[發明專利]一種伺服驅動變胞式步進爬樹監控探測機器人

在審

• 申請號: 201710182444.5
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107097865A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 王汝貴;袁吉偉;孫家興;黃慕華;陳輝慶
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司45104
• 代理人: 黃永校

技術領域

本發明涉及機器人設計領域，特別是一種伺服驅動變胞式步進爬樹監控探測機器人。

背景技術

隨著經濟社會發展，監控探測設備在探測火災、保護財產安全、維護社會治安穩定方面應用日益廣泛，傳統監控探測設備需要安裝架設，存在布線、供電復雜等問題，而且多為固定安裝，因此工作不便，監控探測范圍有限，特別是在野外復雜環境下，問題更加突出。

機器人技術水平的不斷提高，仿生機器人的應用漸為廣泛，其中仿生爬樹機器人的應用在樹木整枝、病害防治、蟲害防治、果實采摘、野外監控探測等方面也日益增多，因此將仿生爬樹機器人應用于監控探測，可以克服現有技術缺點。

中國專利ZL2012103468033公開了一種四足攀爬機器人，該機器人利用自重自鎖，而且每個抱緊臂都安裝三個電機，驅動較復雜，總體運動速度也較慢，不具適用性。

伺服電機采用閉環控制，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，可以根據外界反饋進行實時調整，實現對速度、位置等精確控制，且速度響應快，運行穩定，因此將伺服電機應用于爬樹監控探測機器人，可以更好的滿足工作要求。

目前，未見有驅動簡單，爬樹可靠安全，能適應不同粗細、形狀樹木，移動性能好、工作范圍大，能靈活方便進行監控探測，控制精度高、工作穩定的伺服驅動爬樹監控探測機器人。

發明內容

本發明的目的是提供一種伺服驅動變胞式步進爬樹監控探測機器人，它能克服現有監控探測設備的不足，伺服電機單獨驅動時，便能實現復雜爬樹抱樹運動，驅動簡單；機械腿與樹干有傾斜角度，利用驅動力便可實現鎖死，爬樹工作安全可靠；機器人爬樹過程中，轉換自由度，可以改變抱緊角度，實現機器人靈活適應樹木直徑的變化；模擬動物身體構造，使爬樹監控探測機器人靈活適應不同形狀樹木；多自由度監控探測系統與與爬樹機器人結合，移動性能好、工作范圍大，可以靈活方便完成野外監控探測工作；采用伺服電機驅動響應迅速，控制精確，通過編程獲得高程度柔性輸出，工作穩定。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：一種伺服驅動變胞式步進爬樹監控探測機器人，包括伺服驅動機械腿裝置、監控探測系統和機架桿組件，具體結構和連接關系為：

所述伺服驅動機械腿裝置包括第一伺服驅動機械腿裝置、第二伺服驅動機械腿裝置、第三伺服驅動機械腿裝置和第四伺服驅動機械腿裝置，所述第一伺服驅動機械腿裝置包括驅動搖桿、從動搖桿、連桿、機械腿伺服驅動電機、連接架、滑套、滑套驅動液壓缸、機械腿驅動液壓缸、機械腿、固定爪、弧形限位滑槽和滾動軸承，驅動搖桿一端與連桿鉸接，另一端與機械腿伺服驅動電機固定連接，機械腿伺服驅動電機與第一桿相連，并驅動驅動搖桿相對第一桿轉動，從動搖桿一端與連桿鉸接，另一端與第一桿鉸接，連接架既與連桿通過鉸鏈連接，又與滑套通過圓柱副連接，還與機械腿驅動液壓缸連接，所述滑套與滑套驅動液壓缸連接，所述機械腿驅動液壓缸與機械腿連接，所述滑套驅動液壓缸與第一桿鉸接，所述固定爪與連接架固定連接，所述從動搖桿下方安裝了滾動軸承，滾動軸承在弧形限位滑槽內運動，弧形限位滑槽固定在第一桿下方，第二伺服驅動機械腿裝置、第三伺服驅動機械腿裝置和第四伺服驅動機械腿裝置與第一伺服驅動機械腿裝置結構及連接關系相同；

所述監控探測系統包括第一監控探測系統和第二監控探測系統，所述第一監控探測系統包括轉動座、伸縮桿、二級伸縮桿、監控探測器、監控探測系統第一液壓缸、監控探測系統第二液壓缸和監控探測系統第三液壓缸，所述伸縮桿與轉動座連接，二級伸縮桿一端在伸縮桿內滑動，另一端與監控探測器連接，所述監控探測系統第一液壓缸一端與轉動座鉸接，另一端與伸縮桿鉸接，所述監控探測系統第二液壓缸一端與伸縮桿鉸接，另一端與二級伸縮桿鉸接，所述監控探測系統第三液壓缸一端與二級伸縮桿鉸接，另一端與監控探測器鉸接，第二監控探測系統與第一監控探測系統結構及連接關系相同；