本发明涉及救援设备技术领域，具体为一种夹爪位置可调的救援机器人。
背景技术：
救援机器人是为救援而采取先进科学技术研制的机器人，如地震救援机器人，就是一种专门用于大地震后在地下商场的废墟中寻找幸存者执行救援任务的机器人。救援机器人的夹爪通常用于清理障碍物或抓取物资，现有的救援机器人的夹爪相对于救援机器人本体仅能做抓取动作，位置固定，对于不同位置的障碍物或物资需要移动或者升降救援机器人位置才能完成清障，费时费力，工作效率低，且夹爪暴露在外部容易磨损和腐蚀。基于此，本发明提出一种夹爪可收纳的夹爪位置可调的救援机器人。
技术实现要素：
鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种夹爪可收纳的夹爪位置可调的救援机器人。为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：一种夹爪位置可调的救援机器人，包括救援机器人本体，还包括收纳箱、驱动机构ⅰ、支板、夹爪、驱动机构ⅱ；所述收纳箱设于所述救援机器人本体上方，该收纳箱一侧侧壁设有开口，开口处设有可控制开口开合的可水平移动的挡板；所述夹爪设于支板上，该夹爪在驱动机构ⅰ的驱动下可在收纳箱内水平移动或伸出收纳箱开口；所述夹爪在驱动机构ⅱ的驱动下可做水平及竖直的移动；所述夹爪可在空间的三维方向移动。
所述驱动机构ⅰ包括蜗杆、旋转柱、固定环、连接杆、螺杆、限位杆；所述蜗杆两端分别与所述收纳箱两侧内壁转动连接；所述旋转柱水平设置，该旋转柱上套设有固定环，该固定环两侧向外侧延伸有连接杆，两个连接杆另一端分别与所述收纳箱内壁固定连接；所述旋转柱上套接有与蜗杆相啮合的蜗轮，且贯穿旋转柱与蜗轮的中心位置处设有内螺纹孔；所述螺杆的外螺纹与旋转柱和蜗轮的内螺纹孔螺纹连接；所述螺杆一端外壁上设有沿螺杆长度方向的凹槽；所述限位杆一端与所述收纳箱内壁固定连接，另一端与所述螺杆外壁凹槽相抵触，该限位杆与外壁凹槽相适配且可沿外壁凹槽移动；所述支板与螺杆另一端可拆卸连接。
所述驱动机构ⅱ包括支座ⅰ、支座ⅱ、丝杠ⅰ、丝杠ⅱ、移动杆；所述支座ⅰ、支座ⅱ均为两个；两个支座ⅰ沿竖直方向依次设于所述支板上一侧位置处；所述丝杠ⅰ两端分别与对应的支座ⅰ转动连接；所述丝杠ⅰ上设有与该丝杠ⅰ相适配的滑块螺母ⅰ；所述滑块螺母ⅰ向支板另一侧水平延伸设有移动板，该移动板上沿长度方向设有通槽；两个支座ⅱ沿水平方向依次设于所述支板一端位置处；所述丝杠ⅱ两端分别与对应的支座ⅱ转动连接；所述丝杠ⅱ上设有与该丝杠ⅱ相适配的滑块螺母ⅱ；所述移动杆竖直设置，一端与所述滑块螺母ⅱ固定连接，另一端上设有限位座；所述移动杆上套设有移动块；所述移动块一侧面设有与所述移动板通槽相适配的柱状凸起，且该柱状凸起设于所述移动板通槽内；所述移动块另一侧面上设有夹爪。
所述旋转柱上设有卡槽，卡槽处设有与卡槽相适配的固定环。
所述收纳箱另一侧侧壁上对应螺杆设有与螺杆相适配的通孔。
所述螺杆一端通过电机可转动地设于收纳箱内壁上。
所述丝杠ⅰ一端通过电机可转动地设于支座ⅰ上。
所述丝杠ⅱ一端通过电机可转动地设于支座ⅱ。
所述挡板由气缸驱动在收纳箱开口处竖直移动。
本发明的有益效果是：本发明通过设置驱动机构ⅰ和驱动机构ⅱ使得夹爪可在空间的三维方向移动，实现位置调整，方便对障碍物进行清理或对物资抓取，省时省力，提高作业效率。
设置驱动机构ⅰ，通过正转或反转电机，带动蜗杆逆时针/顺时针转动，带动蜗轮和旋转柱顺时针/逆时针转动，在限位条与螺杆凹槽的限位下，与蜗轮和旋转柱螺纹连接的螺杆水平移动，带动夹爪在x轴方向运动，可在收纳箱内水平移动或伸出收纳箱开口。
通过设置驱动机构ⅱ，使得夹爪跟随移动块在支板上沿y轴和z轴任意位置的移动。
收纳箱侧壁设有开口，开口处设有控制开口开合的水平移动的挡板，当移动挡板露出收纳箱开口时，夹爪可伸出收纳箱进行作业，当不进行作业时夹爪可回到收纳箱内，挡板挡住开口，防止行进过程中沾染灰尘或被腐蚀和磨损或者夹爪伸出外部造成对外部环境的干涉。
附图说明
图1是本发明救援机器人的结构示意图。
图2是图1中a的局部放大图。
图3是本发明中驱动机构ⅱ位置结构示意图。
图4是本发明中收纳箱内部结构示意图。
图5是本发明中驱动机构ⅰ的位置结构示意图。
图中，1-救援机器人本体，2-挡板，3-收纳箱，301-开口，4-支座ⅰ，5-驱动机构ⅰ，6-蜗轮，7-螺杆，701-凹槽，8-支板，9-驱动机构ⅱ，10-夹爪，11-丝杠ⅰ，12-滑块螺母ⅰ，13-滑块螺母ⅱ，14-丝杠ⅱ，15-支座ⅱ，16-移动块，17-移动板，1701-通槽，18-移动杆，19-限位座，20-柱状凸起，21-电机ⅰ，22-连接杆，23-固定环，24-限位杆，25-旋转柱，26-蜗杆，27-电机ⅱ，28-电机ⅲ。
具体实施方式
结合图1至5所示，一种夹爪10位置可调的救援机器人，包括救援机器人本体1，还包括收纳箱3、驱动机构ⅰ5、支板8、夹爪10、驱动机构ⅱ9；收纳箱3设于救援机器人本体1上方，该收纳箱3侧壁设有开口301，开口301处设有控制开口301开合的水平移动的挡板2，当移动挡板2露出收纳箱3开口301时，夹爪10可伸出收纳箱3进行作业，当不进行作业时夹爪10可回到收纳箱3内，挡板2挡住开口301，防止行进过程中沾染灰尘或被腐蚀或者夹爪10伸出外部造成对外部环境的干涉；夹爪10设于支板8上，该夹爪10在驱动机构ⅰ5的驱动下可在收纳箱3内水平移动或伸出收纳箱3开口301；夹爪10在驱动机构ⅱ9的驱动下可做水平及竖直的移动；空间内建立笛卡尔空间直角坐标系，如图1所示，假设夹爪10在收纳箱3水平移动方向为x轴，在支板8上做水平移动方向为y轴，做竖直移动为z轴，夹爪10可在空间的三维方向移动，实现位置调整。
如图4-5所示，驱动机构ⅰ5包括蜗杆26、旋转柱25、固定环23、连接杆22、螺杆7、限位杆24；蜗杆26两端分别与收纳箱3两侧内壁转动连接；旋转柱25水平设置，该旋转柱25上套设有固定环23，旋转柱25只能沿固定环23旋转，而不进行轴向移动，该固定环23两侧向外侧延伸有连接杆22，两个连接杆22另一端分别与收纳箱3内壁固定连接；旋转柱25上套接有与蜗杆26相啮合的蜗轮6，且贯穿旋转柱25与蜗轮6的中心位置处设有内螺纹孔；螺杆7的外螺纹与旋转柱25和蜗轮6的内螺纹孔螺纹连接；螺杆7一端外壁上设有沿螺杆7长度方向的凹槽701；限位杆24一端与收纳箱3内壁固定连接，另一端与螺杆7外壁凹槽701相抵触，该限位杆24与外壁凹槽701相适配且可沿外壁凹槽701移动，用于对螺杆7进行限位，只能沿螺杆7长度方向移动；支板8与螺杆7另一端面可拆卸连接，且支板8竖直设置，与螺杆7垂直，夹爪10在收纳箱3水平移动方向与螺杆长度方向相同，为x轴，支板8所在平面与x轴垂直。
如图2-3所示，驱动机构ⅱ9包括支座ⅰ4、支座ⅱ15、丝杠ⅰ11、丝杠ⅱ14、移动杆18；支座ⅰ4、支座ⅱ15均为两个；两个支座ⅰ4沿竖直方向依次设于支板8上一侧位置处；丝杠ⅰ11两端分别与对应的支座ⅰ4转动连接；丝杠ⅰ11上设有与该丝杠ⅰ11相适配的滑块螺母ⅰ12；滑块螺母ⅰ12向支板8另一侧延伸水平设有移动板17，该移动板17上沿长度方向设有通槽1701；两个支座ⅱ15沿水平方向依次设于支板8一端位置处；丝杠ⅱ14两端分别与对应的支座ⅱ15转动连接；丝杠ⅱ14上设有与该丝杠ⅱ14相适配的滑块螺母ⅱ13；移动杆18竖直设置，一端与滑块螺母ⅱ13固定连接，另一端上设有限位座19；移动杆18上套设有移动块16；移动块16一侧面设有与移动板17通槽1701相适配的柱状凸起20，且该柱状凸起20设于移动板17通槽1701内；移动块16另一侧面上设有夹爪10。当丝杠ⅱ14转动，滑块螺母ⅱ13在移动板17与柱状凸起20的限位下，沿丝杠ⅱ14长度方向水平移动，通过移动杆18带动移动块16上的柱状凸起20在移动板17上的通槽1701内水平移动，使得移动板17上的夹爪水平（y轴方向）移动，实现y轴方向的调节；滑块螺母ⅰ12在移动板17与柱状凸起20的限位下上下移动，滑块螺母ⅰ12带动移动板17通槽1701推动移动块16上的柱状凸起20上下移动，使得移动块16在移动杆18上竖直移动，实现z轴方向的移动；夹爪10跟随移动块16移动。
旋转柱25上设有卡槽，卡槽处设有与卡槽相适配的固定环23，实现旋转柱25只能沿固定环23旋转，而不进行轴向移动。
通常为了支板8、夹爪10、驱动机构ⅱ9及螺杆7全部进入收纳箱3，收纳箱3远离开口301一侧内壁与旋转柱25之间的空间要足够大，因此优选地，在收纳箱3另一侧侧壁上对应螺杆7设有与螺杆7相适配的通孔，当支板8、夹爪10、驱动机构ⅱ9全部进入收纳箱3内时，螺杆7一端伸出收纳箱3的通孔，可以节省收纳箱3的部分空间。
螺杆7一端通过电机（如图4-5所示，电机ⅰ21）可转动地设于收纳箱3内壁上。
丝杠ⅰ11一端通过电机ⅱ27可转动地设于支座ⅰ4上，丝杠ⅱ14一端通过电机ⅲ28可转动地设于支座ⅱ15上。
驱动机构ⅰ5上的电机ⅰ21、丝杠ⅰ11对应的电机ⅱ27和丝杠ⅱ14对应的电机ⅲ可通过人工观察障碍物位置，手动遥控的方式进行调节启动，也可以通过救援机器人本体1上的摄像头拍摄扫描到障碍物，传输至主控系统和图像识别器，当图像识别器识别到障碍物特征，通过三维测距传感器传输数据至主控系统，控制电机ⅰ21、丝杠ⅰ11和丝杠ⅱ14对应的电机启动或停止，从而实现夹爪10在三维空间的位置调整。
挡板2由气缸驱动在收纳箱3开口301处竖直移动（图中未画出）。
如图1-5所示，本发明工作原理和流程如下：
当需要用到夹爪10时，挡板2移动，露出收纳箱3开口301，如图4所示，启动电机ⅰ21，电机ⅰ21正转带动蜗杆26逆时针转动，带动蜗轮6和旋转柱25顺时针转动，在限位杆24与螺杆7凹槽701的限位下，与蜗轮6和旋转柱25螺纹连接的螺杆7向开口301方向运动，反之电机ⅰ21反转带动蜗杆26顺时针转动，带动蜗轮6和旋转柱25逆时针转动，与蜗轮6和旋转柱25螺纹连接的螺杆7向远离收纳箱3开口301方向运动。螺杆7上的支板8跟随螺杆7水平运动（如上文所述的x轴方向），调节到适合的位置，电机ⅰ21停止转动，夹爪10完全露出收纳箱3外侧，如图1所示。
如图2-3所示，当需要调整夹爪10在支板8水平方向位置（y轴方向）时，电机ⅲ28带动丝杠ⅱ14转动，滑块螺母ⅱ13在移动板17与柱状凸起20的限位下，沿丝杠ⅱ14长度方向水平移动，通过移动杆18带动移动块16上的柱状凸起20在移动板17上的通槽1701内水平移动，使得移动板17上的夹爪水平（y轴方向）移动。
当需要调整夹爪10在竖直方向（z轴）位置时，电机ⅱ27带动丝杠ⅰ11转动，滑块螺母ⅰ12在移动板17与柱状凸起20的限位下上下移动，滑块螺母ⅰ12带动移动板17通槽1701推动移动块16上的柱状凸起20上下移动，使得移动块16在移动杆18上竖直移动，实现z轴方向的移动。
当完成作业，电机ⅰ21反转带动螺杆7向下运动，螺杆7上的支板8跟随螺杆7向收纳箱3内移动，直至完全进入收纳箱3内，电机ⅰ21停止转动，挡板2水平移动，挡住收纳箱3开口301，防止行进过程中沾染灰尘或被腐蚀。
1.一种夹爪位置可调的救援机器人，包括救援机器人本体，其特征在于：还包括收纳箱、驱动机构ⅰ、支板、夹爪、驱动机构ⅱ；所述收纳箱设于所述救援机器人本体上方，该收纳箱一侧侧壁设有开口，开口处设有可控制开口开合的可水平移动的挡板；所述夹爪设于支板上，该夹爪在驱动机构ⅰ的驱动下可在收纳箱内水平移动或伸出收纳箱开口；所述夹爪在驱动机构ⅱ的驱动下可做水平及竖直的移动。
2.根据权利要求1所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述驱动机构ⅰ包括蜗杆、旋转柱、固定环、连接杆、螺杆、限位杆；所述蜗杆两端分别与所述收纳箱两侧内壁转动连接；所述旋转柱水平设置，该旋转柱上套设有固定环，该固定环两侧向外侧延伸有连接杆，两个连接杆另一端分别与所述收纳箱内壁固定连接；所述旋转柱上套接有与蜗杆相啮合的蜗轮，且贯穿旋转柱与蜗轮的中心位置处设有内螺纹孔；所述螺杆的外螺纹与旋转柱和蜗轮的内螺纹孔螺纹连接；所述螺杆一端外壁上设有沿螺杆长度方向的凹槽；所述限位杆一端与所述收纳箱内壁固定连接，另一端与所述螺杆外壁凹槽相抵触，该限位杆与外壁凹槽相适配且可沿外壁凹槽移动；所述支板与螺杆另一端可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述驱动机构ⅱ包括支座ⅰ、支座ⅱ、丝杠ⅰ、丝杠ⅱ、移动杆；所述支座ⅰ、支座ⅱ均为两个；两个支座ⅰ沿竖直方向依次设于所述支板上一侧位置处；所述丝杠ⅰ两端分别与对应的支座ⅰ转动连接；所述丝杠ⅰ上设有与该丝杠ⅰ相适配的滑块螺母ⅰ；所述滑块螺母ⅰ向支板另一侧水平延伸设有移动板，该移动板上沿长度方向设有通槽；两个支座ⅱ沿水平方向依次设于所述支板一端位置处；所述丝杠ⅱ两端分别与对应的支座ⅱ转动连接；所述丝杠ⅱ上设有与该丝杠ⅱ相适配的滑块螺母ⅱ；所述移动杆竖直设置，一端与所述滑块螺母ⅱ固定连接，另一端上设有限位座；所述移动杆上套设有移动块；所述移动块一侧面设有与所述移动板通槽相适配的柱状凸起，且该柱状凸起设于所述移动板通槽内；所述移动块另一侧面上设有夹爪。
4.根据权利要求2所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述旋转柱上设有卡槽，卡槽处设有与卡槽相适配的固定环。
5.根据权利要求2所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述收纳箱另一侧侧壁上对应螺杆的位置设有与螺杆相适配的通孔。
6.根据权利要求2所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述螺杆一端通过电机可转动地设于收纳箱内壁上。
7.根据权利要求3所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述丝杠ⅰ一端通过电机可转动地设于支座ⅰ上。
8.根据权利要求3所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述丝杠ⅱ一端通过电机可转动地设于支座ⅱ。
9.根据权利要求1所述的夹爪位置可调的救援机器人，其特征在于：所述挡板由气缸驱动在收纳箱开口处水平移动。
技术总结