CN102826136B - 一种带绳式越障机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带绳式越障机器人，包括机器人壳体，所述机器人壳体为一柱状异形体，且在所述机器人壳体上设置行走机构和带绳式越障机构，一底盘固定在所述机器人壳体上，所述底盘上固定设置带绳式越障机构。本发明的有益效果：通过带绳式越障方式，在保持轮式快速行进的优点的同时，极大地提高了机器人的越障能力，使机器人可以越过数倍甚至数十倍于自身尺寸的障碍物、稳定性好，不易出现倾倒的状况，且对着陆地形没有特殊要求。

Description

一种带绳式越障机器人

技术领域

本发明涉及一种越障机器人，尤其涉及一种带绳式越障机器人。

背景技术

轮式移动以及仿生爬行或步行方式的机器人在有障碍的复杂环境下，如救援、军事侦察以及反恐等领域中通常无法满足实际需要，而绳式越障机器人可以越过数倍甚至数十倍于自身尺寸的障碍物,特别适合于有障碍物的复杂环境，其在现实生活及科学研究中均有广阔的应用前景。

目前的越障机器人主要有弹跳式机器人、履带机器人、弧形轮式机器人等。履带机器人和弧形轮式机器人越障能力与自身尺寸相关，不能越过数倍于自身尺寸的障碍物。弹跳式机器人虽然可以越过较大障碍物，但其控制困难，且对着陆点要求高，一旦摔倒无法站起，起跳瞬间功耗大。

发明内容

本发明克服现有技术中越障机器人越障能力有限、移动速度有限，或者控制困难、功耗高等不住等问题，提供一种带绳式越障机器人。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种带绳式越障机器人，包括机器人壳体，所述机器人壳体为一柱状异形体，且在所述机器人壳体上设置行走机构，一底盘固定在所述机器人壳体上，所述底盘上固定设置带绳式越障机构。

所述带绳式越障机构包括发射腔、步进电机、绳子、发射杆；其中所述底盘的中心处设置过线孔，三个所述发射腔均围绕在所述过线孔旁且固定在所述底盘上，每个所述发射腔的内部固定发射线圈，所述底盘的底部固定三个所述步进电机，每个所述步进电机的轴上缠绕所述绳子，所述绳子的一端缠绕在所述步进电机的轴上，另一端穿过所述发射腔并与所述发射杆的端部连接，所述发射杆的另一端固定连接一压电片，所述压电片的表面固定仿壁虎脚。

所述行走机构包括电机、行走轮、舵机和支撑臂，所述机器人壳体的每端均固定所述电机，每个所述电机的轴端均安装所述行走轮；所述底盘的底部两端均固定舵机，每个所述舵机上均固定所述支撑臂。

作为本发明的进一步改进在于：所述发射杆呈中空状，所述绳子的内部设有两根导线且穿过所述发射杆与所述压电片连接。

作为本发明的进一步改进在于：所述仿壁虎脚的表面为纳米级的纤毛阵列。

作为本发明的进一步改进在于：所述底盘的底部一侧固定设置配重块。

本发明的工作原理是：在地面行走阶段：启动电机驱动机器人前进和后退，当两边的电机速度不同时可实现转向；在越障阶段，机器人停止运动，支撑臂向内摆动直至撑到地面，通过使发射线圈通电对发射杆产生推力，这样发射杆射出，由于仿壁虎脚的表面为纳米级的纤毛阵列，具有很强的吸附力，仿壁虎脚接触到天花板后就会粘上上面，控制步进电机转动收回绳子就可以将机器人吊起，通过控制每根绳子各自的长度可以控制机器人着陆的地点，这样就可以使机器人在空中越过障碍物。机器人着陆后，对压电片通电，压电片翘曲，从而使仿壁虎脚脱离天花板。压电片断电后，又恢复到平整状态；步进电机转动将绳子收回，直至发射杆回到发射腔内。

本发明的有益效果：通过带绳式越障方式，在保持轮式快速行进的优点的同时，极大地提高了机器人的越障能力，使机器人可以越过数倍甚至数十倍于自身尺寸的障碍物。同时由于在越障启动阶段，弹出的仅仅为小块物体，所以功耗小且本发明中的带绳式越障机器人重心低，所以稳定性好，不易出现倾倒的状况，且对着陆地形没有特殊要求。

附图说明

图1是本发明带绳式越障机器人的整体结构示意图；

图2是图1中绳子末端机构断电时的局部图；

图3是图1中绳子末端机构通电时的局部图；

图4是底盘上侧的零件布置图；

图5是底盘下侧的零件布置图；

其中1-发射杆、2-绳子、3-行走轮、4-电机、5-底盘、6-舵机、7-支撑臂、8-步进电机、9-机器人壳体、10-发射腔、11-发射线圈、12-压电片、13-仿壁虎脚、14-配重块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

如图1、2、3、4、5所示：本实施例的一种带绳式越障机器人，包括机器人壳体9，所述机器人壳体9为一柱状异形体，且在所述机器人壳体9上设置行走机构，一底盘5固定在所述机器人壳体9上，所述底盘5上固定设置带绳式越障机构，其中底盘5的底部一侧固定设置配重块14。

如图1、2、3、4、5所示：所述带绳式越障机构包括发射腔10、步进电机8、绳子2、发射杆1；其中所述底盘5的中心处设置过线孔，三个所述发射腔10均围绕在所述过线孔旁且固定在所述底盘5上，每个所述发射腔10的内部固定发射线圈11，所述底盘5的底部固定三个所述步进电机8，每个所述步进电机8的轴上缠绕所述绳子2，所述绳子2的一端缠绕在所述步进电机8的轴上，另一端穿过所述发射腔10并与所述发射杆1的端部连接，所述发射杆1的另一端固定连接一压电片12，所述压电片12的表面固定仿壁虎脚13。所述仿壁虎脚13的表面为纳米级的纤毛阵列。

本实施例所述发射杆1呈中空状，所述绳子2的内部设有两根导线且穿过所述发射杆1与所述压电片12连接。

如图1、4、5所示：所述行走机构包括电机4、行走轮3、舵机6和支撑臂7，所述机器人壳体9的每端均固定所述电机4，每个所述电机4的轴端均安装所述行走轮3；所述底盘5的底部两端均固定舵机6，每个所述舵机6上均固定所述支撑臂7。

本实施例是一种带绳式越障机器人在工作过程包括地面行走和越障两个阶段分别实现机器人的地面行走及越障的功能。

在地面行走阶段，电机4启动后，可以驱动机器人前进和后退，如果两边的电机4速度不同则可以实现转向。

在越障阶段，机器人停止运动，支撑臂7向内摆，直至撑到地面。使发射线圈11通电，对发射杆1产生推力，将发射杆1射出。仿壁虎脚13的表面为纳米级的纤毛阵列，具有很强的粘附力；仿壁虎脚13接触到天花板后就会粘在上面，控制步进电机8转动收回绳子2就可以将机器人吊起，通过控制三根绳子2各自的长度可以控制机器人着陆的地点，这样就可以使机器人在空中越过障碍物。当机器人着陆后，对压电片12通电，如图3所示，压电片12翘曲，从而使仿壁虎脚13脱离天花板。当压电片12断电后，如图2所示，所述压电片12又恢复到平整状态。步进电机8转动将绳子2收回，直至发射杆1回到发射腔10内。

本实施例的有益效果是：带绳式越障机器人重心低，稳定性好，不易出现倾倒的状况，且对着陆地形没有特殊要求，使用操作方便。

Claims (1)

1.一种带绳式越障机器人，包括机器人壳体（9），其特征在于：所述机器人壳体（9）为一柱状异形体，且在所述机器人壳体（9）上设置行走机构，所述行走机构包括电机（4）、行走轮（3）、舵机（6）和支撑臂（7），所述机器人壳体（9）的每端均固定所述电机（4），每个所述电机（4）的轴端均安装所述行走轮（6）；所述底盘（5）的底部两端均固定舵机（6），每个所述舵机（6）上均固定所述支撑臂（7），一底盘（5）固定在所述机器人壳体（9）上，所述底盘（5）上固定设置带绳式越障机构；其中所述带绳式越障机构包括发射腔（10）、步进电机（8）、绳子（2）、发射杆（1）；其中所述底盘（5）的中心处设置过线孔，三个所述发射腔（10）均围绕在所述过线孔旁且固定在所述底盘（5）上，每个所述发射腔（10）的内部固定发射线圈（11），所述底盘（5）的底部固定三个所述步进电机（8），每个所述步进电机（8）的轴上缠绕所述绳子（2），所述底盘（5）的底部一侧固定设置配重块（14），所述绳子（2）的一端缠绕在所述步进电机（8）的轴上，另一端穿过所述发射腔（10）并与所述发射杆（1）的端部连接，所述发射杆（1）的另一端固定连接一压电片（12），所述压电片（12）的表面固定仿壁虎脚（13），所述仿壁虎脚（13）的表面为纳米级的纤毛阵列，所述发射杆（1）呈中空状，所述绳子（2）的内部设有两根导线且穿过所述发射杆（1）与所述压电片（12）连接。