适应复杂地形的气动机器人系统技术方案

本实用新型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。本实用新型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。

Pneumatic Robot System for Complex Terrain

【技术实现步骤摘要】
适应复杂地形的气动机器人系统
本技术涉及机器人
，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，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。本技术的有益效果是：1.本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是本技术越障过程示意图；图6是本技术越障过程示意图；图7是本技术越障过程示意图；图8是本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、第三轮子支腿10、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)；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)；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)；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(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：包金荣，杨琴，姜飞龙，蔡婷婷，张海军，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33