(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210551774.8 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市河北 大街西 段438号 (72)发明人 赵延治　于海波　徐东阳　岳峰　 路懋石　 (74)专利代理 机构 北京孚睿湾知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11474 专利代理师 王冬杰 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 9/12(2006.01) B25J 9/06(2006.01)B25J 9/08(2006.01) B25J 15/06(2006.01) B25J 15/10(2006.01) (54)发明名称 仿形吸附式救援 机器人及其使用方法 (57)摘要 本发明涉及一种仿形吸附式救援机器人及 其使用方法， 其包括多组吸附于用户上的吸附固 定装置， 每组吸附固定装置均包括多个吸附机械 手和连接平台， 且相邻两个吸附机械手 之间通过 连接平台固定连接， 每个吸附机械手中多级 连杆 单元的首尾两端分别与驱动连杆以及末端抓手 转动连接， 且驱动连杆下端的从动齿轮与主动齿 轮啮合传动， 变刚度套管依次横穿连接多级 连杆 单元中的关节底板， 且拉簧绳组设于多级连杆单 元的一侧， 刚性吸盘对称设于多级连杆单元中关 节底板底部的两侧。 本发明可以自适应用户的人 体形状， 实现对用户的身体完全包覆全方位施力 并吸附托抱， 有利于在运输过程中对患者提供多 重保护。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 114952883 A 2022.08.30 CN 114952883 A 1.一种仿形吸附式救援机器人， 其特 征在于， 其包括多组吸附固定装置， 每组吸附固定装置均包括多个吸附机械手和连接平台， 相邻 两个吸附机械手之间通过 所述连接平台固定连接， 且所述连接平台上设有转运 吊耳， 每个 吸附机械手均包括左机械 手、 右机械手和承载板， 且所述承载板与所述连接平台固定连接， 所述左机械手和右机械手 对称设于所述承载板的左右两侧， 且所述左机械手和右机械手均包括驱动电机、 主动齿轮、 驱动连杆、 从动齿轮、 多级连杆单元、 末端抓手、 变刚度套管、 拉簧绳组和刚性吸盘， 所述驱 动电机设于所述承载板上， 且所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述主动齿轮连接， 所 述多级连杆单元的首尾两端分别与所述驱动连杆以及所述末端抓手转动连接， 且所述驱动 连杆的下端设有所述从动齿轮， 所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动， 每级连杆单元均 包括关节底板、 短连杆和长连杆， 首端连杆单元中的关节底板固定 设于所述承载板上， 且所 述关节底板的前端与所述驱动连杆的下端转动连接， 所述关节底板的后端与所述短连杆的 下端转动连接， 所述短连杆的上端与所述长连杆的后端转动连接， 所述长连杆的前端与所 述驱动连杆的上端转动连接， 且相邻两级连杆单元中后一级连杆单元的长连杆的前端与前 一级连杆单元的长连杆的后端以及短连杆的上端转动连接， 所述后一级连杆单元的关节底 板的前端与所述前一级连杆单元的关节底板的后端以及短连杆的下端转动连接， 所述多级 连杆单元能以任意级 数串联转动连接， 且所述变刚度套管依次横穿连接所述多级连杆单元 中的关节底板， 且所述多级连杆单元中短连杆侧 面的下端、 短连杆侧 面的中间部以及所述 驱动连杆的下端均设有连杆侧滑轮， 所述拉簧绳组设于所述多级连杆单元 的一侧， 且所述 拉簧绳组的第一端固定于所述承载板上， 所述拉簧绳组的第二端依次穿过设于所述承载板 上的导向滑轮以及所述多级连杆单元中的连杆侧滑轮且与所述多级连杆单元的尾端连接， 所述刚性吸盘对称设于所述多级连杆单元中关节底板底部的两侧， 且所述刚性吸盘的一端 与所述关节底板上吸盘进气孔的下端连接， 所述关节底板上吸盘进气孔的上端与进气主 管 相连通。 2.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人， 其特征在于， 所述变刚度套管内侧设 有加热线， 且所述加热线通电加热能使所述变刚度套管受热变形。 3.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人， 其特征在于， 所述驱动连杆上端的转 动副轴线到所述驱动连杆下端的转动副轴线间的垂直距离等于所述短连杆上端的转动副 轴线到所述短连杆下端的转动副轴线间的垂 直距离， 所述关节底板前端的转动副轴线到所 述关节底板后端的转动副轴线间的垂直距离等于所述长连杆前端的转动副轴线到所述长 连杆后端的转动副轴线间的垂直距离 。 4.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人， 其特征在于， 所述拉簧绳组包括固定 柱、 拉绳和拉簧， 所述固定柱设于所述承载板上， 且所述拉簧的第一端与所述固定柱连接， 所述拉簧的第二端与所述拉绳的第一端连接， 且所述拉绳的第二端穿过所述导向滑轮以及 所述多级连杆单元中的连 杆侧滑轮且与所述多 级连杆单元尾端连接 。 5.根据权利要求1所述的仿形吸附式救援机器人， 其特征在于， 所述关节底板上对称设 有多个吸盘进气孔， 且所述关节底板侧面的中间处设有贯穿于所述关节底板前后端的变刚 度套管孔， 所述变刚度套管穿过 所述变刚度套管孔且与所述变刚度套管孔固定连接 。 6.根据权利要求5所述的仿形吸附式救援机器人， 其特征在于， 所述关节底板的上表面 呈等腰梯形结构 状， 且所述相 邻两级连杆单元中前一级连杆单元的关节底板的下底边长度权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114952883 A 2与后一级连 杆单元的关节 底板的上底边长度相等。 7.一种实现权利要求1～7之一所述的仿形吸附式救援机器人的使用方法， 其特征在 于， 其包括以下步骤： S1、 通过转 运吊耳将多组吸附固定装置放置 于用户上； S2、 加热线通电， 加热 软化变刚度套管； S3、 待变刚度套管软化后， 启动多个吸附机械手 中的驱动电机， 驱动电机能带动驱动连 杆转动， 在拉簧绳组的限制作用下， 吸 附机械手中多级连杆单元 的首个关节底板率先触碰 到用户， 当驱动电机的扭矩逐渐大于拉簧绳组产生的扭矩 时， 多级连杆单元中的关节底板 及末端抓手逐步触碰 到用户， 直至所述末端抓手到 达用户的侧下 方， 驱动电机停止 工作； S4、 启动气源， 通过进气主管将所述刚性吸盘抽至真空状态， 通过刚性吸盘将多个吸附 机械手吸附固定 于用户上； S5、 加热线断电， 变刚度套管自然冷却硬化； S6、 待变刚度套管冷却硬化后， 通过转 运吊耳将用户转 运至安全位置开展救援作业。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114952883 A 3