连杆欠驱动爬行机器人制造技术

本发明专利技术属于爬行机器人技术领域，具体地说是一种连杆欠驱动爬行机器人。包括机座、驱动轮、后轮驱动装置、前轮、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座的前端设有前轮和前轮转向装置，所述前轮与前轮转向装置连接，所述机座的后端设有驱动轮和后轮驱动装置，所述驱动轮与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设置于机座的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。本发明专利技术仅需一个执行驱动电机即可实现夹紧动作，减少驱动器数量，简化驱动器控制，增强爬行自适应性。

Connecting rod underactuated creeping robot

The invention belongs to the technical field of crawling robot, in particular to a connecting rod under actuated creeping robot. Includes a frame, a driving wheel, rear wheel drive, front wheel, front wheel steering device, clamping driving device, transmission device and two clamping mechanism, wherein the base is arranged on the front end of the front wheel and the front wheel steering device, the front wheel and the front wheel steering device is connected, the base is provided with a driving wheel and a rear wheel drive device, the drive the wheel and the rear wheel is connected with a driving device, on both sides of the two clamping mechanism are symmetrically arranged on the frame, wherein the clamping driving device is arranged on the base, and with the two drive device is respectively connected with the two clamping mechanism, a clamping mechanism two by clamping the drive unit, realize the clamping function. The invention only needs to execute a driving motor to realize the clamping action, reduce the number of drivers, simplify the control of the driver, and enhance the adaptability of the crawl.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于爬行机器人
，具体地说是一种连杆欠驱动爬行机器人。
技术介绍
爬行机器人的研究已成为机器人学科中一个热门的研究领域，因其能代替人工进行实际操作，尤其是石油，化工，核工业，太空等危险及恶劣的环境。比如石油，太空，水下管道的维修和建设等，一些发达的国家进一步将爬行机器人应用到军事，航空航天等高科技领域，其前景十分广阔。目前国内外所研制开发的爬行机器人大多基于仿生学原理，采用独立全驱动的执行驱动源。在特定的环境下完成特定的任务和作业。其功能比较单一，自适应性较差，限制了其在实际的应用范围。而且结构复杂，控制繁琐，成本较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种连杆欠驱动爬行机器人。该连杆欠驱动爬行机器人结构简单，容易控制，且具有多功能的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种连杆欠驱动爬行机器人，包括机座、驱动轮、后轮驱动装置、前轮、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座的前端设有前轮和前轮转向装置，所述前轮与前轮转向装置连接，所述机座的后端设有驱动轮和后轮驱动装置，所述驱动轮与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设置于机座的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。所述机座两侧的夹紧机构结构相同，均包括末端关节、中间关节、首端关节及驱动连杆机构，其中末端关节、中间关节及首端关节依次铰接，所述首端关节与机座铰接，所述驱动连杆机构依次与相邻关节之间的铰接点及相对应的所述传动装置铰接，所述驱动连杆机构驱动各关节的运动。所述驱动连杆机构包括推杆、摇杆、第一驱动连杆、摇板及第二驱动连杆，其中推杆的一端与传动装置铰接，另一端与摇杆铰接，所述摇杆的一端与首端关节和机座的铰接处铰接，另一端与第一驱动连杆的一端铰接，所述第一驱动连杆的另一端与摇板铰接，所述摇板的一端与首端关节和中间关节铰接处铰接，另一端与第二驱动连杆的一端铰接，所述第二驱动连杆的另一端与末端关节和中间关节的铰接处铰接。所述首端关节和第一驱动连杆通过第一弹簧相连，所述中间关节和第二驱动连杆通过第二弹簧连接，所述末端关节和中间关节之间、中间关节和首端关节之间及首端关节与机座之间的铰接处均设有机械限位块。所述末端关节的末端端部设有行走轮。所述首端关节上装有首关节滚动轮，所述中间关节内安装有中关节滚动轮，所述末端关节内安装有末关节滚动轮。所述夹紧驱动装置包括主动齿轮和主驱动电机，其中主驱动电机设置于机座上、并输出端与主动齿轮连接，所述主动齿轮通过两个传动装置分别与机座两侧的夹紧机构连接。所述两个传动装置结构相同，均包括从动齿轮、丝杆及螺母，其中丝杆的一端与机座转动连接，另一端设有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述螺母与丝杆螺纹配合、并与相对应的夹紧机构铰接。所述螺母与安装在机座上的导轨滑动连接。所述前轮转向装置为转向电机，所述转向电机的输出端与前轮支架连接，所述前轮可转动地安装在前轮支架上；所述后轮驱动装置为驱动电机，所述驱动轮通过减速器与驱动电机连接。本专利技术优点和有益效果是：1.本专利技术利用连杆欠驱动机构，实现机器人在回转物体上的夹紧，再通过齿轮丝杠螺母传动机构使机器人两夹紧机构实现同步运动，两个夹紧机构的夹紧运动过程通过一个驱动电机完成实现的。减少了驱动电机的数量，同时简化控制系统。2.本专利技术在爬行过程时，由滚动代替常规的爬行，提高了爬行效率，拓展机器人的功能。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术两夹紧机构整体展开结构示意图；图3是本专利技术两夹紧机构夹紧爬行示意图；图4是本专利技术的夹紧机构的结构示意图；图5a-5d是本专利技术的两夹紧机构夹紧过程示意图。其中：1为行走轮，2为末端关节，3为中间关节，4为首端关节，5为机座，6为驱动轮，7为驱动电机，8为主动齿轮，9为从动齿轮，10为转向电机，11为前轮，12为驱动连杆机构，121为推杆，122为摇杆，123为第一驱动两岸，124为摇板，125为第二驱动连杆，13为前轮支架，14为主驱动电机，15为首关节滚轮，16为中关节滚轮，17为末关节滚轮，18为轴承，19为导轨，20为丝杠，21为丝杠螺母，22为回转物体，23为首关节机械限位块，24为第一弹簧，25为中关节机械限位块，26为第二弹簧，27为末关节机械限位块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。如图1-3所示，本专利技术包括机座5、驱动轮6、后轮驱动装置、前轮11、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座5的前端设有前轮11和前轮转向装置，所述前轮11与前轮转向装置连接，所述机座5的后端设有驱动轮6和后轮驱动装置，所述驱动轮6与后轮驱动装置连接。所述两个夹紧机构对称设置于机座5的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座5上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。所述机座5两侧的夹紧机构结构相同，均包括末端关节2、中间关节3、首端关节4及驱动连杆机构12，其中末端关节2、中间关节3及首端关节4依次铰接，所述首端关节4与机座5铰接，所述驱动连杆机构12依次与相邻关节之间的铰接点及相对应的所述传动装置铰接。所述驱动连杆机构12驱动各关节的运动。所述夹紧驱动装置包括主动齿轮8和主驱动电机14，其中主驱动电机14设置于机座5上、并输出端与主动齿轮8连接，所述主动齿轮8通过两个传动装置分别与机座5两侧的夹紧机构连接。如图4所示，所述两个传动装置结构相同，均包括从动齿轮9、丝杆20及螺母21，其中丝杆20的一端通过轴承18与机座5转动连接，另一端设有从动齿轮9，所述从动齿轮9与主动齿轮8啮合，所述螺母21与丝杆20螺纹配合、并与相对应的夹紧机构铰接。所述螺母21与安装在机座5上的导轨19滑动连接。所述驱动连杆机构12包括推杆121、摇杆122、第一驱动连杆123、摇板124及第二驱动连杆125，其中推杆121的一端与螺母21铰接，另一端与摇杆122铰接，所述摇杆122的一端与首端关节4和机座5的铰接处铰接，另一端与第一驱动连杆123的一端铰接，所述第一驱动连杆123的另一端与摇板124铰接，所述摇板124的一端与首端关节4和中间关节3的铰接处铰接，另一端与第二驱动连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连杆欠驱动爬行机器人，其特征在于：包括机座(5)、驱动轮(6)、后轮驱动装置、前轮(11)、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座(5)的前端设有前轮(11)和前轮转向装置，所述前轮(11)与前轮转向装置连接，所述机座(5)的后端设有驱动轮(6)和后轮驱动装置，所述驱动轮(6)与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设置于机座(5)的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座(5)上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。

【技术特征摘要】
1.一种连杆欠驱动爬行机器人，其特征在于：包括机座(5)、驱动轮(6)、
后轮驱动装置、前轮(11)、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个
夹紧机构，其中机座(5)的前端设有前轮(11)和前轮转向装置，所述前轮
(11)与前轮转向装置连接，所述机座(5)的后端设有驱动轮(6)和后轮
驱动装置，所述驱动轮(6)与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设
置于机座(5)的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座(5)上、并通过两
个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱
动，实现夹紧功能。
2.按权利要求1所述的连杆欠驱动爬行机器人，其特征在于：所述机座
(5)两侧的夹紧机构结构相同，均包括末端关节(2)、中间关节(3)、首端
关节(4)及驱动连杆机构(12)，其中末端关节(2)、中间关节(3)及首端
关节(4)依次铰接，所述首端关节(4)与机座(5)铰接，所述驱动连杆机
构(12)依次与相邻关节之间的铰接点及相对应的所述传动装置铰接，所述
驱动连杆机构(12)驱动各关节的运动。
3.按权利要求2所述的连杆欠驱动爬行机器人，其特征在于：所述驱动
连杆机构(12)包括推杆(121)、摇杆(122)、第一驱动连杆(123)、摇板
(124)及第二驱动连杆(125)，其中推杆(121)的一端与传动装置铰接，
另一端与摇杆(122)铰接，所述摇杆(122)的一端与首端关节(4)和机座
(5)的铰接处铰接，另一端与第一驱动连杆(123)的一端铰接，所述第一
驱动连杆(123)的另一端与摇板(124)铰接，所述摇板(124)的一端与首
端关节(4)和中间关节(3)铰接处铰接，另一端与第二驱动连杆(125)的
一端铰接，所述第二驱动连杆(125)的另一端与末端关节(2)和中间关节
(3)的铰接处铰接。
4.按权利要求3所述的连杆欠驱动爬行机器人，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉旺，雷应波，田恬，陈晨，王福华，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21