本發(fā)明屬于機器人技術和自動化領域，特別涉及一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置。

背景技術：

地震等嚴重自然災害、化學污染事故、反恐與戰(zhàn)場等未知和高危領域，情況復雜，人員和檢測設備難以快速介入。針對上述領域遠距離、大范圍、快速探測需求，要求探測機器人體積小，重量輕，可實現(xiàn)遠程快速、多個體、大范圍布設。同時由于區(qū)域環(huán)境未知，要求微小型探測機器人具有較強的環(huán)境適應能力，尤其是要具有較強的抗落地沖擊過載的能力，以保證落地后微小型探測機器人功能的完整性。目前，微小型地面探測機器人由于抗落地過載沖擊的能力差(目前國內外此類微小型探測機器人最高具備9.1米的落地抗過載能力)。再有，由于目標區(qū)域的特殊的環(huán)境限制，目標區(qū)域比如地震災后現(xiàn)場、有毒有害物質擴散現(xiàn)場，很難實現(xiàn)近距離布設，需通過空中拋撒等方式快速進入上述具有特殊的環(huán)境的目標區(qū)域。國內“一種適用于微小型探測機器人的抗空中拋撒過載緩沖裝置”(ZL201210232778.6)所涉及的抗空中拋撒過載緩沖裝置體積和質量較大，在目前適合做機器人拋撒作業(yè)的無人機或有人機等機型機載容量和承載重量有限的情況下很難實現(xiàn)多個體、大范圍空中快速布設。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置，落地緩沖裝置裝載布設式探測機器人以空中拋撒布設的方式介入特殊目標區(qū)域，經(jīng)過空過減速和落地緩沖著陸后，能夠有效地抗落地過載沖擊，保證所裝載的布設式探測機器人在落地后功能的完整 性。落地后，本發(fā)明裝置能夠實現(xiàn)裝置與布設式探測機器人的自動分離，使布設式探測機器人能夠快速進入目標區(qū)域和進行現(xiàn)場信息獲取和重要目標監(jiān)視。通過本發(fā)明裝置空中布設多個探測機器人，可實現(xiàn)目標區(qū)域內機器人群體協(xié)同探測圖像、聲音、化學危險品波譜等任務信息，通過空中中繼傳送回地面接收和控制終端。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術方案是：

一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置，包括：

降落傘組件，用于所述裝置在裝載布設式探測機器人經(jīng)飛機空中快速布設后進行整體空中減速；

聚氨酯泡沫體保護套筒，用于包裹布設式探測機器人，在機器人接觸地面受到?jīng)_擊作用時起到抗過載緩沖的功用；

彈性固定套筒，用于固定和釋放聚氨酯泡沫體保護套筒以及布設式探測機器人；

鎖緊機構，用于對彈性固定套筒的鎖緊和釋放；

觸發(fā)器，用于所述鎖緊機構的解鎖；

防誤撞保險機構，用于避免裝載有布設式探測機器人的所述緩沖裝置在空中布設過程中觸發(fā)器受到外力，包括投放艙的摩擦作用力等，導致鎖緊機構解鎖，機器人在飛機布設過程中意外彈出。

優(yōu)選地，降落傘組件連接在所述彈性固定套上，通過降落傘傘面的空氣阻力為所述緩沖裝置進行減速。所述降落傘組件的傘面面積可根據(jù)所述緩沖裝置和所裝載的機器人的質量和布設高度進行選擇。

優(yōu)選地，所述聚氨酯泡沫體保護套筒采用輕質、高彈性的聚氨酯泡沫材料 制成，包括對稱的兩部分，對稱的兩部分構成對機器人圓筒形包裹體。所述聚氨酯泡沫體保護套筒直接包裹于布設式探測機器人機身外部，在機器人接觸地面受到?jīng)_擊作用時起到抗過載緩沖的功用。所述聚氨酯泡沫體保護套筒內部嵌有四組壓縮彈簧，在所述聚氨酯泡沫體保護套筒及布設式探測機器人機身不受彈性固定套筒彈性緊固作用時，可以將聚氨酯泡沫體保護套筒對稱的兩部分從機器人機身彈開，實現(xiàn)所述聚氨酯泡沫體保護套筒與機器人的分離，避免所述保護套筒對機器人運動和探測的影響。

優(yōu)選地，所述彈性固定套筒采用彈簧鋼材料制成，具有較好的彈性和可加工性。所述彈性固定套筒自然狀態(tài)為展開形式，固定聚氨酯泡沫體保護套筒及布設式探測機器人后為彈性壓緊狀態(tài)，然后由鎖緊機構固定鎖緊。在所述彈性固定套筒端口的鎖緊機構打開時，可利用自身恢復性形變的作用力將內部的聚氨酯泡沫體保護套筒及布設式探測機器人彈出，實現(xiàn)彈性固定套筒與聚氨酯泡沫體保護套筒和布設式探測機器人的分離。

優(yōu)選地，所述鎖緊機構，結構鋼材料加工制成，具有較好的剛度，可以對所述彈性固定套筒的端口進行鎖緊，使得所述彈性固定套筒對聚氨酯泡沫體保護套筒及布設式探測機器人進行支撐和固定。

優(yōu)選地，所述觸發(fā)器和鎖緊機構固聯(lián)，觸發(fā)器受力后直接將作用力傳遞到鎖緊機構上，所述觸發(fā)器受力后會進行向所述緩沖裝置軸心的位移運動，當位移達到設計的位移量時，鎖緊機構解鎖，與觸發(fā)器分離，所述彈性固定套筒可利用自身恢復性形變的作用力將內部的聚氨酯泡沫體保護套筒及布設式探測機器人彈出，實現(xiàn)彈性固定套筒與聚氨酯泡沫體保護套筒和布設式探測機器人的分離。

優(yōu)選地，所述防誤撞保險機構，一端的圓錐面安裝于所述彈性固定套筒端 口的安轉孔內形成間隙配合，另一端通過柔性繩軟連接于所述降落傘組件的傘繩，在降落傘充氣將傘繩拉出時，同時將所述防誤撞保險機構在所述彈性固定套筒端口的安轉孔內抽出，避免機器人在飛機布設過程中意外彈出，同時使觸發(fā)器和鎖緊機構正常工作。

優(yōu)選地，所述布設式探測機器人為兩輪,四輪或者多輪的微小型探測機器人。

優(yōu)選地，本發(fā)明緩沖裝置不僅可以通過飛機實現(xiàn)對布設式探測機器人的空中布設落地緩沖，也可以通過手拋、發(fā)射機構發(fā)射實現(xiàn)對布設式探測機器人的布設，并實現(xiàn)落地緩沖，保證機器人功能的完整性。

本發(fā)明優(yōu)異的效果是：

1)本發(fā)明用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置可實現(xiàn)探測機器人在目標區(qū)域的多種介入模式：可以通過手拋、發(fā)射機構發(fā)射實現(xiàn)對布設式探測機器人的布設，實現(xiàn)落地緩沖，保證機器人功能的完整性；還可以通過無人機或有人機空中拋撒的方式，遠程、快速部署到目標區(qū)域，突破了微小型探測機器人工作范圍有限的缺點。

2)相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置具有體積小、重量輕、緩沖能力強等特點，在目前適合做機器人拋撒作業(yè)的無人機或有人機等機型機載容量和承載重量有限的情況下，可遠程、快速、多個體、大面積部署到目標區(qū)域，突破了微小型探測機器人布設范圍小、布設密度低等缺點。

3)相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置，主要針對在沖擊環(huán)境下的機械使用，采用二級緩沖設計，首先通過降落傘組件進行整體減速，然后通過所述裝置外部的輕質高彈性的聚氨酯泡沫 體保護套筒吸收地面的沖擊能量，結構簡單緊湊，緩沖能力強，可靠性高，尤其適合空中拋撒作業(yè)使用。

因此，本發(fā)明以空中拋撒方式介入特殊目標區(qū)域，經(jīng)過二級緩沖著陸后，能夠有效地抗落地過載沖擊，保證所裝載的布設式探測機器人在落地后功能的完整性。落地后，本發(fā)明裝置能夠實現(xiàn)裝置與布設式探測機器人的自動分離，使布設式探測機器人能夠快速進入目標區(qū)域和進行現(xiàn)場信息獲取和重要目標監(jiān)視。通過本發(fā)明裝置布設多個布設式探測機器人，可實現(xiàn)目標區(qū)域內機器人群體協(xié)同探測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置的組合體的立體圖；

圖2是本發(fā)明所述的一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置的落地時裝置與機器人分離的立體圖；

圖3是本發(fā)明所述一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置工作模式圖。

其中各附圖標記含義如下：

1.降落傘組件；2.聚氨酯泡沫體保護套筒；3.彈性固定套筒；4.鎖緊機構；5.觸發(fā)器；6.防誤撞保險機構；7.布設式探測機器人

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施案例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置包括降落傘組件1、聚氨酯泡沫體保護套筒2、彈性固定套筒3、鎖緊機構4、觸發(fā)器5 以及防誤撞保險機構6等。

如圖1-3所示，布設式探測機器人7機身被包裹于聚氨酯泡沫體保護套筒2內，在接觸地面受到?jīng)_擊作用時起到抗過載緩沖的功用。所述聚氨酯泡沫體保護套筒2采用輕質、高彈性的聚氨酯泡沫材料制成，包括對稱的兩部分，對稱的兩部分構成對機器人圓筒形包裹體。所述聚氨酯泡沫體保護套筒2內部嵌有四組壓縮彈簧，可以在所述聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7機身不受所述彈性固定套筒3彈性緊固作用時，可以將聚氨酯泡沫體保護套筒對稱的兩部分從機器人機身彈開，實現(xiàn)所述套筒與機器人的分離，避免所述套筒對機器人運動和探測的影響。

所述彈性固定套筒3位于所述聚氨酯泡沫體保護套筒2的外部，用于固定和釋放聚氨酯泡沫體以及布設式探測機器人。所述彈性固定套筒3采用彈簧鋼材料制成，具有較好的彈性和可加工性。所述彈性固定套筒3自然狀態(tài)為展開形式，固定聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7后為彈性壓緊狀態(tài)，然后在端口由鎖緊機構4固定鎖緊。在端口的鎖緊機構4打開時，可利用自身恢復性形變的作用力將內部的聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7彈出，實現(xiàn)彈性固定套筒3與聚氨酯泡沫體保護套筒2和布設式探測機器人7的分離。

所述鎖緊機構4，結構鋼材料加工制成，具有較好的剛度，可以對所述彈性固定套筒3的端口進行鎖緊，使得所述彈性固定套筒3對聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7進行支撐和固定。觸發(fā)器5和鎖緊機構4固聯(lián)，觸發(fā)器5受力后直接將作用力傳遞到鎖緊機構4上，所述觸發(fā)器5受力后會進行向所述緩沖裝置軸心的位移運動，當位移達到設計的位移量時，鎖緊機構4機械解鎖，與觸發(fā)器5分離。隨后，彈性固定套筒3可利用自身恢復性形變的作 用力將內部的聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7彈出，實現(xiàn)彈性固定套筒3與聚氨酯泡沫體保護套筒2和布設式探測機器人7的分離。

為了避免裝載有布設式探測機器人7的所述緩沖裝置在空中布設過程中觸發(fā)器受到外力，包括投放艙的摩擦作用力等，導致鎖緊機構4，機器人在飛機布設過程中意外彈出，本發(fā)明增加了防誤撞保險機構6。所述防誤撞保險機構6一端的間隙配合安裝面安裝于所述彈性固定套筒3端口的安轉孔內，另一端通過柔性繩軟連接于所述降落傘組件1的傘繩，在降落傘傘面充氣將傘繩拉出時，同時將所述防誤撞保險機構6在所述彈性固定套筒端口3的安轉孔內抽出，從而避免布設式探測機器人7在飛機布設過程中意外彈出。

所述降落傘組件1用于所述裝置在裝載布設式探測機器人后經(jīng)飛機空中快速布設后進行整體空中減速。降落傘組件1連接在所述彈性固定套筒3上，通過傘面的空氣阻力為所述裝置進行減速，所述降落傘組件的傘面面積可根據(jù)所述裝置的質量和布設的高度進行選擇。

圖2是本發(fā)明所述的一種用于布設式探測機器人空中快速布設落地緩沖裝置的落地時裝置與機器人分離的立體圖，圖3是本發(fā)明所述一種用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置工作模式圖。如圖2和圖3所示，本發(fā)明以直升機、無人機等飛行器空中拋撒的方式介入特殊目標區(qū)域進行空中大范圍快速布設。所述裝置裝載單體布設式探測機器人7由進行空中大范圍快速布設后，連接在所述彈性固定套3上降落傘組件1打開，隨后降落傘傘衣、傘繩的拉出，傘衣充氣，降落傘與攜帶有布設式探測機器人7的所述緩沖裝置穩(wěn)定降落。通過柔性繩軟連接于所述降落傘組件1傘繩的所述防誤撞保險機構6在傘繩的拉直的過程，從所述彈性固定套筒端口3的安轉孔內抽出，從而避免布設式探測機器人7在飛機布設過程中意外彈出。經(jīng)過降落傘減速后，所述緩沖 裝置接觸地面的瞬間，所述緩沖裝置的觸發(fā)器5接觸地面受到?jīng)_擊作用力，開始壓縮鎖緊機構4，鎖緊機構4受到壓力后發(fā)生位移，位移超過鎖緊機構4最大位移量值后即實現(xiàn)所述鎖緊機構4對所述彈性固定套筒3的解鎖。在所述彈性固定套筒3端口的鎖緊機構4打開時，彈性固定套筒3可利用自身恢復性形變的作用力將內部的聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7彈出，實現(xiàn)彈性固定套筒3與聚氨酯泡沫體保護套筒2和布設式探測機器人7的分離。聚氨酯泡沫體保護套筒2和布設式探測機器人7被彈出后，降落傘所受載荷質量突然下降，力平衡被打破，突然產(chǎn)生向上的空氣浮力作用，降落傘會帶著彈性固定套筒3向上，而后向外飄落，從而避免降落傘落地后對布設式探測機器人7彈出的影響。聚氨酯泡沫體保護套筒2和布設式探測機器人7被彈出后，采用輕質、高彈性的聚氨酯泡沫材料制成的聚氨酯泡沫體保護套筒2在接觸地面受到?jīng)_擊作用時對布設式探測機器人7起到抗過載緩沖的功用。另外，由于所述聚氨酯泡沫體保護套筒2及布設式探測機器人7機身不再受所述彈性固定套筒3彈性緊固作用，所述聚氨酯泡沫體保護套筒2內部嵌有的四組壓縮彈簧將聚氨酯泡沫體保護套筒2對稱的兩部分從布設式探測機器人7機身彈開，實現(xiàn)所述聚氨酯泡沫體保護套筒2與布設式探測機器人7的分離，避免所述聚氨酯泡沫體保護套筒2對布設式探測機器人7運動和探測的影響，隨后布設式探測機器人7彈出開始對目標區(qū)域進行探測。拋撒布設后，飛機繼續(xù)盤旋在機器人活動區(qū)，擔當控制站與地面機器人的空中通訊中繼。通過本發(fā)明裝置空中布設多個探測機器人，可實現(xiàn)目標區(qū)域內機器人群體協(xié)同探測圖像、聲音、化學危險品波譜等任務信息，通過空中中繼傳送回地面接收和控制終端。

可選地，所述聚氨酯泡沫體保護套筒2可以由對稱兩部分組成，也可由其他數(shù)目個部分組成。另外，以上實施例中的聚氨酯泡沫體保護套筒2也可以選 用其他彈性材料。用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置的外形也不限于附圖中所示的形狀，也可以選用其他的球體或多面體。

本發(fā)明中用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置，主要針對在沖擊環(huán)境下的機械使用，采用二級緩沖設計，首先通過降落傘組件進行整體減速，然后通過所述裝置外部的輕質高彈性的聚氨酯泡沫體保護套筒2吸收地面的沖擊能量，從而達到減小對其內部布設式探測機器人的沖擊過載，保證布設式探測機器人功能的完整性。所述落地緩沖裝置落地后可以自動實現(xiàn)所述彈性固定套筒3、所述聚氨酯泡沫體保護套筒2以及布設式探測機器人7三者的自動分離，布設式探測機器人7駛出執(zhí)行探測任務。

由于本發(fā)明用于布設式探測機器人空中快速布設的落地緩沖裝置具有體積小、重量輕、緩沖能力強等特點，在目前適合做機器人拋撒作業(yè)的無人機或有人機等機型機載容量和承載重量有限的情況下，可實現(xiàn)遠程、快速、多個體、大面積部署到目標區(qū)域，突破了微小型探測機器人布設范圍小、布設密度低等缺點，可以通過空中布設多個機器人，機器人成員間的自動部署、自動調整布局、協(xié)同探測。拋撒布設后，飛機繼續(xù)盤旋在機器人活動區(qū)，擔當控制站與地面機器群的通訊中樞。配以大功率Wi-Fi發(fā)射器，可廣泛并持續(xù)地維持無線區(qū)域網(wǎng)絡，讓地面機器人群收集圖像、聲音、化學危險品波譜信息，通過地面中繼和空中中繼傳送回地面接收和控制終端。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式的一種，本領域的技術人員在本發(fā)明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內。