CN108297963A - 具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，包括机体和设置在机体上的六个行走支脚，所述行走支脚包括主臂、次臂以及足部，所述主臂的一端通过舵机与机体连接，所述次臂的一端与主臂相对于机体的另一端通过舵机连接，所述足部与次臂相对于主臂的另一端固定连接，所述足部包括连接部和尖端部，所述连接部呈长条状，一端与次臂的端部固定连接，另一端与尖端部固定连接，所述尖端部上设有吸盘装置，所述吸盘装置与连接部与次臂之间的舵机以及主臂与机体之间的舵机联动。本发明的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，通过吸盘装置的设置，便可有效的在机器人行走的过程中有效的吸附和放开地面，如此能够有效的避免行走打滑的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人，更具体的说是涉及一种具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人。
背景技术
如今，足式机器人应用领域非常广泛，由于其在行走过程中与地面的非连续接触特性表现出了很强的适应性，尤其在有障碍物的通道上或很难接近的工作场地上表现出色，所以在勘探、救援方面发展前景广阔。
六足机器人是足式机器人的一种，其具有6个自由度较高的足部以及一个机体组成，由于其6个足部之间都具有较高的自由度，因而六足机器人相比与两足或是四足的机器人具有更强的地形适应能力，以及更加稳定的行走过程，所以目前6足机器人在市面上的使用十分的广阔，而现有的六足机器人的足部基本包括两个前足、两个后足以及两个中间足，在行走的过程中每个足都可以做独立的行走动作，如此来实现六足机器人的行走，而六足机器人在行走的过程中每个足是独立动作的，因此每个足施加到地面上的力量是非常大的，所以很容易出现打滑的问题，因而现有的六足机器人足部末端都是采用尖端结构设计，最多是在尖端结构上套接一个防滑橡胶块，利用防滑橡胶块增加足部与外部地面之间的摩擦力，然而就算是这种方式，在遇到较为光滑的地面上或是地面上有液体的时候，六足机器人也很容易出现打滑的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种在行走的过程中不容易出现打滑的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，包括机体和设置在机体上的六个行走支脚，所述行走支脚包括主臂、次臂以及足部，所述主臂的一端通过舵机与机体连接，所述次臂的一端与主臂相对于机体的另一端通过舵机连接，所述足部与次臂相对于主臂的另一端固定连接，所述足部包括连接部和脚部，所述连接部呈长条状，一端与次臂的端部固定连接，另一端与脚部固定连接，所述脚部上设有吸盘装置，所述吸盘装置与连接部与次臂之间的舵机以及主臂与机体之间的舵机联动，当连接部与次臂之间的舵机驱动连接部朝向机体翻转时，吸盘装置启动吸附外部地面，当主臂与机体之间的舵机驱动主臂向上翻转时，吸盘装置关闭放开外部地面。
作为本发明的进一步改进，所述吸盘装置包括固定连接在脚部上的吸盘以及设置在次臂内的吸放气机构，所述吸放气机构与连接部与次臂之间的舵机以及主臂与机体之间的舵机联动，并通过导管与吸盘的内部相连通，当连接部与次臂之间的舵机驱动连接部朝向机体翻转时，吸放气机构吸气，抽取吸盘内部的空气，当主臂与机体之间的舵机驱动主臂向上翻转时，吸放气机构放气，充入空气到吸盘内。
作为本发明的进一步改进，所述吸放气机构，包括呈环形的外壳和设置在外壳内的抽放气组件，所述外壳固定连接在次臂与连接部之间的舵机的位置上，其内开设有沿着外壳延伸的环形气腔，所述环形气腔通过导管与吸盘连接并相互连通，所述环形气腔在靠近与导管连接的位置上固定连接有阻隔板，所述抽放气组件包括可滑移的设置在环形气腔内的活塞和设置在外壳的壁上贯穿环形气腔内外的透气孔，所述外壳的内环壁上开设有呈弧形沿外壳内环壁延伸的长条状的滑移孔，所述活塞的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆的一端与活塞固定连接，另一端与舵机的转轴侧面固定连接，随着转轴旋转而带着活塞在环形气腔内滑移，所述滑移孔靠近与吸盘相连接的导管的一端固定连接有用于密封滑移孔的弹性薄膜，所述弹性薄膜与连接杆的侧壁固定连接，当连接部与次臂之间的舵机驱动连接部朝向机体翻转时，活塞朝向滑移孔相对于弹性薄膜的另一端滑动，弹性薄膜被拉伸，将吸盘内的空气抽取到环形气腔内。
作为本发明的进一步改进，所述抽放气组件还包括套接在主臂与机体之间的舵机的转轴上的转轮以及缠绕在转轮上的拉绳，所述拉绳的一端与转轮的轮面固定连接，并缠绕住转轮，另一端穿过主臂内部后缠绕在连接部与次臂之间的舵机的转轴上，当主臂与机体之间的舵机驱动主臂向上翻转时，卷绕拉绳带动连接部与次臂之间的舵机反转，带动活塞朝向滑移孔相对于弹性薄膜的一端滑动，以将环形气腔内的空气注入到吸盘内。
作为本发明的进一步改进，所述脚部为三脚支架，所述吸盘设置在三脚支架中间的位置上，所述吸盘的一端固定连接有中空的连接柱，所述连接柱的一端与吸盘固定连接，另一端与连接部固定连接。
本发明的有益效果，通过将行走支脚设置成主臂、次臂和足部，便可利用主臂、次臂以及足部协同动作的方式来实现行走的功能，而通过将足部设置成连接部和脚部，便可有效的利用脚部进行行走了，而通过吸盘装置的设置，便可在舵机带着脚部和连接部向前行走的过程中有效的吸附住地面，进而实现一个增强脚部与地面之间的连接力，如此有效的避免现有技术中行走的时候打滑的问题，而且将吸盘装置与两个舵机相联动，如此便可实现在行走支脚进行行走动作的过程中，有效的配合行走支脚的相关动作来进行吸附和放开，可避免在主臂需要将次臂和连接部抬起的时候，因为吸盘装置吸住地面而无法抬起的问题。
附图说明
图1为本发明的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人的整体结构图；
图2为图1中足部的整体结构图。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1至2所示，本实施例的一种具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，包括机体和设置在机体上的六个行走支脚，所述行走支脚包括主臂1、次臂2以及足部3，所述主臂1的一端通过舵机与机体连接，所述次臂2的一端与主臂1相对于机体的另一端通过舵机连接，所述足部3与次臂2相对于主臂1的另一端固定连接，所述足部3包括连接部31和脚部32，所述连接部31呈长条状，一端与次臂2的端部固定连接，另一端与脚部32固定连接，所述脚部32上设有吸盘装置4，所述吸盘装置4与连接部31与次臂2之间的舵机以及主臂1与机体之间的舵机联动，当连接部31与次臂2之间的舵机驱动连接部31朝向机体翻转时，吸盘装置4启动吸附外部地面，当主臂1与机体之间的舵机驱动主臂1向上翻转时，吸盘装置4关闭放开外部地面，本实施例的六足机器人在行走的过程中，主要是以行走方向对应的行走支脚作为前脚，其他支脚辅助行走，因此作为前脚的行走支脚为行走过程中的主要受力点，在作为前脚的行走支脚行走的过程中，首先是通过舵机带着主臂1向上抬起，同时舵机带着次臂2背向机体翻转，即为向外张开，同时吸盘装置4处于放气状态，不吸附住地面，接着舵机带着主臂1向下翻转，主臂1便会带着次臂2和足部3向下翻转，将足部3的脚部32带着吸盘装置4与地面相接触，之后舵机再带着次臂2朝向机体翻转，即为向内收起，此时吸盘装置4处于抽气状态，吸附住地面，那么相应的脚部32就会被暂时的固定在当前的位置上，如此在次臂2翻转的过程中，便会拉动机体朝向脚部32对应的地面位置运动，这样实现了一个六足机器人的行走，而且通过吸盘装置4的抽放气动作来实现在抬起的时候放气不吸住地面，使得主臂1能够有效的抬起，然后在次臂2向内收起的时候，吸盘装置4抽气吸住地面，对于脚部32进行有效的定位，拉动机体朝向定位的位置运动，如此可有效的避免现有技术中行走的过程中出现打滑的情况，使得六足机器人能够更好的行走了。
作为改进的一种具体实施方式，所述吸盘装置4包括固定连接在脚部32上的吸盘41以及设置在次臂2内的吸放气机构42，所述吸放气机构42与连接部31与次臂2之间的舵机以及主臂1与机体之间的舵机联动，并通过导管与吸盘41的内部相连通，当连接部31与次臂2之间的舵机驱动连接部31朝向机体翻转时，吸放气机构42吸气，抽取吸盘41内部的空气，当主臂1与机体之间的舵机驱动主臂1向上翻转时，吸放气机构42放气，充入空气到吸盘41内，在吸盘装置4抽放气的过程中，主要是通过吸放气机构42内吸盘41内部进行抽放气使得吸盘41产生负压吸住地面和产生正压放开地面的，如此便可有效的通过吸放气机构42与两个舵机相互联动的方式来实现吸盘41内部产生负压和正压，如此便能够很好的配合两个舵机的动作来实现在行走的过程中，抬起时放气，行走时抽气的效果，很好的避免了现有技术中行走的过程中容易出现打滑的情况。
作为改进的一种具体实施方式，所述吸放气机构42，包括呈环形的外壳421和设置在外壳421内的抽放气组件422，所述外壳421固定连接在次臂2与连接部31之间的舵机的位置上，其内开设有沿着外壳421延伸的环形气腔，所述环形气腔通过导管与吸盘41连接并相互连通，所述环形气腔在靠近与导管连接的位置上固定连接有阻隔板，所述抽放气组件422包括可滑移的设置在环形气腔内的活塞4221和设置在外壳421的壁上贯穿环形气腔内外的透气孔4222，所述外壳421的内环壁上开设有呈弧形沿外壳421内环壁延伸的长条状的滑移孔5，所述活塞4221的一侧固定连接有连接杆6，所述连接杆6的一端与活塞4221固定连接，另一端与舵机的转轴侧面固定连接，随着转轴旋转而带着活塞4221在环形气腔内滑移，所述滑移孔5靠近与吸盘41相连接的导管的一端固定连接有用于密封滑移孔5的弹性薄膜，所述弹性薄膜与连接杆6的侧壁固定连接，当连接部31与次臂2之间的舵机驱动连接部31朝向机体翻转时，活塞4221朝向滑移孔5相对于弹性薄膜的另一端滑动，弹性薄膜被拉伸，将吸盘41内的空气抽取到环形气腔内，在舵机驱动次臂2向外张开的时候活塞4221就会因为连接杆6的作用在环形气腔内滑移，其中本实施例中的与吸盘41连接导管在环形气腔的位置是靠近滑移孔5的一端的，环形气腔在靠近这个位置上设置有阻挡板，通过阻挡板与活塞4221之间构成一个空气容纳空间，因此在活塞4221移动的过程中，这个空气容纳空间便会改变体积，如此实现一个通过导管对于吸盘41内部进行抽气的效果，而通过弹性薄膜的设置，便可有效的实现对于滑移孔5密封的作用，避免在活塞4221滑移的过程中，使得空气容纳空间与外部连通导致的内部空气不是通过吸盘41吸取的问题，如此能够更好的驱动吸盘41吸住地面了，如此很好的实现了一个与舵机联动对于吸盘41内的空气的抽气作用。
作为改进的一种具体实施方式，所述抽放气组件422还包括套接在主臂1与机体之间的舵机的转轴上的转轮4223以及缠绕在转轮4223上的拉绳，所述拉绳的一端与转轮4223的轮面固定连接，并缠绕住转轮4223，另一端穿过主臂1内部后缠绕在连接部31与次臂2之间的舵机的转轴上，当主臂1与机体之间的舵机驱动主臂1向上翻转时，卷绕拉绳带动连接部31与次臂2之间的舵机反转，带动活塞4221朝向滑移孔5相对于弹性薄膜的一端滑动，以将环形气腔内的空气注入到吸盘41内，通过拉绳、转轮4223的设置，便可将主臂1舵机驱动上抬的过程中，有效的带动次臂2与连接部31之间舵机反转，如此实现带动活塞4221运动缩小空气容纳空间，将空气注入到吸盘41内的效果，且采用了拉绳带动舵机翻转的方式，如此便不额外的对于次臂2与连接部31之间的舵机运动进行进一步设定了，简化了六足机器人行走程序，同时也节约了六足机器人行走过程中的耗电量，增加了六足机器人的续航能力。
作为改进的一种具体实施方式，所述脚部32为三脚支架，所述吸盘41设置在三脚支架中间的位置上，所述吸盘41的一端固定连接有中空的连接柱7，所述连接柱7的一端与吸盘41固定连接，另一端与连接部31固定连接，采用了三角支架的设置，可以使得六足机器人在行走或是站立的过程中与地面之间的接触点更多，如此使其站立和行走的过程更加稳定可靠。
综上所述，本实施例的六足机器人，通过主臂1、次臂2和足部3的设置，便可有效的实现一个带着机体行走的效果，而通过吸盘装置4的设置，便可实现在行走的过程中配合舵机吸附地面，避免机器人行走时打滑的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，包括机体和设置在机体上的六个行走支脚，其特征在于：所述行走支脚包括主臂(1)、次臂(2)以及足部(3)，所述主臂(1)的一端通过舵机与机体连接，所述次臂(2)的一端与主臂(1)相对于机体的另一端通过舵机连接，所述足部(3)与次臂(2)相对于主臂(1)的另一端固定连接，所述足部(3)包括连接部(31)和脚部(32)，所述连接部(31)呈长条状，一端与次臂(2)的端部固定连接，另一端与脚部(32)固定连接，所述脚部(32)上设有吸盘装置(4)，所述吸盘装置(4)与连接部(31)与次臂(2)之间的舵机以及主臂(1)与机体之间的舵机联动，当连接部(31)与次臂(2)之间的舵机驱动连接部(31)朝向机体翻转时，吸盘装置(4)启动吸附外部地面，当主臂(1)与机体之间的舵机驱动主臂(1)向上翻转时，吸盘装置(4)关闭放开外部地面。
2.根据权利要求1所述的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，其特征在于：所述吸盘装置(4)包括固定连接在脚部(32)上的吸盘(41)以及设置在次臂(2)内的吸放气机构(42)，所述吸放气机构(42)与连接部(31)与次臂(2)之间的舵机以及主臂(1)与机体之间的舵机联动，并通过导管与吸盘(41)的内部相连通，当连接部(31)与次臂(2)之间的舵机驱动连接部(31)朝向机体翻转时，吸放气机构(42)吸气，抽取吸盘(41)内部的空气，当主臂(1)与机体之间的舵机驱动主臂(1)向上翻转时，吸放气机构(42)放气，充入空气到吸盘(41)内。
3.根据权利要求2所述的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，其特征在于：所述吸放气机构(42)，包括呈环形的外壳(421)和设置在外壳(421)内的抽放气组件(422)，所述外壳(421)固定连接在次臂(2)与连接部(31)之间的舵机的位置上，其内开设有沿着外壳(421)延伸的环形气腔，所述环形气腔通过导管与吸盘(41)连接并相互连通，所述环形气腔在靠近与导管连接的位置上固定连接有阻隔板，所述抽放气组件(422)包括可滑移的设置在环形气腔内的活塞(4221)和设置在外壳(421)的壁上贯穿环形气腔内外的透气孔(4222)，所述外壳(421)的内环壁上开设有呈弧形沿外壳(421)内环壁延伸的长条状的滑移孔(5)，所述活塞(4221)的一侧固定连接有连接杆(6)，所述连接杆(6)的一端与活塞(4221)固定连接，另一端与舵机的转轴侧面固定连接，随着转轴旋转而带着活塞(4221)在环形气腔内滑移，所述滑移孔(5)靠近与吸盘(41)相连接的导管的一端固定连接有用于密封滑移孔(5)的弹性薄膜，所述弹性薄膜与连接杆(6)的侧壁固定连接，当连接部(31)与次臂(2)之间的舵机驱动连接部(31)朝向机体翻转时，活塞(4221)朝向滑移孔(5)相对于弹性薄膜的另一端滑动，弹性薄膜被拉伸，将吸盘(41)内的空气抽取到环形气腔内。
4.根据权利要求3所述的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，其特征在于：所述抽放气组件(422)还包括套接在主臂(1)与机体之间的舵机的转轴上的转轮(4223)以及缠绕在转轮(4223)上的拉绳，所述拉绳的一端与转轮(4223)的轮面固定连接，并缠绕住转轮(4223)，另一端穿过主臂(1)内部后缠绕在连接部(31)与次臂(2)之间的舵机的转轴上，当主臂(1)与机体之间的舵机驱动主臂(1)向上翻转时，卷绕拉绳带动连接部(31)与次臂(2)之间的舵机反转，带动活塞(4221)朝向滑移孔(5)相对于弹性薄膜的一端滑动，以将环形气腔内的空气注入到吸盘(41)内。
5.根据权利要求4所述的具有吸盘防滑装置的仿生六足机器人，其特征在于：所述脚部(32)为三脚支架，所述吸盘(41)设置在三脚支架中间的位置上，所述吸盘(41)的一端固定连接有中空的连接柱(7)，所述连接柱(7)的一端与吸盘(41)固定连接，另一端与连接部(31)固定连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180720 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |