[發(fā)明專利]一種適用于飛行棲附機(jī)器人的抓取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010340820.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN111483605B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柏龍;王浩;陳曉紅;鄧玉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B64D47/00
• 分類號(hào): B64D47/00;B64U10/14;B25J15/10;B64U101/47;B64U101/56;B64U101/00
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44646
• 代理人: 林鵬

本發(fā)明公開了一種適用于飛行棲附機(jī)器人的抓取裝置，包括抓手驅(qū)動(dòng)裝置、變位驅(qū)動(dòng)裝置和圍繞所述抓手驅(qū)動(dòng)裝置分布的多個(gè)手指組件；所述手指組件包括手指座和鉸接于所述手指座的手指體；所述抓手驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)電動(dòng)推桿輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所述推桿通過(guò)滑塊搖桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述手指體擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)抓手的張開與閉合；所述變位驅(qū)動(dòng)裝置采用齒輪相互嚙合驅(qū)動(dòng)所述手指組件繞推桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；搭載本抓手的無(wú)人機(jī)能夠抓附在具有不同形狀，不同表面的物體上，同時(shí)本抓手功耗低、噪聲小和可控性好，可克服現(xiàn)有無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短、隱蔽性差、巡檢效率低等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及無(wú)人機(jī)附屬部件領(lǐng)域，具體涉及一種適用于飛行棲附機(jī)器人的抓取裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。

背景技術(shù)

在消防救援，搜索救援，環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域都需要收集環(huán)境信息，而采用人工進(jìn)行巡檢非常危險(xiǎn)，而且效率低，實(shí)時(shí)性差，無(wú)人巡檢具有成本低、效益高和隱蔽性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，更為適合擔(dān)當(dāng)起環(huán)境巡檢這一重任。相較于地面移動(dòng)機(jī)器人存在著機(jī)動(dòng)性與作業(yè)范圍受限的問題，空中無(wú)人巡檢具有作業(yè)范圍廣、效率高、無(wú)時(shí)域限制、控制靈活等優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)有無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)普遍存在續(xù)航能力低、易暴露，無(wú)法停靠等問題，極大地影響了效率。為此，研制便于攜帶、可吸附停靠(如樹木、墻壁等)的微型無(wú)人巡檢系統(tǒng)可以從根本上解決續(xù)航能力差、巡檢效率低等問題，對(duì)提升巡檢能力具有極其重要的實(shí)用價(jià)值和科學(xué)意義。

為提高無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力和作業(yè)能力，目前公認(rèn)比較可行的解決辦法就是讓無(wú)人機(jī)能夠停附，以維持長(zhǎng)時(shí)間有效作業(yè)的能力。因此設(shè)計(jì)一種能適應(yīng)不同表面，不同形狀且具有一定負(fù)載能力的抓手結(jié)構(gòu)對(duì)于飛行抓附的成功具有重要意義。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種無(wú)人機(jī)的仿生抓手結(jié)構(gòu)，通過(guò)研究自然界不同鳥類的腳爪特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款具有主動(dòng)變形、柔順貼合特點(diǎn)的抓手，該抓手能夠較好適應(yīng)自然環(huán)境中的復(fù)雜吸附對(duì)象(樹干、崖壁等)。同時(shí)，具有功耗低、噪聲小和可控性好等特點(diǎn)，可克服無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)續(xù)航時(shí)間短、隱蔽性差、效率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種可用于無(wú)人機(jī)巡檢領(lǐng)域的，安裝在無(wú)人機(jī)上部的抓取結(jié)構(gòu)，使無(wú)人機(jī)能夠抓附在具有不同形狀，不同表面的物體上，同時(shí)該裝置功耗低、噪聲小和可控性好，可克服續(xù)航時(shí)間短、隱蔽性差、巡檢效率低等問題。

本發(fā)明的用于無(wú)人機(jī)抓附的抓手，包括抓手驅(qū)動(dòng)裝置、變位驅(qū)動(dòng)裝置和圍繞所述抓手驅(qū)動(dòng)裝置分布的多個(gè)手指組件；

所述手指組件包括手指座和鉸接于所述手指座的手指體；

所述抓手驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)一推桿輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所述推桿通過(guò)滑塊搖桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述手指體擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)抓手的張開與閉合；

所述變位驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)所述手指組件繞推桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；

進(jìn)一步，所述手指座包括外套于所述爪手驅(qū)動(dòng)裝置的座圈、固定于所述座圈的支撐臂以及設(shè)置于所述支撐臂上用于與所述手指體鉸接的手指支架；

進(jìn)一步，所述手指體包括高彈性金屬制作的筋條、設(shè)置于所述筋條內(nèi)側(cè)面的柔性貼合條以及設(shè)置于所述筋條外端的棘刺；所述柔性貼合條為具有多孔結(jié)構(gòu)的硅膠條；

進(jìn)一步，所述手指體還包括固定于所述筋條內(nèi)端并與手指支架鉸接的鉸接件、外套于所述推桿的驅(qū)動(dòng)環(huán)以及鉸接于所述驅(qū)動(dòng)環(huán)與鉸接件之間的連桿；所述驅(qū)動(dòng)環(huán)、連桿和鉸接件共同形成所述滑塊搖桿機(jī)構(gòu)；

進(jìn)一步，所述變位驅(qū)動(dòng)裝置包括固定于抓手驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)部的電機(jī)，所述電機(jī)可通過(guò)齒輪副帶動(dòng)所述手指組件手指座繞推桿軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；

進(jìn)一步，所述齒輪副包括固定于所述電機(jī)輸出軸的主動(dòng)齒輪以及形成于所述手指座的座圈外側(cè)壁的扇形齒部；

進(jìn)一步，所述手指座的支撐臂外端形成有筒體，所述筒體內(nèi)設(shè)有連接柱；所述手指支架固定于連接柱的上端，連接柱外套有壓縮于其下端與筒體下端面之間的彈簧；

進(jìn)一步，所述手指組件為三個(gè)；所述抓手驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)推桿。