一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼。包括仿刺猬橡膠外層、硬鋁合金層、支撐柱緩沖層、緩沖彈簧、電磁鎖、固定鐵片、硬橡膠座、控制電路板等。該減震外殼可以裝載有微小型探測機器人，起到抗落地過載、緩沖保護的作用，在空中投放的過程中，外殼電路板上的加速度傳感器實時監測加速度值，當達到所設定閾值時，啟動延時程序；落地過程中減震外殼通過多級緩沖方式吸收地面沖擊，保護內部載體；落地一定時間t后，控制電路對電磁鎖斷電，減震外殼分解為四瓣，多個壓縮的固定彈簧將外殼和兩側的硬橡膠座向外彈出，微小型機器人可駛出進行探測偵察活動。
【專利說明】一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人減震外殼，特別涉及一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減
震外殼。
【背景技術】
[0002]對于通過空中拋撒投放、快速到達目標現場進行探測和偵察任務的微小型機器人，由于內部所搭載的傳感器、電子器件等在巨大的落地沖擊中容易損壞失效，要求機器人具備較強的全方位抗落地過載能力，保證其落地后功能的完整性。但微小型探測機器人本體的抗過載能力有限，不能夠滿足空投任務的需要，所以需要設計一種成本低廉、結構簡單、有效增強機器人抗沖擊能力的減震裝置。在減震裝置落地后，還需要具備有效、快速釋放機器人的功能，保證機器人順利駛出執行任務。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是:為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼，該防護裝置搭載微小型機器人后可通過空投的方式介入目標區域，能夠有效的抗落地過載沖擊，保證落地后其搭載的機器人功能完整性。著陸后，外殼控制電路實現殼體的自動解體，快速釋放出機器人，使其在目標區域進行活動偵察。
[0004]本發明所采用的技術方案是:一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼，包括:仿刺猬椽膠外層，落地過程中其最先觸地，利用多個毛刺的形變吸收初始撞擊能量；硬鋁合金層，保持外殼具備一定剛度，使裝置不發塵較大形變，進而保護內部機器人；支撐柱緩沖層，二次吸收撞擊能量，主要負責機器人的徑向抗震；硬橡膠座，吸收軸向的沖擊能量，并作為電路板和電磁鎖的固定減震平臺；緩沖彈簧，起到固定支撐和減震作用，吸收大部分撞擊能量，并在外殼解體時將各部分外殼向外彈出；控制電路板，對電磁鎖的通電斷電進行控制，從而實現減震外殼的固定與自動解體。
[0005]本發明的工作原理是:所述仿刺猬減震外殼由多瓣殼體結構與所述硬橡膠座構成，可在落地后自動解體彈開，釋放內部機器人；所述仿刺猬橡膠外層位于所述裝置最外部，采用仿刺猬外形設計，利用多根毛刺的形變，在觸地瞬間能夠接收來自各個方向的撞擊能量，為第一級緩沖措施；所述硬鋁合金層位于所述緩沖裝置次外層，用于安裝固定仿刺猬橡膠外層，并使所述外殼保持一定剛度，確保外殼在撞擊過程中不發生較大形變，有效保護內置機器人；所述支撐柱緩沖層為第二級緩沖結構，采用多陣列彈性圓柱設計，能夠實現大面積的支撐和減震，吸收大量徑向撞擊能量；所述緩沖彈簧位于裝置最內層，起到對機器人的支撐固定和減震作用，彈簧的壓縮形變，能夠吸收來自各個撞擊方向的大部分撞擊能量；所述控制電路板可實時對加速度值進行監測，到達閾值后啟動延時程序；所述電磁鎖在所述減震外殼落地前具有強磁性，保證各個組成部分的連接，落地一定時間t后斷電，強磁力消失，多瓣外殼部分與所述硬橡膠座分解，并被壓縮彈簧向外彈出。
[0006]本發明的有益效果是:相比現有技術，本發明所述仿刺猬減震外殼，能夠提高機器人抗跌落高度，擴展機器人的快速布設、目標介入的方式，因此可通過無人機在目標區域上方低空拋撒，或者通過地面人力或發射裝置拋射進入目標區域，拓寬了偵察、探測機器人的應用場合；相比現有技術，本發明所述多瓣外殼解體結構可以有效保證減震裝置的安全打開與機器人的快速駛出，提高現場作業效率；相比現有技術，本發明所述仿刺猬減震外殼構成部分無一次性材料，設計具備結構簡單、體積較小、抗過載能力強、可多次重復利用、節省一定成本等諸多優點，能夠成為搭載各種微小型、小型機器人的抗過載防護裝備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明所述的一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼整體外形示意圖；圖2為本發明所述的一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼剖視位置示意圖；圖3為本發明所述的一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼內部結構剖視圖。
[0008]其中各附圖標記含義如下:
[0009]1.仿刺猬減震外殼；2.仿刺猬橡膠外層；3.硬鋁合金層；4.支撐柱緩沖層；5.緩沖彈黃；6.電磁鎖；7.固定鐵片；8.硬橡I父座；9.控制電路板。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和具體實施方案對本發明做進一步說明，但不作為本發明的限定。
[0011]參照附圖1、2、3，一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼1，它包括:仿刺猬橡膠外層2、硬鋁合金層3、支撐柱緩沖層4、緩沖彈簧5、電磁鎖6、固定鐵片7、硬橡膠座8、控制電路板9與電池；
[0012]其中，所述控制電路板載有加速度傳感器，實時監測防護殼體的加速度值，并與設定閾值進行比較；所述仿刺猬減震外殼I主要由四瓣多層結構緩沖外殼部分與兩端所述硬橡膠座8，通過多個所述電磁鎖6與所述固定鐵片7之間的強磁力連接成一體；
[0013]每瓣緩沖外殼均由所述仿刺猬橡膠外層2、所述硬鋁合金層3與所述支撐柱緩沖層4從外至內固定連接而成，并固定有所述電磁鎖6和所述固定鐵片7，四瓣緩沖外殼部分通過磁力連接固定；每瓣減震外殼內層固定有多個所述緩沖彈簧5，用于對內部搭載的微小型機器人的固定支撐和吸收剩余沖擊能量；每個所述硬橡膠座8的外側安裝所述電磁鎖6，與安裝在緩沖外殼的所述固定鐵片7相配合，內層端面固定所述控制電路板9 ;電池安裝在減震殼體內部，為所述控制電路板9與所述電磁鎖6供電。
[0014]本發明可通過無人機、直升飛機等飛行器空中拋撒的方式落至目標區域，可裝載兩輪或者多輪微小型探測機器人的所述仿刺猬減震外殼1，能夠保證著陸后機器人功能的完整性；在空中下落的過程中，減震外殼內安裝的控制電路板9實時讀取板載加速度傳感器的采樣值，并與設定閾值比較，目的是感知外殼在空中自由落體的狀態，當達到閾值時啟動延時子程序，在空中落下后一段時間t，即已可確保為著陸狀態后，自動切斷電磁鎖6的供電，與固定鐵片7之間磁力消失，四瓣殼體與兩側的硬橡膠座自動分離，其中，延時時長t根據不同的空降高度進行不同的軟件設置；在減震外殼落地過程中，采用仿刺猬外形設計的仿刺猬橡膠外層2利用多根彈性毛刺的形變，在觸地瞬間能夠吸收來自各個方向的撞擊能量，為第一級緩沖措施；緩沖裝置次外層的硬鋁合金層3，主要起到支撐、固定仿刺猬橡膠外層2，并使仿刺猬減震外殼I具備一定剛度，確保外殼在受到落地沖擊或者外部尖物撞擊過程中不發生較大形變，有效保護內置機器人；支撐柱緩沖層4為第二級緩沖結構，采用多陣列彈性圓柱設計，能夠實現大面積的支撐和減震，吸收大量徑向撞擊能量；緩沖彈簧5位于裝置最內層，通過壓縮形變吸收、消耗來自軸向和徑向的大部分撞擊能量，起到對機器人的支撐固定和減震保護作用，此外，當落地后仿刺猬減震外殼I各部分自動解體時，壓縮的彈簧釋放形變能量，快速地將多瓣解體外殼與硬橡膠座8向外彈出，釋放內部機器人，保證其順利駛出執行探測任務，實現機器人的快速布設。
【權利要求】
1.一種適用于空投微小型機器人的仿刺猬減震外殼，其特征是，包括:仿刺猬橡膠外層、硬鋁合金層、支撐柱緩沖層、緩沖彈簧、電磁鎖、固定鐵片、硬橡膠座、控制電路板和電池；其整體連接關系為:整個減震外殼主要由四瓣分層殼體與兩端的硬橡膠座組成，它們通過固定鐵片與電磁鎖進行連接與分解；每瓣減震殼體均由仿刺猬橡膠外層、硬鋁合金層與支撐柱緩沖層組成，并固定有固定鐵片與電磁鎖；每瓣減震外殼上均固定有多個緩沖彈簧；硬橡膠座上固定有控制電路板和電磁鎖；電池安裝在減震殼體內部，為控制電路板與電磁鎖供電； 功能描述:所述仿刺猬橡膠外層最先觸地，利用毛刺的形變吸收初始的撞擊能量，所述硬鋁合金層，使外殼具備一定剛度，使裝置不發生較大形變，進而保護內部機器人；所述支撐柱緩沖層，輕質夾層結構能夠二次吸收徑向的撞擊能量，同時可以減輕材料重量；所述硬橡膠座能夠吸收軸向的沖擊能量；所述緩沖彈簧，起到固定機器人和緩沖作用，卸載大部分撞擊能量；所述控制電路板利用加速度傳感器的信息對所述電磁鎖的通電斷電進行控制，從而實現所述的仿刺猬減震外殼的固定和自動分解。
2.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述仿刺猬橡膠外層位于所述緩沖裝置最外部，采用仿刺猬設計，利用多根毛刺的形變，在觸地瞬間能夠接收來自各個方向的撞擊能量，為第一級緩沖。
3.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述硬鋁合金層位于所述裝置次外層，用于安裝固定仿生橡膠外層，并使權利I所述的仿刺猬減震外殼保持一定剛度，確保落地撞擊過程中不發塵較大形變，保護內置機器人。
4.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述支撐柱緩沖層為第二級緩沖結構，采用多個彈性支撐圓柱設計，可以在動態沖擊的環境下，吸收大量撞擊能量，實現大面積的支撐和減震。
5.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述緩沖彈簧位于減震外殼最內層，起到對機器人的固定支撐和減震作用，由于彈簧的大形變，能夠卸載來自各個撞擊方向的大部分撞擊能量，確保機器人安全。
6.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述硬橡膠座能夠吸收外殼軸向的落地沖擊，并作為電磁鎖和控制電路板的固定和減震裝置。
7.根據權利要求1所述的仿刺猬減震外殼，其特征在于:所述多個部分在所述電磁鎖通電后通過強磁力固定在一起，并且在檢測到達設定加速度閾值后，通過控制電路延時程序斷電后消磁，分解為多個部分，通過壓縮彈簧向外彈出，有效釋放機器人。
【文檔編號】F16F15/08GK103912624SQ201410033734
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】黃露萍, 黃郁惠, 陳翊東, 付毓, 李月 申請人:黃露萍, 黃郁惠, 陳翊東, 付毓, 李月