[发明专利]一种形状自适应攀爬机器人

说明书

本发明涉及爬行机器人技术领域，具体地说是一种形状自适应攀爬机器人，其中机座的前后端均设有爬行轮、爬行传动机构和爬行电机，所述爬行轮通过所述爬行电机驱动旋转，所述爬行电机通过所述爬行传动机构传递转矩，在所述机座上设有抱持电机和抱持传动机构，所述抱持传动机构包括一个齿轮传动组和多个输出连杆，所述多个输出连杆分设于机座两侧，并且所述机座两侧的输出连杆通过抱持电机驱动同步反向转动，所述抱持电机通过齿轮传动组传递转矩，在所述机座两侧均设有抱持机构，所述抱持机构包括多个依次铰接的肢节，并且所述抱持机构通过所述抱持传动机构上的输出连杆驱动变形。本发明具备不同形状物体自适应抱持攀爬功能，结构轻巧紧凑。

技术领域

本发明涉及爬行机器人技术领域，具体地说是一种形状自适应攀爬机器人。

背景技术

随着科技发展，爬行类机器人已经越来越多地应用到工农业生产及科研探索领域，尤其是在复杂危险或人类无法到达的环境下，爬行类机器人已经能够代替人类完成各种作业。现有技术中，国内外的学者专家研制出了外形多样及原理各异的攀爬机器人来针对特定环境完成指定的任务，但其结构相对复杂，驱动数目多且控制繁琐，自适应性较差，使得攀爬机器人的应用受到局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状自适应攀爬机器人，具备不同形状物体自适应抱持攀爬功能，结构轻巧紧凑，制造、维护成本低。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种形状自适应攀爬机器人，包括机座、抱持电机、抱持传动机构、抱持机构、爬行电机、爬行传动机构和爬行轮，其中所述机座的前后端均设有爬行轮、爬行传动机构和爬行电机，所述爬行轮通过所述爬行电机驱动旋转，所述爬行电机通过所述爬行传动机构传递转矩，在所述机座上设有抱持电机和抱持传动机构，所述抱持传动机构包括一个齿轮传动组和多个输出连杆，所述多个输出连杆分设于机座两侧，并且所述机座两侧的输出连杆通过所述抱持电机驱动同步反向转动，所述抱持电机通过所述齿轮传动组传递转矩，在所述机座两侧均设有抱持机构，所述抱持机构包括多个依次铰接的肢节，并且所述抱持机构通过所述抱持传动机构上的输出连杆驱动变形。

所述抱持传动机构中的齿轮传动组包括主动齿轮、惰轮、第一输出齿轮和第二输出齿轮，其中主动齿轮安装在所述抱持电机的输出轴上，所述主动齿轮同时与所述惰轮和所述第一输出齿轮啮合，所述惰轮与所述第二输出齿轮啮合，所述两个输出齿轮中部均设有传动轴，所述机座两侧的输出连杆分设于所述两个传动轴上。

所述输出连杆包括铰接的第一连杆和第二连杆，其中第一连杆通过所述任一传动轴驱动摆动，所示第二连杆远离所述第一连杆一端与抱持机构连接。

所述机座上设有一个电机安装板，所述抱持电机和各个齿轮均设置于所述电机安装板上，在所述机座上还设有两个传动轴支撑架，所述两个传动轴均通过所述传动轴支撑架和电机安装板支撑。

所述抱持机构包括首端肢节、中间肢节和末端肢节，所述首端肢节与所述机座侧边铰接，各个肢节则依次铰接且各个肢节内部均设有辅助轮，另外在所述首端肢节和中间肢节上均设有驱动连杆架，每个驱动连杆架两侧均设有包含多个连杆的驱动连杆组，且每个驱动连杆架两侧的驱动连杆组最外端分别与相邻肢节之间的铰接轴端部铰接，每个驱动连杆架的动力输出杆中部均通过弹簧与所在肢节中部连接，所述首端肢节上的第一驱动连杆架通过所述抱持传动机构中的输出连杆驱动张合，所述中间肢节上的第二驱动连杆架通过上一肢节上的驱动连杆架驱动张合。

所述第一驱动连杆架两侧的第一动力输入杆通过推轴相连，所述抱持传动机构中的输出连杆与所述第一驱动连杆架上的推轴相连，所述第二驱动连杆架上的第二动力输入杆呈钝角状折弯，且所述第二动力输入杆的中部折弯处与上一肢节上的驱动连杆架中的动力输出杆铰接。

与末端肢节相邻的中间肢节上的动力输出杆通过一个摆杆与所述中间肢节和末端肢节(之间的铰接轴端部相连。