一种适应复杂地形的气动机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适应复杂地形的气动机器人系统，由多个越障支腿、轮子支腿和机械臂组成，具有完全适应复杂地形和越障排爆等功能。所述的气动机器人主要由旋转气缸、结构件、蜗杆、蜗轮、履带、轮子、连接件以及直线气缸组成。多个轮子支腿协调可以实现整个机器人正常的轮式运动，可以用于地面较为平整速度要求较高的情况；多个越障支腿可以协调实现履带和多足履带机器人两种工作状态；多个轮子支腿和多个第一越障支腿起协调可以实现台阶等越障工作；多个机械臂则可以用于完成排爆等其他任务。关节采用旋转气缸与蜗轮蜗杆相配合以及直线气缸驱动。本发明专利技术专利以气动驱动，具有结构紧凑、清洁防爆性能好的特点，可用于教学、越障、排爆。

A Pneumatic Robot System for Complex Terrain

The invention discloses a pneumatic robot system adapted to complex terrain, which consists of a plurality of obstacle-crossing legs, wheel legs and manipulator arms, and has the functions of fully adapting to complex terrain and obstacle-crossing and explosion-clearing. The pneumatic robot is mainly composed of a rotary cylinder, a structural member, a worm, a worm wheel, a crawler, a wheel, a connecting member and a linear cylinder. Coordination of multiple wheeled legs can realize the normal wheeled motion of the whole robot, which can be used in the case of relatively flat ground with high speed requirements; coordination of multiple obstacle-crossing legs can realize the two working states of tracked and multi-footed tracked robots; coordination of multiple wheeled legs and multiple first obstacle-crossing legs can achieve step and other obstacle-crossing tasks; and multi-arm can be used to complete obstacle-crossing tasks. Detonation and other tasks. The joint is driven by a linear cylinder and matched by a rotary cylinder and a worm wheel. The patent of the invention is pneumatic driven, has the characteristics of compact structure, good cleaning and explosion-proof performance, and can be used for teaching, obstacle-crossing and explosion-removing.

【技术实现步骤摘要】
一种适应复杂地形的气动机器人系统
本专利技术涉及机器人
，涉及一种适应复杂地形的气动机器人系统。
技术介绍
面对复杂的地形，如平整的地形、泥泞的路况以及存在障碍物的路况，如何使得机器人能够适应各种地形是机器人必备的能力之一。中国专利201510564857.0、201621087423.2、201621206018.8、201710858066.8先后提出履带式越障机器人，但是仅仅依靠履带运动的速度较慢，同时越障能力也有限。中国专利201510084953.5、201610888246.6分别设计前后均具有履带机器人与机械臂配合的越障机器人装置，单个机械臂仅可以实现简单的东西，无法协调实现复杂动作，同时其履带式越障结构仍然难以适应各种的地形，并且越障高度受履带长度的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种适应复杂地形的气动机器人系统，本专利技术具有结构紧凑，多种运动模式自由切换、适应复杂地形运动等特点。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种适应复杂地形的气动机器人系统系统，它包括：第一越障支腿、第一轮子支腿、第二轮子支腿、底板、第一机械臂、第二越障支腿、第二机械臂、第三越障支腿、第三轮子支腿、第四轮子支腿、第五旋转气缸、第四越障支腿；所述第一越障支腿、第二越障支腿、第三越障支腿、第四越障支腿、第一轮子支腿、第二轮子支腿、第三轮子支腿、第四轮子支腿、第一机械臂、第二机械臂均与底板相连接。进一步地，所述第一轮子支腿、第二轮子支腿、第三轮子支腿、第四轮子支腿结构完全一致；均包括：第一旋转气缸、第一结构件、第一轮子、第二旋转气缸；所述第一旋转气缸的缸体与底板固定连接，第一旋转气缸的转动轴、第二旋转气缸的缸体均与第一结构件固定连接，第二旋转气缸的转动轴与第一轮子固定连接。进一步地，所述第一越障支腿、第二越障支腿、第三越障支腿、第四越障支腿结构完全一致；均包括：第三旋转气缸、第二结构件、第四旋转气缸、第一蜗杆、第一蜗轮、履带、第二轮子、第一连接件、第五旋转气缸、第二蜗杆、第二蜗轮、第三轮子；第三旋转气缸的缸体与底板固定连接，第三旋转气缸的转动轴、第四旋转气缸的缸体均与第二结构件固定连接，第一蜗杆与第四旋转气缸的转动轴固定连接，第一蜗轮与第二结构件可转动连接，第一蜗杆与第一蜗轮相啮合，第一蜗轮、第二结构件之间的可转动连接轴同时与第一连接件、第二轮子固定连接。第五旋转气缸的缸体与第一连接件固定连接，第二蜗杆与第五旋转气缸的转动轴固定连接；第二蜗轮与第一连接件可转动连接，且与第三轮子固定连接。第二轮子、第三轮子均与履带相啮合。进一步地，所述第一机械臂和第二机械臂结构完全一致，均包括：第二连接件、第三结构件、直线气缸、第六旋转气缸、第三连接件、第七旋转气缸。第二连接件与底板固定连接，直线气缸两端分别与第二连接件、第三结构件可转动连接，第六旋转气缸的缸体与第三结构件固定连接，第六旋转气缸的转动轴通过第三连接件与第七旋转气缸固定连接。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术利用轮式与多足履带式混合动力运动，可以实现轮式、履带以及多足履带的运动模式自由切换；2.本专利技术利用旋转气缸与蜗轮蜗杆传动相配合，既保证了系统的柔顺性，又保证关节具有自锁、传输力大的优点；3.本专利技术同时采用轮式和多足、履带能够实现多种工况切换以及适应各种复杂地形运动，同时机械臂可以完成其他任务，本专利技术可用于越障、排爆、救援等领域。附图说明图1是适应复杂地形的气动机器人系统总体机械结构图；图2是适应复杂地形的气动机器人系统机械臂机械结构图；图3是多足履带机器人工作模式示意图；图4是履带机器人工作模式示意图；图5是本专利技术越障过程示意图；图6是本专利技术越障过程示意图；图7是本专利技术越障过程示意图；图8是本专利技术越障过程示意图；图9是履带机器人气动系统原理示意图；图中：第一越障支腿1、第一轮子支腿2、第二轮子支腿3、底板4、第一机械臂5、第二越障支腿6、第二机械臂7、第三越障支腿8、第一旋转气缸9、第三轮子支腿10、第一结构件11、第一轮子12、第二旋转气缸13、第四轮子支腿14、第三旋转气缸15、第二结构件16、第四旋转气缸17、第一蜗杆18、第一蜗轮19、履带20、第二轮子21、第一连接件22、第五旋转气缸23、第二蜗杆24、第二蜗轮25、第三轮子26、第四越障支腿27、第二连接件28、第三结构件29、直线气缸30、第六旋转气缸31、第三连接件32、第七旋转气缸33、台阶34、气动三联体35、第一气罐36、第八旋转气缸37、第一气动比例压力阀38、第二气动比例压力阀39、第三气动比例压力阀40、第四气动比例压力阀41、第五气动比例压力阀42、第六气动比例压力阀43、第七气动比例压力阀44、第八气动比例压力阀45、第九气动比例压力阀46、第十气动比例压力阀47、第十一气动比例压力阀48、第十二气动比例压力阀49、第十三气动比例压力阀50、第十四气动比例压力阀51、数据采集卡52、计算机53、第九旋转气缸54、第十五气动比例压力阀55、第十六气动比例压力阀56、第二气罐57、消声器58。具体实施方式如图1所示，本专利技术适应复杂地形的气动机器人系统，包括：第一越障支腿1、第一轮子支腿2、第二轮子支腿3、底板4、第一机械臂5、第二越障支腿6、第二机械臂7、第三越障支腿8、第四轮子支腿14、第四越障支腿27。其中，第一越障支腿1、第二越障支腿6、第三越障支腿8、第四越障支腿27结构完全一致，用于越障；第一轮子支腿2、第二轮子支腿3、第三轮子支腿10、第四轮子支腿14结构完全一致，用于常态的运动；第一机械臂5、第二机械臂7结构完全一致，主要用于执行任务；第一越障支腿1、第二越障支腿6、第三越障支腿8、第四越障支腿27、第一轮子支腿2、第二轮子支腿3、第三轮子支腿10、第四轮子支腿14、第一机械臂5、第二机械臂7均与底板4相连接。如图1所示，以第三轮子支腿10为例，说明第一轮子支腿2、第二轮子支腿3、第三轮子支腿10、第四轮子支腿14的结构。它包括：第一旋转气缸9、第一结构件11、第一轮子12、第二旋转气缸13；所述第一旋转气缸9的缸体与底板4固定连接，第一旋转气缸9的转动轴、第二旋转气缸13的缸体均与第一结构件11固定连接，第二旋转气缸13的转动轴与第一轮子12固定连接。如图1所示，以第四越障支腿27为例，说明第一越障支腿1、第二越障支腿6、第三越障支腿8、第四越障支腿27的结构。它包括：第三旋转气缸15、第二结构件16、第四旋转气缸17、第一蜗杆18、第一蜗轮19、履带20、第二轮子21、第一连接件22、第五旋转气缸23、第二蜗杆24、第二蜗轮25、第三轮子26；第三旋转气缸15的缸体与底板4固定连接，第三旋转气缸15的转动轴、第四旋转气缸17的缸体均与第二结构件16固定连接，第一蜗杆18与第四旋转气缸17的转动轴固定连接，第一蜗轮19与第二结构件16可转动连接，第一蜗杆18与第一蜗轮19相啮合，第一蜗轮19、第二结构件16之间的可转动连接轴同时与第一连接件22、第二轮子21固定连接。第五旋转气缸23的缸体与第一连接件22固定连接，第二蜗杆24与第五旋转气缸23的转动轴固定连接；第二蜗轮25与第一连接件22可转动连接，且与第三轮子26固定连接。第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应复杂地形的气动机器人系统，其特征在于，它包括：第一越障支腿(1)、第一轮子支腿(2)、第二轮子支腿(3)、底板(4)、第一机械臂(5)、第二越障支腿(6)、第二机械臂(7)、第三越障支腿(8)、第三轮子支腿(10)、第四轮子支腿(14)、第四越障支腿(27)等。所述第一越障支腿(1)、第二越障支腿(6)、第三越障支腿(8)、第四越障支腿(27)、第一轮子支腿(2)、第二轮子支腿(3)、第三轮子支腿(10)、第四轮子支腿(14)、第一机械臂(5)、第二机械臂(7)均与底板(4)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种适应复杂地形的气动机器人系统，其特征在于，它包括：第一越障支腿(1)、第一轮子支腿(2)、第二轮子支腿(3)、底板(4)、第一机械臂(5)、第二越障支腿(6)、第二机械臂(7)、第三越障支腿(8)、第三轮子支腿(10)、第四轮子支腿(14)、第四越障支腿(27)等。所述第一越障支腿(1)、第二越障支腿(6)、第三越障支腿(8)、第四越障支腿(27)、第一轮子支腿(2)、第二轮子支腿(3)、第三轮子支腿(10)、第四轮子支腿(14)、第一机械臂(5)、第二机械臂(7)均与底板(4)相连接。2.根据权利要求1所述适应复杂地形的气动机器人系统，其特征在于，所述第一轮子支腿(2)、第二轮子支腿(3)、第三轮子支腿(10)、第四轮子支腿(14)结构完全一致；均包括：第一旋转气缸(9)、第一结构件(11)、第一轮子(12)、第二旋转气缸(13)等；所述第一旋转气缸(9)的缸体与底板(4)固定连接，第一旋转气缸(9)的转动轴、第二旋转气缸(13)的缸体均与第一结构件(11)固定连接，第二旋转气缸(13)的转动轴与第一轮子(12)固定连接。3.根据权利要求1所述适应复杂地形的气动机器人系统，其特征在于，所述第一越障支腿(1)、第二越障支腿(6)、第三越障支腿(8)、第四越障支腿(27)结构完全一致；均包括：第三旋转气缸(15)、第二结构件(16)、第四旋转气缸(17)、第一蜗杆(18)、第一蜗轮(19)、履带(20)、第二轮子(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞龙，蔡婷婷，杨琴，张海军，汪斌，欧阳青，杨德山，刘浩，曹坚，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33