一种仿水蛭软体攀爬机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人的技术领域，更具体地，涉及一种仿水蛭软体攀爬机器人，包括吸盘、由软质弹性材料制成的弯曲模块及连接于吸盘和弯曲模块之间的连接模块，所述吸盘对称连接于弯曲模块的两端，所述吸盘连通有与充放气机构相连的第一气管；所述弯曲模块内设有若干气道，所述气道均连通有与充放气机构相连的第二气管。本发明专利技术通过第一气管吸走吸盘中的气体，使得吸盘处于近似真空状态，使得吸盘牢牢吸附在平面；当其中一个吸盘紧紧吸附在表面后，通过第二气管向气道内通气，控制各气道的弹性膨胀变形从而控制弯曲模块的弯曲形态以控制攀爬机器人的平面爬行、转向及壁面过渡等工作，结构简单、灵活性强，适应转向和任意角度平面的过渡攀爬。

A kind of soft climbing robot imitating leech

The invention relates to the technical field of robot, more specifically, a leech like soft climbing robot, including a suction cup, a bending module made of soft elastic material and a connecting module connected between the suction cup and the bending module, the suction cup is symmetrically connected to both ends of the bending module, the suction cup is connected with a first gas pipe connected with the air filling and discharging mechanism, and the bending module A plurality of air passages are arranged inside, and the air passages are all communicated with a second air tube which is connected with an air charging and discharging mechanism. The invention sucks the gas in the suction cup through the first air pipe, so that the suction cup is in a vacuum state, so that the suction cup is firmly adsorbed on the plane; when one suction cup is tightly adsorbed on the surface, it ventilates into the air channel through the second air pipe, controls the elastic expansion and deformation of each air channel, and controls the bending shape of the bending module to control the plane crawling, turning and wall surface of the climbing robot Transition and other work, simple structure, strong flexibility, adapt to turning and any angle plane transition climbing.

【技术实现步骤摘要】
一种仿水蛭软体攀爬机器人
本专利技术涉及机器人的
，更具体地，涉及一种仿水蛭软体攀爬机器人。
技术介绍
机器人在越来越多的领域发挥着重要的作用，尤其在工业、探测、服务、军事等领域。机器人可以代替劳动者在一些工作环境恶劣或工作性质枯燥重复的情况下完成各种危险复杂的工作，减轻劳动者的负担，并提高工作效率。在很多场合，往往需要机器人攀爬进行高空作业，攀爬机器人应运而生。目前，国内外已研制出各式各样的攀爬机器人，其吸附方式各不相同，如电磁铁吸附、钩爪结构等吸附方式。然而，这些方式存在着多种问题和不足：采用电磁铁吸附方式的攀爬机器人仅适用于吸附表面为磁性材料，工作范围缩小；采用钩爪结构的攀爬机器人需受到壁面的摩擦力与其自身重力平衡以维持稳定，由于钩爪与壁面接触面积小，受到壁面的摩擦力小，所以无法承载较大的重量；且上述两种攀爬机器人的结构复杂、体型较大、灵活性较差、对环境的适应性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可平地爬行、可实现三维空间任意转向和任意角度壁面过渡、攀爬能力强，工作稳定、结构简单、成本低廉、驱动方式安全的仿水蛭软体攀爬机器人。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种仿水蛭软体攀爬机器人，包括吸盘、由软质弹性材料制成的弯曲模块及连接于吸盘和弯曲模块之间的连接模块，所述吸盘对称连接于弯曲模块的两端，所述吸盘连通有与充放气机构相连的第一气管；所述弯曲模块内设有若干气道，所述气道均连通有与充放气机构相连的第二气管。本专利技术的仿水蛭软体攀爬机器人，通过第一气管吸走吸盘中的气体，使得吸盘处于近似真空状态，使得吸盘牢牢吸附在平面；当其中一个吸盘紧紧吸附在表面后，通过第二气管向气道内通气，控制各气道的弹性膨胀变形从而控制弯曲模块的弯曲形态以控制攀爬机器人的平面爬行、转向及壁面过渡等工作。本专利技术的攀爬机器人结构简单、灵活性强，控制各气道内气压实现机器人在空间中任意方向转动，适应转向和任意角度平面的过渡攀爬。进一步地，所述弯曲模块与连接模块过盈配合，所述吸盘与连接模块过盈配合。弯曲模块、吸盘与连接模块过盈配合紧密相连，通过过盈配合的方式，使得弯曲模块发生弯曲变形时，弯曲模块和连接模块充分接触且受力均匀，连接更加紧密和安全可靠；且采用过盈配合的方式，使得模块间拆卸安装方便简单。进一步地，所述吸盘的中心线、连接模块的中心线及弯曲模块的中心线位于同一直线。这样设置使得攀爬机器人的结构对称，外表美观，易于控制。进一步地，所述连接模块包括与吸盘过盈配合的第一连接部以及与弯曲模块过盈配合的第二连接部，所述第一连接部和第二连接部之间设有连接板。本专利技术的第一连接部、第二连接部及连接板可为一体成型结构。进一步地，所述连接板的中心处设有第一通孔，所述第二连接部的侧部开设有多个容第一气管、第二气管穿过的第二通孔。第一通孔、第二通孔用于将第一气管、第二气管引出与充放气机构连接，同时可以减轻连接模块的重量。进一步地，所述通孔靠近连接模块一端连接有与第一气管连接的第一连接管，所述气道与第二气管之间连接有第二连接管。第一连接管、第二连接管的设置便于第一气管连接吸盘与充放气机构、第二气管连接气道与充放气机构。进一步地，所述软质弹性材料为硅胶，所述连接模块采用PLA材料一体成型。采用硅胶为弯曲模块的制作原料，便于弯曲模块的弹性膨胀变形；PLA材料原料来源充分且可以再生，易于获得，可降低攀爬机器人的制造成本。进一步地，所述气道为三组，三组气道平行设置。三组气道相互独立封闭，在向气道内充气时，弯曲模块可各向同性膨胀及伸长变形。进一步地，三组气道在弯曲模块端部截面的中心点的连线形成等边三角形，且三组气道的壁厚相等。如此设置，使得通过向气道内充放气实现弯曲模块膨胀变形的控制方式相同，以便于攀爬机器人的运动控制。进一步地，所述气道均为柱形气道。柱形气道是为了获得较为简单的加工方式而做出的优选，并不作为局限性的规定。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的仿水蛭软体攀爬机器人通过在弯曲模块的气道内通入气体，控制每个气道中气体气压实现攀爬机器人在三维空间上不同方向的转向，通过弯曲模块和吸盘相互配合交替作用，使得攀爬机器人可完成在平地上爬行和不同平面上的壁面过渡以及任意转向的移动能力，攀爬能力强、工作稳定、驱动方式安全、结构简单、成本低廉；本专利技术的仿水蛭软体攀爬机器人，弯曲模块与连接模块、吸盘与连接模块之间过盈配合紧密相连，使得弯曲模块发生弯曲变形时，弯曲模块和连接模块充分接触且受力均匀，连接更加紧密和安全可靠；且采用过盈配合的方式，使得模块间拆卸安装方便简单。附图说明图1为本专利技术的仿水蛭软体攀爬机器人的结构示意图；图2为仿水蛭软体攀爬机器人的弯曲模块的结构示意图；图3为连接模块的结构示意图；图4为连接模块另一角度的结构示意图；图5为仿水蛭软体攀爬机器人的平地爬行的步态示意图；图6为仿水蛭软体攀爬机器人的壁面过渡的步态示意图；图7为仿水蛭软体攀爬机器人的三维转向结构示意图；图8为仿水蛭软体攀爬机器人平地爬行的过程示意图；图9为仿水蛭软体攀爬机器人壁面过渡的过程示意图；附图中：1-吸盘；11-第一吸盘；12-第二吸盘；2-弯曲模块；21-气道；22-第一气道；23-第二气道；24-第三气道；3-连接模块；31-第一连接部；32-第二连接部；33-连接板；34-第一通孔；35-第二通孔；4-第一气管；5-第二气管。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。实施例如图1至图9所示为本专利技术的仿水蛭软体攀爬机器人的实施例，包括吸盘1、由软质弹性材料制成的弯曲模块2及连接于吸盘1和弯曲模块2之间的连接模块3，吸盘1对称连接于弯曲模块2的两端，吸盘1连通有与充放气机构相连的第一气管4；弯曲模块2内设有若干气道21，气道21均连通有与充放气机构相连的第二气管5。本实施例的若干气道21独立密封且可膨胀变形。本实施例在实施时，通过在弯曲模块2内部独立密封且可膨胀变形的气道21中通入气体，并控制每个气道中气体气压，通入气体且气压大的气道21发生弹性膨胀变形，而未通入气体或通入气体气压较小的气道21无明显弹性变形或变形量不如通入气体气压大的气道21明显，从而使得弯曲模块2向未通入气体或通入气体气压较小的气道21方向弯曲，且气压愈大，弯曲模块2弯曲角度愈大；通过各气道21内气压大小的配合不仅可实现某一方向的弯曲角度，而且可实现在三维空间不同方向的转向；通过弯曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿水蛭软体攀爬机器人，其特征在于，包括吸盘(1)、由软质弹性材料制成的弯曲模块(2)及连接于吸盘(1)和弯曲模块(2)之间的连接模块(3)，所述吸盘(1)对称连接于弯曲模块(2)的两端，所述吸盘(1)连通有与充放气机构相连的第一气管(4)；所述弯曲模块(2)内设有若干气道(21)，所述气道(21)均连通有与充放气机构相连的第二气管(5)。

【技术特征摘要】
1.一种仿水蛭软体攀爬机器人，其特征在于，包括吸盘(1)、由软质弹性材料制成的弯曲模块(2)及连接于吸盘(1)和弯曲模块(2)之间的连接模块(3)，所述吸盘(1)对称连接于弯曲模块(2)的两端，所述吸盘(1)连通有与充放气机构相连的第一气管(4)；所述弯曲模块(2)内设有若干气道(21)，所述气道(21)均连通有与充放气机构相连的第二气管(5)。2.根据权利要求1所述的仿水蛭软体攀爬机器人，其特征在于，所述弯曲模块(2)与连接模块(3)过盈配合，所述吸盘(1)与连接模块(3)过盈配合。3.根据权利要求2所述的仿水蛭软体攀爬机器人，其特征在于，所述吸盘(1)的中心线、连接模块(3)的中心线及弯曲模块(2)的中心线位于同一直线。4.根据权利要求2所述的仿水蛭软体攀爬机器人，其特征在于，所述连接模块(3)包括与吸盘(1)过盈配合的第一连接部(31)以及与弯曲模块(2)过盈配合的第二连接部(32)，所述第一连接部(31)和第二连接部(32)之间设有连接板(33)。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维星，谢荣臻，苏满佳，朱海飞，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44