本發明專利技術涉及一種災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統。該系統包括V形軌道輪，傘降系統，自動脫扣裝置，空投機器人本體，空投機器人著陸解鎖裝置，緩沖著陸系統，遠程無線通信系統和傳感器。V型軌道輪安裝于著陸底盤兩側；傘降系統和緩沖著陸系統通過自動脫扣裝置連接；空投機器人本體通過空投機器人著陸解鎖裝置緊固在緩沖著陸系統中；遠程無線通信系統包括空投機器人上的無線通信模塊和布置在救援指揮中心的遠程控制臺。本發明專利技術涉及的空投機器人系統可在災害發生后第一時間空投至災害現場，實現了空投過程中的智能控制和精確定點空投，機器人安全著陸和實時多傳感器探測遠程信息交互，對于緊急救援和全局調度具有重要意義。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統。
技術介紹
地震、化工廠爆炸、海上平臺等突發災難發生后，往往道路、通信中斷、有毒氣體彌 漫，救援人員難以進入災難地區，信息獲取非常困難。災害發生后的72小時是救援的黃金 時間，因此及時探測災區的第一手現場信息對于營救和全局調度具有重要作用。目前采用 衛星成像和無人機監測方式進行信息收集，其價格昂貴，易受天氣、煙霧、偽裝和電子干擾 的影響。災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人，將機器人技術、營救行動技術、 災難學等多學科知識有機融合，用于搜尋和營救，可以克服復雜天氣和多變環境的影響，在 第一時間空投進入災難現場。通過機器人攜帶的各種傳感器，如攝像頭、語音交互系統、氣 敏傳感器、溫度傳感器、生物傳感器以及生命探測儀等，探測災難現場的情況，通過遠程無 線通信系統將災害信息傳送至遠程救援指揮中心。空投機器人系統可以及時探測災區的第 一手現場信息，對于緊急救援和全局調度具有重要作用。
技術實現思路
本專利技術提供一種災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統，其特征 是包括V形軌道輪，傘降系統，自動脫扣裝置，空投機器人本體，空投機器人著陸解鎖裝 置，緩沖著陸系統，遠程無線通信系統和傳感器。V型軌道輪安裝于著陸底盤兩側；傘降系 統和緩沖著陸系統通過自動脫扣裝置連接；空投機器人本體通過空投機器人著陸解鎖裝置 緊固在緩沖著陸系統中；遠程無線通信系統包括安裝在空投機器人本體上的無線通信模塊 和布置在救援指揮中心的遠程控制臺。上述傘降系統由翼傘(滑翔比4 I)、圓傘、傘箱與控制器組成；翼傘采用矩形翼 面形式，材料為高強低彈的芳綸；傘繩按分叉結構設計，沿下弦向均勻分布，2根操縱繩各 控制單側7個氣室；通過電動絞盤拉動2根操縱繩來調整翼傘姿態，操縱控制模式包括自動 尋跡和遠程遙控兩種方式；基于慣導和GPS，采用自適應算法實現翼傘的自動歸航。上述緩沖著陸系統緊固空投機器人，包括圓冠形著陸底盤，內部多層紙蜂窩覆蓋 層，外部多層紙蜂窩覆蓋層，空投機器人著陸解鎖裝置，V形軌道輪，防翻地錨和空投機器人 本體；內部多層紙蜂窩覆蓋層與圓冠形著陸底盤內側貼合，立面與著陸底盤切向垂直；外 部多層紙蜂窩覆蓋層與圓冠形著陸底盤外側貼合，立面與地面切向垂直；空投機器人著陸 解鎖裝置安裝有延時開關；防翻地錨為帶倒刺釘子結構，位于圓冠形著陸底盤下并包裹在 外部多層紙蜂窩覆蓋層中形軌道輪位于圓冠形著陸底盤兩側。上述可在廢墟表面運動的地面移動探測機器人本體系統由主動輪組，從動輪組， 擺動輪組，拖帶輪組，支撐輪組，云臺，履帶和車架組成；采用履帶行走方式，擺臂時采用履 帶形狀可變結構，通過擺臂的運動來改變形狀，并將拖帶輪與擺臂聯動；采用后輪驅動，差 速轉向；攝像頭水平360°回轉，俯仰±30° ;履帶及輪子材料采用高分子阻燃材料。上述可在廢墟表面運動的地面移動探測機器人本體系統可以攜帶多種傳感器以 及急救物資進入災難現場，傳感器包括攝像頭、語音交互系統、氣敏傳感器、溫度傳感器、生 物傳感器以及生命探測儀等；急救物資包括藥品、海事衛星電話等。上述可靠傳輸的小功率遠程無線雙向信息交互通信系統設置主、副兩個無線通信 通道，主通道系統采用基于COFDM技術的無線圖像傳輸方案，副通道由操縱器、遙控無線發 射電路和遙控接收電路組成。本專利技術成本低，穩定性好，對于災害發生后的信息快速獲取和緊急救援起到重要 作用，可應用于地震、化工企業、海上平臺突發災難等，對減災防災應急處理將起到示范和 引導作用。本專利技術各模塊技術(空投模塊、通信模塊、緩沖著陸模塊以及機器人模塊)都具 有獨立的應用領域，這些技術都具有持續創新的可能，其潛力依然巨大。附圖說明圖1為本專利技術災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統組成簡圖。圖2本專利技術的空投機器人本體系統簡圖。圖3為本專利技術的信息交互通信系統流程圖。圖4為本專利技術信息交互通信系統中主通道系統流程圖。圖5為本專利技術信息交互通信系統中副通道系統流程圖。圖1中，1-翼傘；2_圓傘；3_傘箱與控制器；4_帶緩沖裝置的機器人本體系統； 5-空投機器人著陸解鎖裝置；6_空投機器人本體；7-V形軌道輪；8_防翻地錨；9_外部多層 紙蜂窩覆蓋層；10_內部多層紙蜂窩覆蓋層；11_圓冠形著陸底盤；12_遠程控制臺。圖2中，13-主動輪組；14-支撐輪組；15-拖帶輪組；16-急救箱；17-通信天線； 18-控制系統；19_云臺；20_電池；21_傳動鏈；22_履帶；23_擺動輪組；24_擺臂；25_從 動輪組；26_車架。具體實施方式災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統通過傘降系統進行精確定 點空投，參見圖1，采用翼傘自尋跡，到達目標點上空后，采用圓傘回收，保證了空投的精度。 緩沖著陸系統能夠充分吸收空投機器人本體落地時的沖擊能量，確保圖2的空投機器人本 體系統不受損傷。機器人本體系統落地后自動與緩沖著陸系統分離，并開展移動探測工作。 可靠傳輸的小功率遠程無線雙向信息交互通信系統則負責空投過程，移動探測過程中的信 息傳遞，包括將現場信息傳送至控制臺，以及將控制指令傳送到機器人本體系統。上述災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統參見圖1所示，由矩形 翼傘、圓傘、傘箱與控制器組成，首先將機器人本體系統通過空投機器人著陸解鎖裝置緊固 在緩沖著陸裝置內，當飛機飛臨空投空域時，緩沖著陸裝置攜帶機器人本體通過V形軌道 輪沿預定導軌被推出艙門，通過強制開傘的方式，翼傘展開，向空投預定區域滑翔(滑翔比4 I)，滑翔至預定區域，在盡可能低的高度，打開圓傘進行回收，當系統下降至7-10米， 連接降落傘和機器人本體系統的自動脫扣裝置脫扣，緩沖著陸裝置攜帶機器人本體自由落 地。通過電動絞盤拉動2根操縱繩來調整翼傘姿態，操縱控制模式包括自動尋跡和遠程遙 控兩種方式；基于慣導和GPS，采用自適應算法實現翼傘的自動歸航。上述緩沖著陸系統包括圓冠形著陸底盤，底盤內部和外部填充多層紙蜂窩覆蓋 層，緊固空投機器人本體；機器人本體系統自由落體運動落地時，緩沖著陸系統的內部和外 部填充多層紙蜂窩覆蓋層充分吸收空投機器人本體落地時的沖擊，防翻地錨位于圓冠形著 陸底盤下并包裹在外部多層紙蜂窩覆蓋層中，在著陸瞬間插入地面，其倒刺結構防止了著 陸系統的側翻和反彈，確保空投機器人本體系統安全著陸；著陸后緩沖著陸系統能夠與空 投機機器人本體分離，不影響空投機器人本體開展移動探測活動。上述機器人本體參見圖2，由主動輪組，從動輪組，擺動輪組，拖帶輪組，支撐輪組， 云臺，履帶和車架組成；采用履帶行走方式，擺臂時采用履帶形狀可變結構，通過擺臂的運 動來改變形狀，以適應不同的地形，并將拖帶輪與擺臂進行聯動，以補償履帶周長的變化， 通過遠程控制臺可以控制機器人本體系統順利越障、爬樓梯等；采用后輪驅動，差速轉向， 運動控制靈活，可實現原地回轉；攝像頭可以水平360°回轉，俯仰±30°，最大范圍監視 周圍環境，并通過通信系統將現場信息實時傳送至救援中心的遠程控制臺；機器人本體系 統具有抗振，防水和防火功能，能夠克服多變的天氣，適應較為復雜的環境。上述機器人本體系統可攜帶多種傳感器進入災難現場，如攝像頭、語音交互系統、 氣敏傳感器，溫度傳感本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統，其特征是：包括V形軌道輪，傘降系統，自動脫扣裝置，空投機器人本體，空投機器人著陸解鎖裝置，緩沖著陸系統，遠程無線通信系統和傳感器；V型軌道輪安裝于緩沖著陸系統著陸底盤兩側；傘降系統和緩沖著陸系統通過自動脫扣裝置連接；空投機器人本體通過空投機器人著陸解鎖裝置緊固在緩沖著陸系統中；遠程無線通信系統包括空投機器人上的無線通信模塊和布置在救援指揮中心的遠程控制臺。
【技術特征摘要】
1.一種災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統，其特征是包括V形軌道輪，傘降系統，自動脫扣裝置，空投機器人本體，空投機器人著陸解鎖裝置，緩沖著陸系統，遠程無線通信系統和傳感器…型軌道輪安裝于緩沖著陸系統著陸底盤兩側；傘降系統和緩沖著陸系統通過自動脫扣裝置連接；空投機器人本體通過空投機器人著陸解鎖裝置緊固在緩沖著陸系統中；遠程無線通信系統包括空投機器人上的無線通信模塊和布置在救援指 車中心的遠程控制臺。2.根據權利要求1所述的災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統，其特征是所述傘降系統由翼傘(I)、圓傘(2)、傘箱與控制器(3)組成；翼傘采用矩形翼面形式，材料為高強低彈的芳綸；傘繩按分叉結構設計，沿下弦向均勻分布，2根操縱繩各控制單側7個氣室；通過電動絞盤拉動2根操縱繩來調整翼傘姿態，操縱控制模式包括自動尋跡和遠程遙控兩種方式；基于慣導和GPS，采用自適應算法實現翼傘的自動歸航。3.根據權利要求1所述的災難環境下信息快速獲取與緊急救援空投機器人系統，其特征是所述緩沖著陸系統緊固空投機器人，包括圓冠形著陸底盤(11)，內部多層紙蜂窩覆蓋層(10)，外部多層紙蜂窩覆蓋層(9)，空投機器人著陸解鎖裝置(5)，V形軌道輪(7)，防翻地錨(8)和空投機器人本體￠);內部多層紙蜂窩覆蓋層(10)與圓冠形著陸底盤(11)內側貼合，立面與著陸底盤切向垂直；外部多層紙蜂窩覆蓋層(9)與圓冠形著...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張興會，鄧三鵬，李杰，孫青林，田南平，何永利，王仲民，蔣永翔，祁宇明，亢曉峰，謝雷，續榮華，許光華，高亞，
申請(專利權)人：天津職業技術師范大學，
類型：發明
國別省市：
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