一種深水環境物證搜索打撈機器人的製作方法

2023-05-10 12:52:51 1

本發明專利公開了一種深水環境物證搜索打撈機器人，屬於刑偵技術領域。

背景技術：

深水環境物證搜索打撈機器人可以用來發現在水中的各種物證並及時打撈犯罪嫌疑人丟棄在水中的作案工具如刀具或者其他物證等，進而幫助公安人員在偵破案件的過程中提高效率。

目前國內所生產的水下打撈機械手在設計方面還不太理想，存在著不能自如的在水下作業和快速移動等一系列問題，導致其在水下作業時效率低下。另一方面高精細的設備造價高昂，不宜大範圍的推廣。本裝置順應市場需求，能夠很好的解決上述問題，從而保障人員安全，提高案件偵破效率。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種深水環境物證搜索打撈機器人，利用機器人潛至水底，在河床上進行物證的搜尋、識別工作，並且將需要打撈的物證通過機械手來進行打撈，提高對水中物證的打撈效率，進而幫助公安人員在偵破案件的過程中提高效率，而且，結構簡單，操作方便。

本發明採用的技術方案為：一種深水環境物證搜索打撈機器人，包括：機器人軀幹1、浮沉螺旋槳2、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、廣角攝像頭11、第一機械手12、第二機械手13、儲物倉16、水面監視器37、水面控制器38、水面電源39、臍帶纜40、水下控制器41、機器人內部電源42；

所述浮沉螺旋槳2位於機器人軀幹1上端中部位置，所述的第一LED燈3位於機器人頭部上端右側、第二LED燈4位於機器人頭部上端左側，第三LED燈5位於機器人左側上方，第四LED燈6位於機器人右側上方，所述的廣角攝像頭11位於機器人頭部中部位置，所述的第一機械腿7位於機器人左側前端，第二機械腿8位於機器人左側後端，第三機械腿9位於機器人右側前端，第四機械腿10位於機器人右側後端；

所述水面監視器37的信號輸入端與水面控制器38的信號輸出端相連，所述水面監視器37的電源輸入端與水面控制器38的電源輸入端分別與水面電源39的輸出端相連，所述水下控制器41通過臍帶纜40與水面控制器38相連，所述臍帶纜40用於水面控制器38與水下控制器41之間的信號傳輸；

所述水下控制器41的信號輸出端分別與第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、第一機械手12、第二機械手13、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、廣角攝像頭11、浮沉螺旋槳2的信號輸入端相連，

所述機器人內部電源42的輸出端分別與第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、第一機械手12、第二機械手13、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、廣角攝像頭11、浮沉螺旋槳2、水下控制器41的電源輸入端相連。

作為本發明進一步的方案，所述機器人軀幹1為機器人的主體。

作為本發明進一步的方案，所述浮沉螺旋槳2包括螺旋槳殼體17、螺旋槳葉片18和中心軸19，中心軸19位於螺旋槳殼體17正中心，螺旋槳葉片18固定在中心軸19上。利用浮沉螺旋槳2順時針旋轉產生的上升浮力，逆時針旋轉產生的向下推力來實現機器人的快速上升、下潛目的。

作為本發明進一步的方案，所述機械手包括機械手支座20、機械手臂22、機械手臂 24、虎口機械臂26、機械爪，所述機械手臂 22通過機械手球面副 21固定在機械手支座 20上，機械手臂 24一端通過機械手連接銷 23與機械手臂 22連接，另一端通過聯軸器 25與虎口機械臂26連接，虎口機械臂26上連有機械爪。

作為本發明進一步的方案，所述機械爪包括機械爪尖27、機械爪關節28、機械爪把柄29，機械爪把柄29一端通過機械手連接銷 30固定在虎口機械臂26上，另一端連有機械爪關節28，機械爪關節28與機械爪尖27連接。

作為本發明進一步的方案，所述機械腿包括機械腿支座31、機械腿臂 33、機械腿臂 35、腳掌36，所述機械腿臂 33通過機械腿球面副32固定在機械腿支座31上，機械腿臂 35一端通過機械腿連接銷34與機械腿臂 33連接，另一端與腳掌36連接。

作為本發明進一步的方案，還包括與儲物倉16連接的儲物倉門15，儲物倉門15用於關閉儲物倉16，機械手打撈的疑似物證存儲於儲物倉16中待操作人員作進一步分析鑑定。

作為本發明進一步的方案，第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6可以單獨控制開關和亮度，亮度是根據周圍環境變化而變化。

作為本發明進一步的方案，第一機械手12與第二機械手13各關節機械結構相同。

作為本發明進一步的方案，第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9與第四機械腿10各關節機械結構相同。

本發明的工作過程：深水環境物證搜索打撈機器人通過浮沉螺旋槳2逆時針旋轉產生的向下推力潛至水地，廣角攝像頭11把水底的畫面信息傳輸到水下控制器41，水下控制器41通過臍帶纜40把水下畫面信息傳輸到水面控制器38，水面控制器38通過水麵監視器37顯示水下畫面，操作人員根據水面監視器37顯示的水下畫面，利用水面控制器38通過臍帶纜40給水下控制器41發送運動指令，水下控制器41接收到來自操作人員的指令後，發送指令給第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9與第四機械腿10，四條機械腿經過配合動作實現在河床上運動，岸上操作人員根據水下畫面控制機械腿運動搜尋水底物證，當操作人員通過廣角攝像頭11觀測到目標物體或是可疑目標物體時，可以通過機械手改變該物體在水下的姿態，以確定該物體是否為目標物體。如果是目標物體則通過第一機械手12與第二機械手13的配合運動來進行打撈，儲存於儲物倉16中，關閉儲物倉門15，操作人員利用水面控制器38通過臍帶纜40給水下控制器41發送運動指令，水下控制器41接收到來自操作人員的指令後，發送指令給浮沉螺旋槳2，通過浮沉螺旋槳2順時針旋轉產生的向上浮力使機器人上升至水面，操作人員進一步控制機械腿配合運動，使機器人運動至岸上，取出疑似物證待操作人員進一步分析鑑定。

本發明的有益效果為：

1.機動能力較為突出。該深水環境物證搜索打撈機器人利用浮沉螺旋槳順時針旋轉產生的上升浮力，逆時針旋轉產生的向下推力來實現機器人的快速上升、下潛目的，機器人兩側設計了四條機械結構相同的帶有特殊腳掌的多自由度機械腿使其不陷於淤泥之中，可在河床上靈活平穩的工作。

2.觀測能力強。機器人工作時，廣角攝像可在水底近距離觀測搜尋物證，並且可以在渾濁水質環境下工作。

3. 打撈能力強。在機器人前端設計有兩個結構相同多自由度機械手，配合工作，可方便抓取覆蓋物之下的物證。

綜上，本發明提供的深水環境物證搜索打撈機器人從實戰出發，充分考慮使用者的需求，強調實用性。

附圖說明

圖1為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的左邊部分視圖；

圖2為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的右邊部分視圖；

圖3為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的浮沉螺旋漿2結構示意圖；

圖4為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的機械手結構示意圖；

圖5為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的機械腿結構示意圖；

圖6為本發明深水環境物證搜索打撈機器人的控制系統圖。

圖中各標號為：1-機器人軀幹、2-浮沉螺旋槳、3-第一LED燈、4-第二LED燈、5-第三LED燈、6-第四LED燈、7-第一機械腿、8-第二機械腿、9-第三機械腿、10-第四機械腿、11-廣角攝像頭、12-第一機械手、13-第二機械手、14-疑似物證、15-儲物倉門、16-儲物倉、17-螺旋槳殼體、18-螺旋槳葉片、19-中心軸、20-機械手支座、21、機械手球面副、22-機械手臂、23-機械手連接銷、24-機械手臂、25-聯軸器、26-虎口機械臂、27-機械爪尖、28-機械爪關節、29-機械爪把柄、30-機械手連接銷、31-機械腿支座、32-機械腿球面副、33-機械腿臂、34-機械腿連接銷、35-機械腿臂、36-腳掌、37-水面監視器、38-水面控制器、39-水面電源、40-臍帶纜、41-水下控制器、42-機器人內部電源。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1：如圖1-6所示，本發明提出一種深水環境物證搜索打撈機器人包括：機器人軀幹1、浮沉螺旋槳2、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、廣角攝像頭11、第一機械手12、第二機械手13、儲物倉16、水面監視器37、水面控制器38、水面電源39、臍帶纜40、水下控制器41、機器人內部電源42。其中，機器人軀幹1為機器人的主體。浮沉螺旋槳2位於機器人軀幹1上端中部位置。第一LED燈3位於機器人頭部上端右側、第二LED燈4位於機器人頭部上端左側，第三LED燈5位於機器人左側上方，第四LED燈6位於機器人右側上方。第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6可以單獨控制開關和亮度，亮度是根據周圍環境變化而變化。廣角攝像頭11位於機器人頭部中部位置。能夠實現更好的拍攝水下環境圖像和對疑似物證進行圖像識別判斷的目的。第一機械手12位於機器人頭部下端右側，第二機械手13位於機器人頭部下端左側。第一機械手12與第二機械手13各關節機械結構相同。儲物倉16位於第一機械手12和第二機械手13的中間。所述儲物倉門15與儲物倉16相連。第一機械腿7位於機器人左側前端，第二機械腿8位於機器人左側後端，第三機械腿9位於機器人右側前端，第四機械腿10位於機器人右側後端。第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9與第四機械腿10各關節機械結構相同。

控制部分：水面監視器37的信號輸入端與水面控制器38的信號輸出端相連，所述水面監視器37的電源輸入端與水面控制器38的電源輸入端分別與水面電源39的輸出端相連，水下控制器41通過臍帶纜40與水面控制器38相連，所述臍帶纜40用於水面控制器38與水下控制器41之間的信號傳輸。

水下控制器41的信號輸出端分別與第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、第一機械手12、第二機械手13、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、廣角攝像頭11、浮沉螺旋槳2的信號輸入端相連。

機器人內部電源42的輸出端分別與第一機械腿7、第二機械腿8、第三機械腿9、第四機械腿10、第一機械手12、第二機械手13、第一LED燈3、第二LED燈4、第三LED燈5、第四LED燈6、廣角攝像頭11、浮沉螺旋槳2、水下控制器41的電源輸入端相連。

實施例2：本實施例其餘部分與前一實施例相同，其中：如圖3所示，浮沉螺旋槳2包括螺旋槳殼體17、螺旋槳葉片18和中心軸19，中心軸19位於螺旋槳殼體17正中心，螺旋槳葉片18固定在中心軸19上。利用浮沉螺旋槳2順時針旋轉產生的上升浮力，逆時針旋轉產生的向下推力來實現機器人的快速上升、下潛目的。

實施例3：本實施例其餘部分與前一實施例相同，其中：如圖4所示，機械手包括機械手支座20、機械手臂 22、機械手臂 24、虎口機械臂26、機械爪，所述機械手臂 22通過機械手球面副21固定在機械手支座20上，機械手臂 24一端通過機械手連接銷 23與機械手臂 22連接，另一端通過聯軸器25與虎口機械臂26連接，虎口機械臂26上連有機械爪。

實施例4：本實施例其餘部分與前一實施例相同，其中：如圖4所示，機械爪包括機械爪尖27、機械爪關節28、機械爪把柄29，機械爪把柄29一端通過機械手連接銷 30固定在虎口機械臂26上，另一端連有機械爪關節28，機械爪關節28與機械爪尖27連接。

實施例5：本實施例其餘部分與前一實施例相同，其中：如圖5所示，機械腿包括機械腿支座31、機械腿臂 33、機械腿臂 35、腳掌36，所述機械腿臂 33通過機械腿球面副32固定在機械腿支座31上，機械腿臂 35一端通過機械腿連接銷34與機械腿臂 33連接，另一端與腳掌36連接。

需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。