一种变径自适应越障攀爬机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105947010A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610556991.0(22)申请日2016.07.12(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区朝晖六区潮王路18号(72)发明人计时鸣杨华锋陈国达陈洋温祥青张书豹(74)专利代理机构杭州浙科专利事务所(普通合伙)33213代理人吴秉中(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图8页(54)发明名称一种变径自适应越障攀爬机器人(57)摘要本发明公开了一种变径自适应越障攀爬机器人，包括机身、环抱机构和攀爬机构，机身包括第一单组机身、第二单组机身，第一单组机身和第二单组机身上均设有两条并列设置的弧形导向槽，单组机身上的环抱机构设有两个，两个环抱机构相互之间反向设置且分别与一条导向槽同轴配合并通过齿轮齿条驱动，攀爬机构设置在环抱机构上；本发明通过设置两组机身，每组机身上的两组环抱机构与攀爬机构相结合，在多组柔性关节和弹簧的共同作用下，可以实现在±200mm高度障碍上进行越障，通过履带式的攀爬机构，使得攀爬机器人在杆件上攀爬迅速，同时几组环抱机构分别工作，可以快速的进行障碍的翻越，适应性强，速度很快，负载能力很强，减少中间复杂的控制步骤。CN105947010ACN105947010A权利要求书1/3页1.一种变径自适应越障攀爬机器人，其特征在于：包括机身(49)、环抱机构(50)和攀爬机构(51)，所述机身(49)包括第一单组机身(68)、第二单组机身(69)、第一机身连接块(70)、第二机身连接块(71)、机身连接轴(72)和机身弹簧(73)，所述第一机身连接块(70)固定在所述第一单组机身(68)上，所述第二机身连接块(71)固定在所述第二单组机身(69)上，所述第一机身连接块(70)和第二机身连接块(71)通过机身连接轴(72)铰接，所述机身弹簧(73)位于所述机身连接轴(72)的正下方，且机身弹簧(73)的两端分别固定在所述第一单组机身(68)和第二单组机身(69)上；所述第一单组机身(68)和第二单组机身(69)上均设有两条并列设置的弧形的导向槽(52)，每个单组机身上的环抱机构(50)均设有两个，两个环抱机构(50)相互之间反向设置且分别与一条导向槽(52)同轴配合，所述攀爬机构(51)设置在所述环抱机构(50)上；所述环抱机构(50)包括驱动机构、环抱执行机构和环抱施力机构，所述驱动机构包括箱体(1)、步进电机(2)、联轴器(3)、后轴承座(4)、前轴承座(5)、蜗杆(6)、不完全蜗轮(7)、蜗轮转轴(8)、主推杆(9)、推杆转轴(10)和卡簧，所述步进电机(2)固定在箱体(1)的后端，步进电机(2)通过联轴器(3)连接所述蜗杆(6)的一端，蜗杆(6)的前后两端分别通过轴承固定在前轴承座(5)和后轴承座(4)上，所述前轴承座(5)和后轴承座(4)均固定在所述箱体(1)内部，所述步进电机(2)的转轴、联轴器(3)、蜗杆(6)、后轴承座(4)和前轴承座(5)的轴心位于同一条直线上；所述不完全蜗轮(7)通过蜗轮转轴(8)铰接在所述箱体(1)上，所述不完全蜗轮(7)与所述蜗杆(6)啮合，所述不完全蜗轮(7)与其轴向垂直的中心面与箱体(1)的中心面重合，不完全蜗轮(7)的两侧均通过卡簧进行约束，所述不完全蜗轮(7)上还安装有推杆转轴(10)，所述主推杆(9)的后端通过所述推杆转轴(10)铰接在所述不完全蜗轮(7)上；所述环抱执行机构包括第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)、第四关节(14)、第一关节转轴(15)、第二关节转轴(16)、第三关节转轴(17)和第四关节转轴(18)，所述箱体(1)的前端和第一关节(11)的前端通过第一关节转轴(15)铰接，所述第一关节(11)的后端和第二关节(12)的前端通过第二关节转轴(16)铰接，所述第二关节(12)的后端和第三关节(13)的前端通过第三关节转轴(17)铰接，所述第三关节(13)的后端和第四关节(14)的前端通过第四关节转轴(18)铰接；所述第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和第四关节(14)均由关节左侧板(19)、关节右侧板(20)和间隔柱(21)构成，关节左侧板(19)通过均布的多个间隔柱(21)与关节右侧板(20)固定连接；所述关节左侧板(19)和关节右侧板(20)的中心位置均开设有幺型孔滑槽(22)；所述环抱施力机构包括第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)、第三后推杆轴(28)、第一受力轴(29)、第二受力轴(30)、第三受力轴(31)、第四受力轴(32