一种移动式隔墙侦察机器人装置

文档序号:1898317 发布日期:2021-11-30 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种移动式隔墙侦察机器人装置 (Mobile partition wall reconnaissance robot device ) 是由 唐振民 周翊超 胡晰远 张武 杨鑫 于 2021-05-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及侦察机器人技术领域,公开了一种移动式隔墙侦察机器人装置,包括:侦察机器人外壳;火力打击模块--活动安装在侦察机器人外壳上部前侧;探测机构设置在侦察机器人外壳上部中间位置;雷达天线起竖机构和操作手柄。本发明由三个分系统构成(履带式侦察机器人平台分系统、侦察探测打击分系统、和远程操控分系统),将技术成熟的履带式侦察机器人系统与穿墙雷达侦察技术相结合,可在复杂城市地形环境下远程遥控,借助机器人上的移动辅助模块可通过复杂路段,抵达房间墙体外侧,通过调整穿墙雷达天线贴近墙体发射雷达波束,以获得墙体内侧的人员信息,大大提高了的作战人员的人身安全及搜索效率。(The invention relates to the technical field of reconnaissance robots, and discloses a movable partition wall reconnaissance robot device, which comprises: a scout robot housing; the firepower striking module is movably arranged on the front side of the upper part of the shell of the reconnaissance robot; the detection mechanism is arranged in the middle of the upper part of the shell of the reconnaissance robot; a radar antenna erecting mechanism and an operating handle. The crawler type reconnaissance robot system is combined with a through-wall radar reconnaissance technology, remote control can be performed under a complex urban terrain environment, the mobile auxiliary module on the robot can reach the outer side of a wall body of a room through a complex road section, and the through-wall radar antenna is adjusted to be close to the wall body to emit radar beams so as to obtain personnel information on the inner side of the wall body, so that personal safety and search efficiency of fighters are greatly improved.)

一种移动式隔墙侦察机器人装置

技术领域

本发明涉及侦察机器人技术领域,具体为一种移动式隔墙侦察机器人装置。

背景技术

由于城市建筑物密集,有大量的室内空间便于不法分子隐匿,这给作战人员 在进行人员搜捕时带来极大的困难。基于微波技术的穿墙雷达具备实现复杂封 闭建筑物环境下对隐藏目标进行隔墙透视探测的能力,可以很好的获得墙体内 侧的人员生物信息与位置分布,在军事巷战、和灾难搜救等军事及公共安全领 域具有重要的应用价值。

目前的穿墙雷达人体探测装置大多数是支架式或便携吸附式,这些装置的雷 达主机都比较大,即便是手持式装置,也需要我们的操作人员移动到墙体附近 将雷达主机与墙体平行贴近放置。总之,这些装置都不具有灵活的自主移动性 和远程操控的功能,因此不能很好的保障作战人员的人身安全。近几年出现的 技术创新都是在如何使穿墙雷达主机小型化,使得穿墙雷达装置具有便携性, 目前从已有的穿墙雷达技术和装置相关的资料以及相关专利资料查明,其相关 专利如下:

申请号为:201921807021.9的中国专利公开了一种小型化可吸附墙体的穿 墙雷达装置,穿墙雷达主机后侧面设置有多个吸附机构,与墙体吸附效果好, 避免因人工按压吸附导致受力不能长时间均衡,从而造成主机上下移动导致成 像模糊。

申请号为:201820682169.3的中国专利公开了一种穿墙雷达监视装置,该 装置穿墙雷达设备较重,需采用三角架支撑,然后才能进行侦查工作,不具备 良好的移动性。

申请号为:201921432873.4的中国专利公开了一种具有移动式终端且可以 单人操作的穿墙雷达装置,该装置结构简单、便携性好、易操作、适用范围广, 通过弹簧插槽式设计可快速实现雷达主机与控制终端分离和整合两种工作模 式,满足不同应用场景需求。

但是上述各种穿墙雷达探测装置的研究方向都只是在减小穿墙雷达的体积, 提高便携性,设计稳定小巧的吸附装置,提升各种墙体的吸附稳定性。

总之,目前的穿墙雷达人体探测装置,雷达主机不具有能够远程操控移动的 能力,必须要有操作人员移动到墙体附近贴墙放置雷达主机才能获取墙体内侧 信息,通常应用于民用领域,如抢险救灾时的人员搜索和生命探测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动式隔墙侦察机器人装置,该装置充分利用 了穿墙雷达波束对建筑物的墙体和障碍物等不透明非金属物体的良好穿透性, 实现对物体后方隐蔽目标的探测、定位和跟踪,以及侦察机器人可提供多功能 平台和在复杂地形中的灵活机动能力。使得该装置能够在城市防暴作战行动中, 对躲藏在城市建筑物中的进行侦察搜索,通过远程遥控机器人抵达墙体附近, 并调整机器人位置使雷达天线能够平行贴近墙体,利用远程控制平台发射雷达 波束,探测墙体内侧是否有人员分布,并实时回传雷达图像至控制平台。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种移动式隔墙侦察机器 人装置,包括:

侦察机器人外壳,底部左右两侧均集成安装有履带;

火力打击模块,活动安装在侦察机器人外壳上部前侧;

探测机构,设置在侦察机器人外壳上部中间位置;

雷达天线起竖机构,设置在侦察机器人外壳内腔;

操作手柄,通过无线电远程连接于侦察机器人,操作手柄上面中间位置 卡接有小显示屏、两个摇杆以及多个等距分布的操作按钮。

作为本发明的一种优选实施方式,所述侦察机器人外壳四周外侧壁中间 部位均固定嵌入有移动辅助摄像头。

作为本发明的一种优选实施方式,所述侦察机器人外壳上面后侧固定有 竖直向上分布的立柱,立柱上端部固定安装有高清活动摄像头,且立柱内部 嵌入安装有与操作手柄连接的通信天线。

作为本发明的一种优选实施方式,所述探测机构包括:基板,底部左右 两侧均固定有水平纵向设置的凹型杆,所述基板上部中间位置固定有遥控雷 达主机;

滑杆,左右两端部均固定有卡座,卡座上部中间位置开设有竖直向上的 卡接槽口,两个所述卡座底部均固定在侦察机器人外壳上部;两个所述凹型 杆分别卡接在两个所述卡座的卡接槽口上。

作为本发明的一种优选实施方式,所述雷达天线起竖机构包括:限位卡 板,底面左右两部均固定有竖直向下设置的滑块,两个所述滑块均活动套接 在滑杆上,限位卡板底部开设有齿槽;

伺服电机,固定在侦察机器人外壳内腔侧壁上部,伺服电机的驱动端固 定有齿盘,齿盘与限位卡板底部的齿槽啮合;

电动推杆,底部通过铰链与侦察机器人外壳内腔底部活动铰接,电动推 杆的推送杆上端部通过销轴与基板底部中间位置活动连接。

作为本发明的一种优选实施方式,所述小显示屏为导航显示屏,且大显 示屏为雷达探测图像显示屏。

作为本发明的一种优选实施方式,所述火力打击模块为集束式榴弹发射 平台。

作为本发明的一种优选实施方式,所述操作手柄与侦察机器人之间采用 抗干扰无线电进行通信连接。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明结构简单,由三个分系统(履带式侦察机器人平台分系统、侦察探 测打击分系统、和远程操控分系统)构成,体积小,易于操作,灵活机动,侦 察高效。将技术成熟的履带式侦察机器人系统与穿墙雷达侦察技术相结合,可 在复杂城市地形环境下远程遥控,借助机器人上的移动辅助模块可通过复杂路 段,抵达可能藏有的房间墙体外侧,通过调整穿墙雷达天线贴近墙体发射雷达 波束,以获得墙体内侧的人员信息,光学侦察模块可获得墙体外侧信息,大大 提高了的作战人员的人身安全及搜索效率,火力打击模块能及时阻止危害行为, 手持终端采用双显示屏设计,能够同时获取侦察图像与机器人控制信息方便操作人员指挥控制。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其 它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的整体结构示意图;

图2为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的移动辅助摄像头在侦察 机器人外壳侧壁上分布位置结构示意图;

图3为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的后视结构示意图;

图4为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的操作手柄结构示意图;

图5为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的基板与限位卡板分布位 置侧视结构示意图;

图6为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的遥控雷达主机向左竖起 后结构示意图;

图7为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的遥控雷达主机向右竖起 后结构示意图;

图8为本发明一种移动式隔墙侦察机器人装置的伺服电机在侦察机器人 外壳内腔分布位置侧视剖面结构示意图。

图中:1、侦察机器人外壳;2、立柱;3、高清活动摄像头;4、遥控雷 达主机;5、火力打击模块;6、基板;7、移动辅助摄像头;8、操作手柄; 9、操作按钮;10、小显示屏;11、摇杆;12、大显示屏;13、凹型杆; 14、卡座;15、铰链;16、齿槽;17、电动推杆;18、齿盘;19、滑块;20、滑杆;21、限位卡板;22、销轴;23、推送杆;24、卡接槽口;25、伺 服电机。

本发明中的仪器均可通过市场购买和私人定制获得。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和 简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特 定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;在本发明的描述 中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相 连”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定相连、设置,也可以是可 拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言, 可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:一种移动式隔墙侦察机器人 装置,包括:

侦察机器人外壳1,底部左右两侧均集成安装有履带,侦察机器人为履 带式侦察机器人平台分系统,该分系统主要为整个装置提供灵活的机动性, 为雷达主机、光学侦察模块和火力打击模块提供承载平台,采用履带式结 构,使整个装置能够适应各种复杂的城市地形,同时也能为穿墙雷达主机提 供平稳的支撑,让雷达成像稳定无干扰;

火力打击模块5,活动安装在侦察机器人外壳1上部前侧;

探测机构,设置在侦察机器人外壳1上部中间位置;

雷达天线起竖机构,设置在侦察机器人外壳1内腔;

操作手柄8,通过无线电远程连接于侦察机器人,操作手柄8上面中间 位置卡接有小显示屏10、两个摇杆11以及多个等距分布的操作按钮9。

本实施例中,为了方便在复杂环境中辅助操作人员获得移动路径上的详 细路况,所述在侦察机器人外壳1四周外侧壁中间部位均固定嵌入有移动辅 助摄像头7。

在具体实施方式中,侦察机器人外壳1上面后侧固定有竖直向上分布的立 柱2,立柱2上端部固定安装有高清活动摄像头3,且立柱2内部嵌入安装有与 操作手柄连接的通信天线,具体为光学侦察模块的高清侦察摄像头,采用支撑 杆固定,获取高点监控视角,可无线控制摄像头角度,360°旋转,侦察周围环 境,其中通信天线隐藏在支撑杆中保护天线不易损坏,以及上下调整俯仰角。

进一步的,探测机构包括:基板6,底部左右两侧均固定有水平纵向设 置的凹型杆13,基板6上部中间位置固定有遥控雷达主机4;

滑杆20,左右两端部均固定有卡座14,卡座14上部中间位置开设有竖直 向上的卡接槽口24,两个卡座14底部均固定在侦察机器人外壳1上部;两个凹 型杆13分别卡接在两个卡座14的卡接槽口24上。本设置中,该遥控雷达主机4穿墙雷达探测模块的主机工作在L波段,场景适应能力强,能够全天候工作; 采用模块化设计,体积小,方便在机器人平台上安装与维修;穿透能力强,能 穿透砖墙、木墙、土墙、混凝土墙等30cm墙体介质;探测灵敏度高,能够监测 到室内人员的微小晃动,定位精度高,误差小于0.5m;能实时远程无线操控,终端用户界面友好,操作简便,二维显示定位信息,指示信息简洁直观。具有 两种工作模式:运动活体目标实时定位模式和生命迹象探测模式。在实战中对 可能藏有的房间墙体或障碍物进行贴近发射雷达波束,通过接收回波信号以获 得墙体内侧的空间是否有藏匿的信息及分布位置信息。该模块主要包含了雷达 天线起竖机构、雷达发射机、雷达接收机、雷达回波信号处理模块。其中雷达 天线起竖机构为本专利一创新点,用于调整雷达天线与墙体平行贴近,可往左 右双向竖起,即在不需要掉头的情况下,通过调整起竖方向就能够快速调整雷 达天线与墙体平行贴近,减少掉头所需要的操作时间,提高搜索效率。

更进一步的,雷达天线起竖机构包括:限位卡板21,底面左右两部均固 定有竖直向下设置的滑块19,两个滑块19均活动套接在滑杆20上,限位卡 板21底部开设有齿槽16;

伺服电机25,固定在侦察机器人外壳1内腔侧壁上部,伺服电机25的 驱动端固定有齿盘18,齿盘18与限位卡板21底部的齿槽16啮合;

电动推杆17,底部通过铰链15与侦察机器人外壳1内腔底部活动铰 接,电动推杆17的推送杆23上端部通过销轴22与基板6底部中间位置活 动连接,小显示屏10为导航显示屏,且大显示屏12为雷达探测图像显示 屏。本设置中,该雷达天线起竖机构可通过调整起竖杆,控制雷达天线起竖 方向,使天线可以较好的与可疑墙体平行贴近。该雷达天线起竖机构能够让 侦察机器人不需要调整行进方向也能够让雷达天线与行进方向左右任意一侧的墙体平行贴近,具体为,当需要调整雷达主机4向左竖起贴合靠近墙体 时,使用操作手柄8上的按钮操控伺服电机25工作带动齿盘18逆时针旋 转,齿盘18通过限位卡板21底部的齿槽16啮合带动限位卡板21向左移动 卡在滑杆20左端的卡座14上,然后再控制电动推杆17工作通过推送杆23 向上顶起,带动基板6底部左侧的凹型杆13在卡座14和限位卡板21的固定下进行旋转,保证基板6向左旋转;反之,基板6向右翻转的操作方式同 上相反设置即可。

更进一步的,火力打击模块5为集束式榴弹发射平台,操作手柄8与侦察 机器人之间采用抗干扰无线电进行通信连接。本设置中,火力打击模块5可根 据不同场合需求通过遥控发射震爆弹、闪光弹和烟雾弹等。

在一种移动式隔墙侦察机器人装置使用的时候,需要说明的是,本发明 为一种移动式隔墙侦察机器人装置,各个部件均为通用标准件或本领域技术 人员知晓的部件,其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通 过常规实验方法获知。

使用时,在可疑墙体附近操控侦察机器人移动到可疑墙体外侧旁,在移动 途中通过高清摄像头获取周围环境信息,在操作人员视野盲区通过辅助移动摄 像头获取路况信息。在到达目标地后,调整雷达起竖装置使雷达天线与可疑墙 体平行贴近,遥控雷达主机发射雷达波束,雷达接收机接收回波信号,经无线 通信模块回传雷达图像给远程遥控终端的雷达信号处理单元,最终将侦察图像 显示于显示屏中。通过调整高清侦察摄像头的侦察角度,获取墙体外侧的环境 信息。侦察任务结束后,遥控侦察机器人回到出发位置,关机并合上火控保险 开关,取下未发射的榴弹,拆卸遥控终端显示屏,便可将侦察机器人放回装载 箱,离开任务现场。需要调节雷达主机的方向时,使用操作手柄8上的按钮操 控伺服电机25工作带动齿盘18逆时针旋转,齿盘18通过限位卡板21底部的 齿槽16啮合带动限位卡板21向左移动卡在滑杆20左端的卡座14上,然后再 控制电动推杆17工作通过推送杆23向上顶起,带动基板6底部左侧的凹型杆 13在卡座14和限位卡板21的固定下进行旋转,保证基板6向左旋转;反之, 基板6向右翻转的操作方式同上相反设置即可。

操控单元和手持式终端利用抗干扰无线电进行通信,操控单元接收并执 行手持式终端发来的指令,并回传侦察信息至遥控终端的雷达信号处理显示 单元和视频图像处理单元,而后将侦察信息输出到显示屏中。遥控终端是该 分系统的核心,该遥控终端具有可拆卸式双显示屏结构。在实战中操作人员 通过摇杆和开关按键远程遥控履带式侦察机器人移动到指定位置、控制穿墙 雷达天线照射方向、调整高清摄像头的角度、榴弹的发射以及处理雷达信号 和图像视频信号,显示屏可显示实时回传的雷达图像和光学侦察图像,用户 操作界面友好,操作简单,易于上手。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于 本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发 明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限 制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将 权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也 可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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