[發明專利]一種氣動肌肉驅動的多邊形結構的攀爬機器人

在審

• 申請號: 201910184140.1
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109895114A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 包世萍;張寧;鮑仲輔;翟小兵;曾德江
• 申請（專利權）人: 廣東機電職業技術學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/10;B25J15/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 官國鵬

本發明涉及一種氣動肌肉驅動的多邊形結構的攀爬機器人，包括多邊形支架、安裝在多邊形支架上的抱爪、輸出端與抱爪連接的驅動件、與多邊形支架連接的第一氣動肌肉；多邊形支架包括至少五個首尾依次鉸接的連接架；抱爪安裝在連接架上，每個連接架上均安裝有抱爪，每兩個相鄰的連接架之間均連接有用于改變多邊形支架內角角度的第一氣動肌肉，驅動抱爪張合的驅動件安裝在抱爪上，相鄰連接架上的抱爪依次交替與攀爬物抱合。本攀爬機器人不僅結構簡單緊湊而且總體質量、體積小，實現了攀爬機器人攀爬動作的靈活性和連續性，提高攀爬效率，可用于解決爬樹、爬桿等難題。

技術領域

本發明涉及一種攀爬機器人，尤其涉及一種氣動肌肉驅動的多邊形結構的攀爬機器人。

背景技術

目前對于人類來說，爬到樹上工作是具有較大的危險性。但是在農業生產、園林管理等場合中，依然存在一些必須爬樹才能完成的工作，如修剪樹枝，采摘果實等。現實生活中，這些工作主要依靠各種爬樹工具輔助人爬到樹上完成，或者出動大型設備，將人抬舉到高處完成。這種工作方式不但非常危險，而且還費時費力。因此，需要設計一種攀爬機器人代替人爬到高處完成各種作業，就可以避免發生的死傷事故，攀爬機器人具有十分重要的實際使用意義。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種氣動肌肉驅動的多邊形結構的攀爬機器人，該攀爬機器人結構簡單、動作靈活，攀爬機器人能代替人類進行爬樹、爬桿等危險的作業。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種氣動肌肉驅動的多邊形結構的攀爬機器人，包括多邊形支架、安裝在多邊形支架上的抱爪、輸出端與抱爪連接的驅動件、與多邊形支架連接的第一氣動肌肉；多邊形支架包括至少五個首尾依次鉸接的連接架；抱爪安裝在連接架上，每個連接架上均安裝有抱爪，每兩個相鄰的連接架之間均連接有用于改變多邊形支架內角角度的第一氣動肌肉，驅動抱爪張合的驅動件安裝在抱爪上，相鄰連接架上的抱爪依次交替與攀爬物抱合。多邊形結構的攀爬機器人能沿著攀爬物往上攀爬。

進一步的是：連接架包括連接板和兩塊相互平行的側板；連接板的兩端分別與兩塊側板固定連接，兩塊側板均與連接板垂直，連接架呈H形，滿足安裝驅動件和第一氣動肌肉的要求。

進一步的是：每個連接架上均設有直軸，直軸穿過兩塊側板且與連接板平行，直軸位于側板的中心線上，第一氣動肌肉的兩端均設有連接銷，連接銷上固定有尼龍繩，第一氣動肌肉的兩端通過尼龍繩分別與兩個相鄰的連接架上的直軸連接，第一氣動肌肉位于多邊形支架內且尼龍繩與直軸的連接點位于直軸的中心，第一氣動肌肉驅動連接架轉動，使得多邊形支架的內角改變，最后使得每個連接架上的抱爪依次交替與攀爬物抱合，實現攀爬。

進一步的是：連接架上還設有支架組，支架組包括兩個對稱分布在連接板兩端的側板上的支架；抱爪包括兩條圓弧爪；兩條圓弧爪分別鉸接在兩個支架上，圓弧爪的抱合端位于多邊形支架的外部，圓弧爪可以抱緊不同大小的樹干、桿等柱狀的攀爬物。

進一步的是：驅動件包括彈簧、第二氣動肌肉、鋼絲繩；兩塊側板上均設有通槽，其中一條圓弧爪穿過其中一個側板的通槽與彈簧的一端連接，另一條圓弧爪穿過另一個側板的通槽與彈簧的另一端連接，第二氣動肌肉的兩端均通過鋼絲繩分別與兩條圓弧爪連接，其中一條圓弧爪與其中一個支架形成第一鉸接點，其另一條圓弧爪與另一個支架形成第二鉸接點，彈簧和第二氣動肌肉分居第一鉸接點與第二鉸接點的連線的兩側，第二氣動肌肉驅動抱爪抱合，第二氣動肌肉釋放氣體時，彈簧可以使抱爪張開。

進一步的是：每個連接架上的支架組、抱爪、驅動件均有兩個，兩個抱爪以直軸為中心分居連接架的兩端，兩個抱爪可以增加抱合的力量，使得攀爬更加穩定，同時也不會因為抱爪過多導致整個攀爬機器人的重量過重。

進一步的是：連接架還包括底板；底板與連接板平行，驅動件位于底板和連接板之間，底板將驅動件分隔開，避免攀爬過程中驅動件與攀爬物接觸。