[发明专利]一种杆件攀爬机器人越障机构

摘要

本发明公开了一种杆件攀爬机器人越障机构，包括机身、环抱机构和攀爬机构，所述机身上设有两条并列设置的弧形的导向槽，所述环抱机构设有两个，两个环抱机构相互之间反向设置且分别与一条导向槽同轴配合，所述攀爬机构设置在所述环抱机构上；本发明结构简单紧凑，生产成本低；通过两组环抱机构与攀爬机构相结合，在多组柔性关节和弹簧的共同作用下，可以实现在±200mm高度障碍上进行越障，通过履带式的攀爬机构，使得攀爬机器人在杆件上攀爬迅速，同时由于两组环抱机构分别工作，可以快速的进行障碍的翻越，适应性强，速度很快，可以快速越过障碍，减少中间复杂的控制步骤。

主权项

一种杆件攀爬机器人越障机构，其特征在于：包括机身(49)、环抱机构(50)和攀爬机构(51)，所述机身(49)上设有两条并列设置的弧形的导向槽(52)，所述环抱机构(50)设有两个，两个环抱机构(50)相互之间反向设置且分别与一条导向槽(52)同轴配合，所述攀爬机构(51)设置在所述环抱机构(50)上；所述环抱机构(50)包括驱动机构、环抱执行机构和环抱施力机构，所述驱动机构包括箱体(1)、步进电机(2)、联轴器(3)、后轴承座(4)、前轴承座(5)、蜗杆(6)、不完全蜗轮(7)、蜗轮转轴(8)、主推杆(9)、推杆转轴(10)和卡簧，所述步进电机(2)固定在箱体(1)的后端，步进电机(2)通过联轴器(3)连接所述蜗杆(6)的一端，蜗杆(6)的前后两端分别通过轴承固定在前轴承座(5)和后轴承座(4)上，所述前轴承座(5)和后轴承座(4)均固定在所述箱体(1)内部，所述步进电机(2)的转轴、联轴器(3)、蜗杆(6)、后轴承座(4)和前轴承座(5)的轴心位于同一条直线上；所述不完全蜗轮(7)通过蜗轮转轴(8)铰接在所述箱体(1)上，所述不完全蜗轮(7)与所述蜗杆(6)啮合，所述不完全蜗轮(7)与其轴向垂直的中心面与箱体(1)的中心面重合，不完全蜗轮(7)的两侧均通过卡簧进行约束，所述不完全蜗轮(7)上还安装有推杆转轴(10)，所述主推杆(9)的后端通过所述推杆转轴(10)铰接在所述不完全蜗轮(7)上；所述环抱执行机构包括第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)、第四关节(14)、第一关节转轴(15)、第二关节转轴(16)、第三关节转轴(17)和第四关节转轴(18)，所述箱体(1)的前端和第一关节(11)的前端通过第一关节转轴(15)铰接，所述第一关节(11)的后端和第二关节(12)的前端通过第二关节转轴(16)铰接，所述第二关节(12)的后端和第三关节(13)的前端通过第三关节转轴(17)铰接，所述第三关节(13)的后端和第四关节(14)的前端通过第四关节转轴(18)铰接；所述第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和第四关节(14)均由关节左侧板(19)、关节右侧板(20)和间隔柱(21)构成，关节左侧板(19)通过均布的多个间隔柱(21)与关节右侧板(20)固定连接；所述关节左侧板(19)和关节右侧板(20)的中心位置均开设有幺型孔滑槽(22)；所述环抱施力机构包括第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)、第三后推杆轴(28)、第一受力轴(29)、第二受力轴(30)、第三受力轴(31)、第四受力轴(32)、第一施力轴(33)、第二施力轴(34)、第三施力轴(35)、第一前推杆(36)、第二前推杆(37)、第三前推杆(38)、第一后推杆(39)、第二后推杆(40)、第三后推杆(41)、第一伸缩杆(42)、第二伸缩杆(43)、第三伸缩杆(44)、第一伸缩弹簧(45)、第二伸缩弹簧(46)、第三伸缩弹簧(47)；所述主推杆(9)的后端通过第一受力轴(29)铰接在第一关节(11)的前端，所述第一前推杆(36)的前端通过第一施力轴(33)与箱体(1)铰接，所述第一前推杆轴(23)的后端与第一伸缩杆(42)的前端通过第一前推杆轴(23)铰接，所述第一伸缩杆(42)的后端与第一后推杆(39)的前端通过第一后推杆轴(24)铰接，所述第一后推杆(39)的后端通过第二受力轴(30)铰接在第二关节(12)的前端；所述第二前推杆(37)的前端通过第二施力轴(34)铰接在第一关节(11)的后端，所述第二前推杆(37)的后端与第二伸缩杆(43)的前端通过第二前推杆轴(25)铰接，所述第二伸缩杆(43)的后端与第二后推杆(40)的前端通过第二后推杆轴(26)铰接，所述第二后推杆轴(26)的后端通过第三受力轴(31)铰接在第三关节(13)的前端；所述第三前推杆(38)的前端通过第三施力轴(35)铰接在第二关节(12)的后端，所述第三前推杆(38)的后端与第三伸缩杆(44)的前端通过第三前推杆轴(27)铰接，所述第三伸缩杆(44)的后端与第三后推杆(41)的前端通过第三后推杆轴(28)铰接，所述第三后推杆轴(28)的前端通过第四受力轴(32)铰接在所述第四关节(14)的前端；所述第一伸缩弹簧(45)套装在所述第一伸缩杆(42)上，所述第二伸缩弹簧(46)套装在所述第二伸缩杆(43)上，所述第三伸缩弹簧(47)套装在第三伸缩杆(44)上；所述第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)和第三后推杆轴(28)的两端均套装有滑块(48)，第一前推杆轴(23)和第一后推杆轴(24)通过其左右两端的滑块(48)与所述第一关节(11)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合，第二前推杆轴(25)和第二后推杆轴(26)通过其左右两端的滑块(48)与所述第二关节(12)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合，第三前推杆轴(27)和第三后推杆轴(28)通过其左右两端的滑块(48)与所述第三关节(13)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合；所述第一关节转轴(15)、第二关节转轴(16)、第三关节转轴(17)和第四关节转轴(18)上均安装有扭簧；所述环抱机构(50)上的第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和第四关节(14)的同侧均安装有一个攀爬机构(51)，所述攀爬机构(51)包括安装板(55)、支撑杆(56)、弹簧伸缩杆(57)、减震弹簧(58)、前履带转轴(59)、后履带转轴(60)、前履带轮(61)、后履带轮(62)、履带(63)、履带电机(67)、同步带转轮(64)、同步带驱动轮(65)和同步带(66)，所述安装板(55)通过螺栓固定在对应关节的关节左侧板和关节右侧板上，支撑杆(56)垂直安装在所述安装板(55)上，所述弹簧伸缩杆(57)固定在所述支撑杆(56)上，所述前履带转轴(59)安装在所述弹簧伸缩杆(57)的端部，所述后履带转轴(60)安装在所述支撑杆(56)的端部，前履带轮(61)套装在所述前履带转轴(59)上，后履带轮(62)套装在所述后履带转轴(60)上，所述履带(63)与前履带轮(61)和后履带轮(62)相互啮合，所述后履带转轴(60)上还固定有同步带转轮(64)，所述安装板(55)上固定有履带电机(67)，所述履带电机(67)的电机头上安装有同步带驱动轮(65)，所述同步带驱动轮(65)与所述同步带转轮(64)通过同步带(66)连接。