CN108820064A - 具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，包括机身和可转动设置于所述机身的变形腿；所述变形腿包括支架和多个并列固定于所述支架的伸缩单体；所述伸缩单体包括一级套管，滑动配合于所述一级套管内的二级套管，滑动配合于所述二级套管内的伸缩杆，用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步伸出的伸长绳，以及用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步缩回的收缩绳，所述伸长绳通过第一定滑轮组连接于伸缩杆底部；所述收缩绳通过第二定滑轮组连接于伸缩杆顶部；本发明的变形腿通过控制多个离散的伸缩单体的伸缩量，来构成不同线型的连续曲线，从而获得不同的腿部形态，使其能够适应不同的地形。

Description

具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，具体涉及一种具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人。
背景技术
目前，水陆两栖机器人大致分为两种：一种采用了两套行进机构，需要在不同环境下人为进行机构的更换；另一种虽不用更换机构，但只能实现水底爬行或水面漂浮，不能真正实现水中环境的自由浮潜与行进，不算是真正的两栖机器人。
对于机器人地面行进机构而言，目前主要有轮式、腿式和履带式三种。其中，轮式行进速度快，但是越障能力很差；履带式带载能力强、爬坡性能优越但移动速度较慢；腿式能够很好地适应各种复杂地形、越障能力极强，但腿式行进机构在水中和陆地行进时，需要采用不同腿型来提高行进效率。。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其变形腿通过控制多个离散的伸缩单体的伸缩量，来构成不同线型的连续曲线，从而获得不同的腿部形态，使其能够适应不同的地形。
本发明的一种具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，包括机身和可转动设置于所述机身的变形腿；所述变形腿包括支架和多个并列固定于所述支架的伸缩单体；所述伸缩单体包括一级套管，滑动配合于所述一级套管内的二级套管，滑动配合于所述二级套管内的伸缩杆，用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步伸出的伸长绳，以及用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步缩回的收缩绳，所述伸长绳通过第一定滑轮组连接于伸缩杆底部；所述收缩绳通过第二定滑轮组连接于伸缩杆顶部；所述第一定滑轮组包括设置于二级套管侧壁上方的一号滑轮，设置于二级套管侧壁下方的二号滑轮，以及设置于一级套管侧壁上方的三号滑轮；所述第二定滑轮组包括设置于二级套管侧壁下方的四号滑轮，设置于二级套管侧壁上方的五号滑轮，以及设置于一级套管侧壁下方的六号滑轮；所述伸长绳从内端至外端依次与所述一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮配合；所述收缩绳从内端至外端依次与所述四号滑轮、五号滑轮和六号滑轮配合；
进一步，所述二级套管与一级套管之间，以及伸缩杆与二级套管之间均通过导轨进行滑动配合；
进一步，所述伸长绳和收缩绳外端相互连接后缠绕于由电机/舵机驱动的绕线轮上；
进一步，快速对接装置包括设置于所述机身前端的连接杆，连接杆的侧壁设有凹槽；所述机身后端设有用于与另一机器人前端的连接杆配合的连接座；所述连接座设有用于使连接杆插入的连接孔，连接孔的前端具有一孔径逐渐减小的收缩段，连接孔内设有钢球和用于将钢球推向收缩段使钢球嵌入连接杆的凹槽内的推拉式电磁铁；
进一步，所述连接座设有用于引导连接杆插入连接孔内的喇叭口；
进一步，所述推拉式电磁铁的推杆上固定有用于推动钢球的活塞，所述活塞设有使连接杆插入的中心孔。
本发明的有益效果是：本发明的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，向外拉动伸长绳时，伸长绳将同时带动二级套管和伸缩杆向外伸出；而向外拉动收缩绳时，收缩绳将同时带动二级套管和伸缩杆向内收缩，因此，通过控制伸长绳和收缩绳的拉伸量即可控制每个伸缩单体的伸缩量，通过一一对应控制每个伸缩单体的伸缩量，可以使整个变形腿外端(即伸缩杆外端)的离散点拟合形成直线或不同形态的曲线，通过这些离散点直接与地面接触进行行走，或者在每个变形腿上设置一柔性板，该柔性板连接于各个伸缩单体伸缩杆的外端，通过控制各个伸缩单体的伸缩，使柔性板变形为平面或者不同形态的曲面，并通过该柔性板与地面接触进行行走，使变形腿能够适应不同的地形。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
图1是本发明在水面行进时的结构示意图；
图2是本发明在地面行进时的结构示意图；
图3是本发明的变形腿为直形姿态的示意图；
图4是本发明的变形腿为弯曲姿态的示意图；
图5是本发明的伸缩单体的示意图；
图6是本发明的连接杆和连接座的连接示意图。
具体实施方式
图1是本发明的结构示意图；如图所示，本实施例的具有变形腿1的机器人，包括机身2和可转动设置于所述机身2的变形腿1；所述变形腿1包括支架4和多个并列固定于所述支架4的伸缩单体3；所述伸缩单体3包括一级套管13，滑动配合于所述一级套管13内的二级套管9，滑动配合于所述二级套管9内的伸缩杆10，用于拉动所述二级套管9和伸缩杆10同步伸出的伸长绳5，以及用于拉动所述二级套管9和伸缩杆10同步缩回的收缩绳15，所述伸长绳5通过第一定滑轮组连接于伸缩杆10底部；所述收缩绳15通过第二定滑轮组连接于伸缩杆10顶部；所述第一定滑轮组包括设置于二级套管9侧壁上方的一号滑轮7，设置于二级套管9侧壁下方的二号滑轮6，以及设置于一级套管13侧壁上方的三号滑轮8；所述第二定滑轮组包括设置于二级套管9侧壁下方的四号滑轮14，设置于二级套管9侧壁上方的五号滑轮12，以及设置于一级套管13侧壁下方的六号滑轮11；所述伸长绳5从内端至外端依次与所述一号滑轮7、二号滑轮6和三号滑轮8配合；所述收缩绳15从内端至外端依次与所述四号滑轮14、五号滑轮12和六号滑轮11配合；如图3所示，向外拉动伸长绳5时，伸长绳5将同时带动二级套管9和伸缩杆10向外伸出；而向外拉动收缩绳15时，收缩绳15将同时带动二级套管9和伸缩杆10向内收缩，因此，通过控制伸长绳5和收缩绳15的拉伸量即可控制每个伸缩单体3的伸缩量，通过一一对应控制每个伸缩单体3的伸缩量，可以使整个变形腿1外端(即伸缩杆10外端)的离散点拟合形成直线或不同形态的曲线，通过这些离散点直接与地面接触进行行走，或者在每个变形腿1上设置一柔性板，该柔性板连接于各个伸缩单体3伸缩杆10的外端，通过控制各个伸缩单体3的伸缩，使柔性板变形为平面或者不同形态的曲面，并通过该柔性板与地面接触进行行走，使变形腿1能够适应不同的地形。
本实施例中，所述二级套管9与一级套管13之间，以及伸缩杆10与二级套管9之间均通过直线导轨进行滑动配合，直线导轨可以减小变形腿1伸缩的阻力。
本实施例中，所述伸长绳5和收缩绳15外端相互连接后缠绕于由电机/舵机驱动的绕线轮上，因此，通过一个电机/舵机进行正转或反转就能拉动伸长绳5或收缩绳15，从而驱动伸缩单体3完成伸缩动作。
在本发明另一个优选实施方式中，该实施例中的机器人在上一实施例的基础上，在其机身2前端通过联轴器19连接一连接杆18，连接杆18的侧壁设有凹槽23(本实施例中采用环槽)；所述机身2后端设有用于与另一机器人前端的连接杆18配合的连接座17；所述连接座17设有用于使连接杆18插入的连接孔，连接孔的前端具有一孔径逐渐减小的收缩段22，连接孔内设有钢球20和用于将钢球20推向收缩段22使钢球20嵌入连接杆18的凹槽23内的推拉式电磁铁16；所述连接座17设有用于引导连接杆18插入连接孔内的喇叭口，该喇叭口可以使连接杆18与连接座17对接时允许一定误差，所述推拉式电磁铁16的推杆上固定有用于推动钢球20的活塞21，所述活塞21设有使连接杆18插入的中心孔，如图6所示，拉式电磁铁16的推杆在自然状态下能将钢球20推向连接孔的收缩段22，当两个机器人需要相互连接时，推拉式电磁体通电，活塞21左移，使钢球20能够退出收缩段22，后一机器人将其前端的连接杆18插入前一机器人后端的连接座17的连接孔内，然后电磁体断电，电磁体的推杆将活塞21向右推动，使钢球20推入收缩段22并嵌入推杆的凹槽23内，实现连接杆18与连接座17的相互连接，需要断开连接时，推拉式电磁铁16通电，使钢球20能够退出钢球20，连接杆18能够抽出连接孔。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于:包括机身和可转动设置于所述机身的变形腿；所述变形腿包括支架和多个并列固定于所述支架的伸缩单体；所述伸缩单体包括一级套管，滑动配合于所述一级套管内的二级套管，滑动配合于所述二级套管内的伸缩杆，用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步伸出的伸长绳，以及用于拉动所述二级套管和伸缩杆同步缩回的收缩绳，所述伸长绳通过第一定滑轮组连接于伸缩杆底部；所述收缩绳通过第二定滑轮组连接于伸缩杆顶部；所述第一定滑轮组包括设置于二级套管侧壁上方的一号滑轮，设置于二级套管侧壁下方的二号滑轮，以及设置于一级套管侧壁上方的三号滑轮；所述第二定滑轮组包括设置于二级套管侧壁下方的四号滑轮，设置于二级套管侧壁上方的五号滑轮，以及设置于一级套管侧壁下方的五号滑轮；所述伸长绳从内端至外端依次与所述一号滑轮、二号滑轮和三号滑轮配合；所述收缩绳从内端至外端依次与所述四号滑轮、五号滑轮和六号滑轮配合。
2.根据权利要求1所述的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于：所述二级套管与一级套管之间，以及伸缩杆与二级套管之间均通过导轨进行滑动配合。
3.根据权利要求2所述的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于：所述伸长绳和收缩绳外端相互连接后缠绕于由电机/舵机驱动的绕线轮上。
4.根据权利要求3所述的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于:所述快速对接装置包括设置于所述机身前端的连接杆，连接杆的侧壁设有凹槽；所述机身后端设有用于与另一机器人前端的连接杆配合的连接座；所述连接座设有用于使连接杆插入的连接孔，连接孔的前端具有一孔径逐渐减小的收缩段，连接孔内设有钢球和用于将钢球推向收缩段使钢球嵌入连接杆的凹槽内的推拉式电磁铁。
5.根据权利要求4所述的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于:所述连接座设有用于引导连接杆插入连接孔内的喇叭口。
6.根据权利要求5所述的具有快速对接装置的变形腿移动式两栖机器人，其特征在于:所述推拉式电磁铁的推杆上固定有用于推动钢球的活塞，所述活塞设有使连接杆插入的中心孔。
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