一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。本攀爬机器人不仅结构简单紧凑而且总体质量、体积小，实现了攀爬机器人攀爬动作的灵活性和连续性，提高攀爬效率，可用于解决爬树、爬杆等难题。

A Climbing Robot with Polygonal Structure Driven by Pneumatic Muscles

The present invention relates to a climbing robot with polygonal structure driven by pneumatic muscle, which includes a polygonal bracket, a claw mounted on a polygonal bracket, a driver connected with the claw at the output end, and a first pneumatic muscle connected with the polygonal bracket; a polygonal bracket includes at least five joints hinged in turn from the head to the tail; and a claw is mounted on the connecting bracket, and is secure on each connecting bracket. Each two adjacent connecting frames are connected with the first pneumatic muscle to change the angle of the polygonal bracket. The driving parts of the driving claws are installed on the claws, and the claws on the adjacent connecting frames are alternately engaged with the climbers. The climbing robot not only has simple and compact structure, but also has small overall mass and volume. It realizes the flexibility and continuity of climbing action of the climbing robot and improves climbing efficiency. It can be used to solve the problems of climbing trees and poles.

【技术实现步骤摘要】
一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人
本专利技术涉及一种攀爬机器人，尤其涉及一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人。
技术介绍
目前对于人类来说，爬到树上工作是具有较大的危险性。但是在农业生产、园林管理等场合中，依然存在一些必须爬树才能完成的工作，如修剪树枝，采摘果实等。现实生活中，这些工作主要依靠各种爬树工具辅助人爬到树上完成，或者出动大型设备，将人抬举到高处完成。这种工作方式不但非常危险，而且还费时费力。因此，需要设计一种攀爬机器人代替人爬到高处完成各种作业，就可以避免发生的死伤事故，攀爬机器人具有十分重要的实际使用意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，该攀爬机器人结构简单、动作灵活，攀爬机器人能代替人类进行爬树、爬杆等危险的作业。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。多边形结构的攀爬机器人能沿着攀爬物往上攀爬。进一步的是：连接架包括连接板和两块相互平行的侧板；连接板的两端分别与两块侧板固定连接，两块侧板均与连接板垂直，连接架呈H形，满足安装驱动件和第一气动肌肉的要求。进一步的是：每个连接架上均设有直轴，直轴穿过两块侧板且与连接板平行，直轴位于侧板的中心线上，第一气动肌肉的两端均设有连接销，连接销上固定有尼龙绳，第一气动肌肉的两端通过尼龙绳分别与两个相邻的连接架上的直轴连接，第一气动肌肉位于多边形支架内且尼龙绳与直轴的连接点位于直轴的中心，第一气动肌肉驱动连接架转动，使得多边形支架的内角改变，最后使得每个连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合，实现攀爬。进一步的是：连接架上还设有支架组，支架组包括两个对称分布在连接板两端的侧板上的支架；抱爪包括两条圆弧爪；两条圆弧爪分别铰接在两个支架上，圆弧爪的抱合端位于多边形支架的外部，圆弧爪可以抱紧不同大小的树干、杆等柱状的攀爬物。进一步的是：驱动件包括弹簧、第二气动肌肉、钢丝绳；两块侧板上均设有通槽，其中一条圆弧爪穿过其中一个侧板的通槽与弹簧的一端连接，另一条圆弧爪穿过另一个侧板的通槽与弹簧的另一端连接，第二气动肌肉的两端均通过钢丝绳分别与两条圆弧爪连接，其中一条圆弧爪与其中一个支架形成第一铰接点，其另一条圆弧爪与另一个支架形成第二铰接点，弹簧和第二气动肌肉分居第一铰接点与第二铰接点的连线的两侧，第二气动肌肉驱动抱爪抱合，第二气动肌肉释放气体时，弹簧可以使抱爪张开。进一步的是：每个连接架上的支架组、抱爪、驱动件均有两个，两个抱爪以直轴为中心分居连接架的两端，两个抱爪可以增加抱合的力量，使得攀爬更加稳定，同时也不会因为抱爪过多导致整个攀爬机器人的重量过重。进一步的是：连接架还包括底板；底板与连接板平行，驱动件位于底板和连接板之间，底板将驱动件分隔开，避免攀爬过程中驱动件与攀爬物接触。进一步的是：底板的两端呈圆弧形，底板上设有V形槽，V形槽可以更好地与树干等攀爬物贴合，底板的两端呈圆弧形使得攀爬更加轻松。进一步的是：连接板上设有若干个通孔，用于攀爬机器人的电气线路、气体线路的布置。进一步的是：连接架有五个，五个连接架之间通过圆柱销铰接，控制其中两个第一气动肌肉就可以控制整个攀爬机器人的攀爬运动。总的说来，本专利技术具有如下优点：本攀爬机器人是一种新型的攀爬机器人结构设计方案和攀爬动作方案，实现了机器人攀爬动作的连续性。同时由于气动肌肉的柔性，可方便的实现对不同直径树干的抱紧攀爬。本攀爬机器人不仅结构简单紧凑而且总体质量、体积小，实现了攀爬机器人攀爬动作的灵活性和连续性，提高攀爬效率，可用于解决爬树、爬杆等难题。附图说明图1是本气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人的结构示意图。图2是本气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人的主视图。图3是连接架的结构示意图。图4至图9是本攀爬机器人的攀爬过程示意图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为抱爪，2为驱动件，3为第一气动肌肉，4为连接架，5为连接板，6为侧板，7为直轴，8为连接销，9为尼龙绳，10为支架组，11为底板，12为通孔，13为圆柱销，14为第一铰接点，15为第二铰接点，16为通槽，1-1为圆弧爪，2-1为弹簧，2-2为第二气动肌肉，2-3为钢丝绳，10-1为支架。结合图1、图2、图3所示，一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；多边形支架呈一个多边形。本实施例中，采用五个首尾依次铰接的连接架组成的多边形支架，五个连接架之间通过带螺纹的圆柱销铰接，连接架之间的铰接的地方存在间隙，保证转动灵活，五个连接架围成的五边形的内部为多边形支架内部，五个连接架围成的五边形的外部为多边形支架外部。抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，抱爪可以抱紧攀爬物。每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，本实施中有五个第一气动肌肉，即每两个相邻的连接架之间连接有一个第一气动肌肉。第一气动肌肉是通气缩短收缩型的，通入高压气体之后，第一气动肌肉长度缩短，直径增大。气体排出的时候，直径变小，长度增加。通过第一气动肌肉的伸缩使得两个相邻的连接架之间的角度会改变。驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，驱动件可以驱动抱爪抱紧或者松开攀爬物。相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合，多边形支架滚动式沿着攀爬物攀爬，一开始的时候第一个连接架上的抱爪抱着攀爬物；然后第二个连接架转动并靠近攀爬物，等第二个连接架贴合攀爬物的时候，第二个连接架上的抱爪抱着攀爬物的同时第一个连接架上的抱爪松开；紧接着后面的连接架不断继续重复上述过程，实现攀爬。连接架包括连接板和两块相互平行的侧板；连接板的两端分别与两块侧板固定连接，两块侧板均与连接板垂直，连接架呈H形，连接板将两块侧板之间的空间分割成两部分，其中一部分朝向多边形支架围成的多边形的内部，另一部分朝向多边形支架外部并用于安装驱动件。每个连接架上均设有直轴，直轴穿过两块侧板且与连接板平行，直轴位于侧板的中心线上且直轴位于在多边形支架内部，第一气动肌肉的两端均设有连接销，连接销上固定有尼龙绳，第一气动肌肉的两端通过尼龙绳分别与两个相邻的连接架上的直轴连接。从主视图上看，五个第一气动肌肉在多边形支架内部形成一个五边形，五条第一气动肌肉均位于多边形支架内部且尼龙绳与直轴的连接点位于直轴的中心，尼龙绳缠绕在直轴的中心，直轴的中心位于两块侧板之间的中间。连接架上还设有支架组，支架组包括两个对称分布在连接板两端的侧板上的支架；抱爪包括两条圆弧爪；圆弧爪呈圆弧状，可以适应树干直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，其特征在于：包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。

【技术特征摘要】
1.一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，其特征在于：包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。2.按照权利要求1所述的一种气动肌肉驱动的多边形结构的爬树机器人，其特征在于：连接架包括连接板和两块相互平行的侧板；连接板的两端分别与两块侧板固定连接，两块侧板均与连接板垂直，连接架呈H形。3.按照权利要求2所述的一种气动肌肉驱动的多边形结构的爬树机器人，其特征在于：每个连接架上均设有直轴，直轴穿过两块侧板且与连接板平行，直轴位于侧板的中心线上，第一气动肌肉的两端均设有连接销，连接销上固定有尼龙绳，第一气动肌肉的两端通过尼龙绳分别与两个相邻的连接架上的直轴连接，第一气动肌肉位于多边形支架内且尼龙绳与直轴的连接点位于直轴的中心。4.按照权利要求2所述的一种气动肌肉驱动的多边形结构的爬树机器人，其特征在于：连接架上还设有支架组，支架组包括两个对称分布在连接板两端的侧板上的支架；抱爪包括两条圆弧爪；两条圆弧爪分别铰接在两个支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：包世萍，张宁，鲍仲辅，翟小兵，曾德江，
申请(专利权)人：广东机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44