限位链节连接，第一个层干扰限位链节的插片和所述第二个层干扰限位链节的限位槽口连接，所述第三个层干扰限位链节的插片和第一个层干扰限位链节的限位槽口连接。2.根据权利要求1所述的用于救援机器人的变刚度执行装置，其特征在于，在所述构架平台组件中，所述升降伸缩杆中一级伸缩杆的第一安装端和所述型材架中部的下端固定连接，所述升降伸缩杆中一级伸缩杆的第二安装端通过电动丝杠和所述升降伸缩杆中二级伸缩杆的第一安装端固定连接，所述升降伸缩杆中二级伸缩杆的第二安装端和所述连接板上部的中心固定连接，所述连接板的下部和所述平衡挡板的第一安装端连接。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵延治，路懋石，于海波，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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