[發明專利]一種形狀自適應攀爬機器人

有效

• 申請號: 201611181843.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108202777B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 劉玉旺;郭良帥;王福華;王遠行;陳吉彪
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 21002 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 汪海<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及爬行機器人技術領域，具體地說是一種形狀自適應攀爬機器人，其中機座的前后端均設有爬行輪、爬行傳動機構和爬行電機，所述爬行輪通過所述爬行電機驅動旋轉，所述爬行電機通過所述爬行傳動機構傳遞轉矩，在所述機座上設有抱持電機和抱持傳動機構，所述抱持傳動機構包括一個齒輪傳動組和多個輸出連桿，所述多個輸出連桿分設于機座兩側，并且所述機座兩側的輸出連桿通過抱持電機驅動同步反向轉動，所述抱持電機通過齒輪傳動組傳遞轉矩，在所述機座兩側均設有抱持機構，所述抱持機構包括多個依次鉸接的肢節，并且所述抱持機構通過所述抱持傳動機構上的輸出連桿驅動變形。本發明具備不同形狀物體自適應抱持攀爬功能，結構輕巧緊湊。

技術領域

本發明涉及爬行機器人技術領域，具體地說是一種形狀自適應攀爬機器人。

背景技術

隨著科技發展，爬行類機器人已經越來越多地應用到工農業生產及科研探索領域，尤其是在復雜危險或人類無法到達的環境下，爬行類機器人已經能夠代替人類完成各種作業。現有技術中，國內外的學者專家研制出了外形多樣及原理各異的攀爬機器人來針對特定環境完成指定的任務，但其結構相對復雜，驅動數目多且控制繁瑣，自適應性較差，使得攀爬機器人的應用受到局限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種形狀自適應攀爬機器人，具備不同形狀物體自適應抱持攀爬功能，結構輕巧緊湊，制造、維護成本低。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種形狀自適應攀爬機器人，包括機座、抱持電機、抱持傳動機構、抱持機構、爬行電機、爬行傳動機構和爬行輪，其中所述機座的前后端均設有爬行輪、爬行傳動機構和爬行電機，所述爬行輪通過所述爬行電機驅動旋轉，所述爬行電機通過所述爬行傳動機構傳遞轉矩，在所述機座上設有抱持電機和抱持傳動機構，所述抱持傳動機構包括一個齒輪傳動組和多個輸出連桿，所述多個輸出連桿分設于機座兩側，并且所述機座兩側的輸出連桿通過所述抱持電機驅動同步反向轉動，所述抱持電機通過所述齒輪傳動組傳遞轉矩，在所述機座兩側均設有抱持機構，所述抱持機構包括多個依次鉸接的肢節，并且所述抱持機構通過所述抱持傳動機構上的輸出連桿驅動變形。

所述抱持傳動機構中的齒輪傳動組包括主動齒輪、惰輪、第一輸出齒輪和第二輸出齒輪，其中主動齒輪安裝在所述抱持電機的輸出軸上，所述主動齒輪同時與所述惰輪和所述第一輸出齒輪嚙合，所述惰輪與所述第二輸出齒輪嚙合，所述兩個輸出齒輪中部均設有傳動軸，所述機座兩側的輸出連桿分設于所述兩個傳動軸上。

所述輸出連桿包括鉸接的第一連桿和第二連桿，其中第一連桿通過所述任一傳動軸驅動擺動，所示第二連桿遠離所述第一連桿一端與抱持機構連接。

所述機座上設有一個電機安裝板，所述抱持電機和各個齒輪均設置于所述電機安裝板上，在所述機座上還設有兩個傳動軸支撐架，所述兩個傳動軸均通過所述傳動軸支撐架和電機安裝板支撐。

所述抱持機構包括首端肢節、中間肢節和末端肢節，所述首端肢節與所述機座側邊鉸接，各個肢節則依次鉸接且各個肢節內部均設有輔助輪，另外在所述首端肢節和中間肢節上均設有驅動連桿架，每個驅動連桿架兩側均設有包含多個連桿的驅動連桿組，且每個驅動連桿架兩側的驅動連桿組最外端分別與相鄰肢節之間的鉸接軸端部鉸接，每個驅動連桿架的動力輸出桿中部均通過彈簧與所在肢節中部連接，所述首端肢節上的第一驅動連桿架通過所述抱持傳動機構中的輸出連桿驅動張合，所述中間肢節上的第二驅動連桿架通過上一肢節上的驅動連桿架驅動張合。

所述第一驅動連桿架兩側的第一動力輸入桿通過推軸相連，所述抱持傳動機構中的輸出連桿與所述第一驅動連桿架上的推軸相連，所述第二驅動連桿架上的第二動力輸入桿呈鈍角狀折彎，且所述第二動力輸入桿的中部折彎處與上一肢節上的驅動連桿架中的動力輸出桿鉸接。

與末端肢節相鄰的中間肢節上的動力輸出桿通過一個擺桿與所述中間肢節和末端肢節(之間的鉸接軸端部相連。