CN106828653A - 一种无线控制气动仿生爬行机器狗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线控制气动仿生爬行机器狗，主要包括支架和连接件，所述支架分为左右两个完全相同的结构；支架采用双层板体框架结构，在两层板体之间安装电磁换向阀，在两层板体周围使用连杆进行上下连接；两个支架之间通过连接件进行活动连接；在两个支架的上层板同一侧安装转向单元；在支架的下层板底部平行固定安装大腿气缸A和大腿气缸B，大腿气缸A的活动端与小腿气缸A相连，小腿气缸A与大腿气缸A呈垂直状态，在小腿气缸A的底部垂直固接脚掌A；大腿气缸B的活动端与小腿气缸B相连，小腿气缸B与大腿气缸B呈垂直状态，在小腿气缸B的底部垂直固接脚掌B。本发明具有结构简单、使用率高、转向方便等优点。

Description

一种无线控制气动仿生爬行机器狗

技术领域

本发明涉及气动控制领域，尤其是一种气动控制仿生爬行装置。

背景技术

目前，随着工业的发展、机电液一体化技术水平的提高，移动机器人纷纷投入市场，为人们的生活提供了更多便利。爬行机器人按仿生学角度来分可分为螳螂式爬行机器人、蜘蛛式爬行机器人、蛇形机器人、尺蠖式爬行机器人等；按驱动方式来分可分为：气动爬行机器人、电动爬行机器人和液压驱动爬行机器人等；按工作空间来分可分为：管道爬行机器人、壁面爬行机器人和球面爬行机器人等；按行走方式可分为：轮式、履带式、蠕动式等。爬行机器狗也属于一种移动机器人，但目前市场上的爬行机器狗结构复杂，使用率低。因此，开发出可以实际应用的机器人将成为今后的一个发展趋势,特别是在一些人类不易到达的地方或不容易做的事情，机器人的应用起到了十分重要的作用。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于四连杆机构和并联机构的腿足式机器狗与生物原型相似度极高，且负载能力强，可实现多方位移动，运动灵活的无线控制气动仿生爬行机器狗。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括支架和连接件，所述支架分为左右两个，且两个支架为完全相同的结构；支架采用双层板体框架结构，在两层板体之间安装电磁换向阀，在两层板体周围使用连杆进行上下连接；两个支架之间通过连接件进行活动连接；在两个支架的上层板同一侧安装转向单元，且转向单元的两端分别与两个支架铰链连接；在支架的下层板底部平行固定安装大腿气缸A和大腿气缸B，大腿气缸A的活动端与小腿气缸A相连，小腿气缸A与大腿气缸A呈垂直状态，在小腿气缸A的底部垂直固接脚掌A；大腿气缸B的活动端与小腿气缸B相连，小腿气缸B与大腿气缸B呈垂直状态，在小腿气缸B的底部垂直固接脚掌B；大腿气缸A、B均与电磁换向阀相连，所述转向单元、电磁换向阀、大腿气缸A、小腿气缸A均由电气控制系统进行控制。

进一步的，所述大腿气缸和小腿气缸均为双轴气缸。

进一步的，所述连接件由四根连接钢片和三根连接螺栓组成，在两个支架的相向端分别上下对称安装一组连接钢片，在一组连接钢片的顶端通过螺栓与另一组连接钢片进行活动连接。

进一步的，所述脚掌为长方板体结构，且在底面附有防滑层。

进一步的，所述转向单元由两个转向气缸组成，两个转向气缸的缸体末端分别与两个支架进行铰链连接，两个转向气缸的活塞杆末端固定连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：结构简单、使用率高、转向方便、稳定性高。

附图说明

图1是本发明的结构简图。

附图标号：1—支架；2—电磁换向阀；3—大腿气缸A；4—小腿气缸A；5—小腿气缸B；6—脚掌A；7—大腿气缸B；8—脚掌B；9—连接件；10—转向单元。11—大腿气缸C、12—大腿气缸D、13—小腿气缸C、14—小腿气缸D。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的本发明的结构简图中，本发明主要包括支架1和连接件9，所述支架分为左右两个，且两个支架为完全相同的结构；支架采用双层板体框架结构，在两层板体之间安装电磁换向阀2，在两层板体周围使用连杆进行上下连接；两个支架之间通过连接件进行活动连接；在两个支架的上层板同一侧安装转向单元10，且转向单元的两端分别与两个支架铰链连接；在支架A的下层板底部平行固定安装大腿气缸A3和大腿气缸B7，大腿气缸A的活动端与小腿气缸A4相连，小腿气缸A与大腿气缸A呈垂直状态，在小腿气缸A的底部垂直固接脚掌A6；大腿气缸B的活动端与小腿气缸B5相连，小腿气缸B与大腿气缸B呈垂直状态，在小腿气缸B的底部垂直固接脚掌B8；大腿气缸A、B均与电磁换向阀相连，所述转向单元、电磁换向阀、大腿气缸A、小腿气缸A均由电气控制系统进行控制。

在支架B的下层板底部平行固定安装大腿气缸C11和大腿气缸D12，大腿气缸C的活动端与小腿气缸C13相连，在小腿气缸C的底部垂直固接脚掌C；大腿气缸D的活动端与小腿气缸D14相连，在小腿气缸D的底部垂直固接脚掌D。

进一步的，所述大腿气缸和小腿气缸均为双轴气缸，可以防止转动并允许承受一定径向力。

进一步的，所述连接件由四根连接钢片和三根连接螺栓组成，在两个支架的相向端分别上下对称安装一组连接钢片，在一组连接钢片的顶端通过螺栓与另一组连接钢片进行活动连接。

进一步的，所述脚掌为长方板体结构，且在底面附有防滑层。

进一步的，所述转向单元由两个转向气缸组成，两个转向气缸的缸体末端分别与两个支架进行铰链连接，两个转向气缸的活塞杆末端固定连接。

四个小腿气缸中处于对角线位置的两个气缸同步动作，在完成起步动作后，四个大腿气缸中处于行走步态同侧的两个气缸同步动作。大腿气缸控制前进后退动作，小腿气缸控制抬起落下动作。

如图1所示，假设左端支架为机器狗头部，则无线控制气动仿生爬行机器狗三种输出步态如下：

初始步态：小腿气缸全部缩回，大腿气缸全部缩回，转向气缸一缸伸出一缸缩回。

前进时的步态：

起步动作：小腿气缸B、小腿气缸C同时伸出→大腿气缸A伸出→小腿气缸B、小腿气缸C同时缩回→小腿气缸A、小腿气缸D同时伸出→大腿气缸C伸出→小腿气缸A、小腿气缸D同时缩回。

行走动作：小腿气缸A、小腿气缸D同时伸出→大腿气缸A、大腿气缸C同时缩回，与此同时，大腿气缸B、大腿气缸D同时伸出。由于脚掌与地面有摩擦力，支架在大腿气缸A、大腿气缸D带动下向前运动，进而小腿气缸B、小腿气缸C同时伸出→小腿气缸A、小腿气缸D同时缩回→大腿气缸B、大腿气缸C同时缩回，与此同时，大腿气缸A、大腿气缸C同时伸出，由于脚掌与地面有摩擦力，支架在大腿气缸B、大腿气缸C带动下向前运动。如此循环往复。

后退时的步态：

起步动作：小腿气缸B、小腿气缸C同时伸出→大腿气缸D伸出→小腿气缸B、小腿气缸C同时缩回→小腿气缸A、小腿气缸D同时伸出→大腿气缸B伸出→小腿气缸A、小腿气缸D同时缩回。

行走动作：小腿气缸A、小腿气缸D同时伸出→大腿气缸A、大腿气缸C同时伸出，与此同时，大腿气缸B、大腿气缸D同时缩回。由于脚掌与地面有摩擦力，支架在大腿气缸A、大腿气缸D带动下向后运动，进而小腿气缸B、小腿气缸C同时伸出→小腿气缸A、小腿气缸D同时缩回→大腿气缸B、大腿气缸D同时伸出，与此同时，大腿气缸A、大腿气缸C同时缩回，由于脚掌与地面有摩擦力，支架在大腿气缸B、大腿气缸C带动下向后运动。如此循环往复。

转向气缸在前进后退时一缸伸出一缸缩回，左转时两缸均伸出，右转时两缸均缩回。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种无线控制气动仿生爬行机器狗，主要包括支架和连接件，其特征在于：所述支架分为左右两个，且两个支架为完全相同的结构；支架采用双层板体框架结构，在两层板体之间安装电磁换向阀，在两层板体周围使用连杆进行上下连接；两个支架之间通过连接件进行活动连接；在两个支架的上层板同一侧安装转向单元，且转向单元的两端分别与两个支架铰链连接；在支架的下层板底部平行固定安装大腿气缸A和大腿气缸B，大腿气缸A的活动端与小腿气缸A相连，小腿气缸A与大腿气缸A呈垂直状态，在小腿气缸A的底部垂直固接脚掌A；大腿气缸B的活动端与小腿气缸B相连，小腿气缸B与大腿气缸B呈垂直状态，在小腿气缸B的底部垂直固接脚掌B；大腿气缸A、B均与电磁换向阀相连，所述转向单元、电磁换向阀、大腿气缸A、小腿气缸A均由电气控制系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种无线控制气动仿生爬行机器狗，其特征在于：所述大腿气缸和小腿气缸均为双轴气缸。

3.根据权利要求1所述的一种无线控制气动仿生爬行机器狗，其特征在于：所述连接件由四根连接钢片和三根连接螺栓组成，在两个支架的相向端分别上下对称安装一组连接钢片，在一组连接钢片的顶端通过螺栓与另一组连接钢片进行活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种无线控制气动仿生爬行机器狗，其特征在于：所述脚掌为长方板体结构，且在底面附有防滑层。

5.根据权利要求1所述的一种无线控制气动仿生爬行机器狗，其特征在于：所述转向单元由两个转向气缸组成，两个转向气缸的缸体末端分别与两个支架进行铰链连接，两个转向气缸的活塞杆末端固定连接。