一种形状自适应攀爬机器人制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术具备不同形状物体自适应抱持攀爬功能，结构轻巧紧凑。

An adaptive climbing robot

The invention relates to the technical field of a crawl robot, in particular a shape adaptive climbing robot, in which a crawling wheel, a crawl drive mechanism and a crawling motor are arranged in the front and back ends of the seat, and the crawling wheel is driven and rotated through the crawling motor, and the crawling motor passes the torque through the crawling transmission mechanism. The holding machine includes a holding motor and a holding transmission mechanism. The holding transmission mechanism includes a gear drive group and a plurality of output connecting rods. The multiple output connecting rod is divided on both sides of the machine base, and the output connecting rod on both sides of the seat is rotated by the holding motor drive, and the holding motor passes the gear through the gear. The transmission group transfers the torque, and a holding mechanism is arranged on both sides of the seat. The holding mechanism includes a plurality of joints articulated in turn, and the holding mechanism drives the deformation by the output connecting rod on the holding transmission mechanism. The invention has an adaptive holding and climbing function of different shapes, and the structure is light and compact.

【技术实现步骤摘要】
一种形状自适应攀爬机器人
本专利技术涉及爬行机器人
，具体地说是一种形状自适应攀爬机器人。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。所述爬行传动机构包括一个同步带传动机构，所述同步带传动机构中的主动带轮安装在爬行电机的输出轴上，从动带轮与爬行轮的轮轴固连，所述主动带轮和从动带轮通过同步带相连。在所述机座端部两侧分别设有电机支撑架＝和安装侧板＝，所述爬行电机固装在所述电机支撑架上，所述爬行轮两侧的轮轴分别通过一个保持杆与所述电机支撑架和安装侧板相连。在所述电机支撑架上设有上挡轴、下挡轴和调整弹簧，与所述电机支撑架相连的第一保持杆由所述上挡轴和下挡轴之间穿过并与所述电机支撑架铰接，所述调整弹簧一端与所述电机支撑架固连，另一端与所述第一保持杆固连。本专利技术的优点与积极效果为：1.本专利技术提供的机器人同时具备欠驱动机构的自适应性与轮式爬行机器人的灵活性。2.本专利技术通过单电机驱动传动系统，以齿轮与连杆结合的方式驱动三个三关节欠驱动抱持机构，实现机器人的抱持功能，驱动数目少而控制简单。3.本专利技术采用两个爬行驱动机构，分别配置一个电机，保证机器人沿抱持物体攀爬具有足够的动力。4.本专利技术能够实现对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。附图说明图1为本专利技术的俯视图，图2为图1中本专利技术的三维示意图，图3为图1中的抱持传动机构示意图，图4为图3中的抱持传动机构工作状态示意图，图5为图1中的抱持机构示意图，图6为图1中的爬行传动机构示意图，图7为本专利技术的工作状态示意图一，图8为本专利技术的工作状态示意图二。其中，1为机座；2为抱持传动机构，21为传动轴支撑架，22为主动齿轮，23为第一输出齿轮，24为第一传动轴，25为惰轮，26为电机安装板，27为第二输出齿轮，28为第二传动轴，29第二连杆，210为第一连杆；3为抱持机构，31为销轴，32为铰链，33为第一动力输入杆，34为推轴，35为辅助支杆，36为第二动力输入杆，37为第二动力输出杆，38为辅助轮，39为弹簧，310为末端肢节，311为摆杆，312为第一动力输出杆，313为中间肢节，314为首端肢节；4为爬行传动机构，41为从动带轮，42为第一保持杆，43为下挡轴，44为调整弹簧，45为上挡轴，46为同步带，47为主动带轮，48为电机支撑架，49为第二保持杆，410为安装侧板，411为轮轴；5为爬行轮；6为抱持电机；7为爬行电机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1～2所示，本专利技术包括机座1、抱持电机6、抱持传动机构2、抱持机构3、爬行电机7、爬行传动机构4和爬行轮5，其中所述机座1的前后端均设有爬行轮5、爬行传动机构4和爬行电机7，所述爬行轮5通过所述爬行电机7驱动旋转，所述爬行电机7通过所述爬行传动机构4传递转矩，在所述机座1上设有抱持电机6和抱持传动机构2，所述抱持传动机构2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1两侧，并且机座1两侧的输出连杆通过所述抱持电机6驱动同步反向转动，所述抱持电机6通过所述齿轮传动组传递转矩，在所述机座1两侧均设有抱持机构3，所述抱持机构3包括多个依次铰接的肢节，并且所述抱持机构3通过所述抱持传动机构2上的输出连杆驱动变形。本实施例中在所述机座1一侧设有一个抱持机构3，另一侧设有两个抱持机构3，且机座1两侧的抱持机构3交错设置。如图1～4所示，所述抱持传动机构2中的齿轮传动组包括主动齿轮22、惰轮25、第一输出齿轮23和第二输出齿轮27，其中主动齿轮22安装在所述抱持电机6的输出轴上，所述主动齿轮22同时与所述惰轮25和所述第一输出齿轮23啮合并分别输出转矩，所述惰轮25与所述第二输出齿轮27啮合输出转矩，所述第一输出齿轮23中部设有第一传动轴24，所述第二输出齿轮27中部设有第二传动轴28，在所述第一传动轴24和第二传动轴28上均设有输出连杆，所述输出连杆包括铰接的第一连杆210和第二连杆29，其中第一连杆210通过所述第一传动轴24或第二传动轴28驱动摆动，所示第二连杆29远离所述第一连杆210一端与抱持机构3连接，所述输出连杆张合实现驱动抱持机构3变形。如图3所示，在所述机座1上设有一个电机安装板26，所述抱持电机6和各个齿轮均设置于所述电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状自适应攀爬机器人，其特征在于：包括机座(1)、抱持电机(6)、抱持传动机构(2)、抱持机构(3)、爬行电机(7)、爬行传动机构(4)和爬行轮(5)，其中所述机座(1)的前后端均设有爬行轮(5)、爬行传动机构(4)和爬行电机(7)，所述爬行轮(5)通过所述爬行电机(7)驱动旋转，所述爬行电机(7)通过所述爬行传动机构(4)传递转矩，在所述机座(1)上设有抱持电机(6)和抱持传动机构(2)，所述抱持传动机构(2)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(1)两侧，并且所述机座(1)两侧的输出连杆通过所述抱持电机(6)驱动同步反向转动，所述抱持电机(6)通过所述齿轮传动组传递转矩，在所述机座(1)两侧均设有抱持机构(3)，所述抱持机构(3)包括多个依次铰接的肢节，并且所述抱持机构(3)通过所述抱持传动机构(2)上的输出连杆驱动变形。

【技术特征摘要】
1.一种形状自适应攀爬机器人，其特征在于：包括机座(1)、抱持电机(6)、抱持传动机构(2)、抱持机构(3)、爬行电机(7)、爬行传动机构(4)和爬行轮(5)，其中所述机座(1)的前后端均设有爬行轮(5)、爬行传动机构(4)和爬行电机(7)，所述爬行轮(5)通过所述爬行电机(7)驱动旋转，所述爬行电机(7)通过所述爬行传动机构(4)传递转矩，在所述机座(1)上设有抱持电机(6)和抱持传动机构(2)，所述抱持传动机构(2)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(1)两侧，并且所述机座(1)两侧的输出连杆通过所述抱持电机(6)驱动同步反向转动，所述抱持电机(6)通过所述齿轮传动组传递转矩，在所述机座(1)两侧均设有抱持机构(3)，所述抱持机构(3)包括多个依次铰接的肢节，并且所述抱持机构(3)通过所述抱持传动机构(2)上的输出连杆驱动变形。2.根据权利要求1所述的形状自适应攀爬机器人，其特征在于：所述抱持传动机构(2)中的齿轮传动组包括主动齿轮(22)、惰轮(25)、第一输出齿轮(23)和第二输出齿轮(27)，其中主动齿轮(22)安装在所述抱持电机(6)的输出轴上，所述主动齿轮(22)同时与所述惰轮(25)和所述第一输出齿轮(23)啮合，所述惰轮(25)与所述第二输出齿轮(27)啮合，所述两个输出齿轮中部均设有传动轴，所述机座(1)两侧的输出连杆分设于所述两个传动轴上。3.根据权利要求2所述的形状自适应攀爬机器人，其特征在于：所述输出连杆包括铰接的第一连杆(210)和第二连杆(29)，其中第一连杆(210)通过所述任一传动轴驱动摆动，所示第二连杆(29)远离所述第一连杆(210)一端与抱持机构(3)连接。4.根据权利要求2所述的形状自适应攀爬机器人，其特征在于：所述机座(1)上设有一个电机安装板(26)，所述抱持电机(6)和各个齿轮均设置于所述电机安装板(26)上，在所述机座(1)上还设有两个传动轴支撑架(21)，所述两个传动轴均通过所述传动轴支撑架(21)和电机安装板(26)支撑。5.根据权利要求1所述的形状自适应攀爬机器人，其特征在于：所述抱持机构(3)包括首端肢节(314)、中间肢节(313)和末端肢节(310)，所述首端肢节(314)与所述机座(1)侧边铰接，各个肢节则依次铰接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉旺，郭良帅，王福华，王远行，陈吉彪，
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