CN111409732A - 一种模块化多足爬行机器人 - Google Patents

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李彬
王从众
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Abstract

本发明涉及一种模块化多足爬行机器人，包括机器人运动平台，其技术特点在于：在该机器人运动平台下方可拆卸地安装有至少两条模块化机器人行走机构，用于实现机器人运动平台在各个方向上移动。本发明专利机械结构简单紧凑、刚度大、可满足不同工况要求。

Description

一种模块化多足爬行机器人
技术领域
本发明属于移动机器人技术领域，涉及多足爬行机器人，尤其是一种模块化多足爬行机器人。
背景技术
爬行机器人是移动机器人的一种，按行走方式可分为：轮式、履带式、蠕动式、腿式等形式。目前腿式爬行机器人的机械机构大多数是源于仿生学结构，例如狗、猎豹、蜘蛛等，在形式上往往是以四足、六足或者八足爬行机构居多。近年来，随着机器人应用领域的不断扩展，对于爬行机器人的机构要求也越来越高，使用环境也日益广泛，世界各国都在此领域进行了大量的研究与应用，设计开发了诸多新型爬行机器人，如可以满足管道巡检、清洗的管道爬行机器人；用于高压输电线路巡检的仿生爬行机器人以及适用于山地侦查的爬行机器人等。
目前，现有技术中的爬行机器人由于其结构固定，无法根据不同应用领域和使用环境及时作出调整，导致其应用场景单一、实用性差。
而且，当爬行环境复杂、凹凸不平时，现有技术中的爬行机器人在爬行过程中易产生晃动甚至从墙面脱落的情况发生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、安装简易、便于控制且、实用性高且稳定性强的模块化多足爬行机器人。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种模块化多足爬行机器人，包括机器人运动平台，在该机器人运动平台下方可拆卸地安装有至少两条模块化机器人行走机构，用于实现机器人运动平台在各个方向上移动。
而且，所述模块化机器人行走机构是由大臂驱动电机、大臂、小臂驱动电机、小臂、伸缩臂驱动电机和伸缩臂构成的运动链；所述机器人运动平台依次与大臂、小臂和伸缩臂铰装在一起；所述大臂驱动电机安装在机器人运动平台上，其输出轴与大臂的一端相连接，用于带动大臂沿轴向转动；该大臂的另一端安装有小臂驱动电机，其输出轴与小臂相连接，用于带动小臂沿轴向转动；该小臂的另一端安装有伸缩臂驱动电机，其输出轴与伸缩臂相连接，用于带动伸缩臂沿轴向作直线往复运动。
而且，所述机器人运动平台下方布置有若干可伸缩支撑杆。
而且，在所述模块化机器人行走机构的伸缩臂末端安装有橡胶结构、电磁铁或者真空吸盘。
而且，所述模块化机器人行走机构的大臂驱动电机的转动轴线、小臂驱动电机的转动轴线和伸缩臂驱动电机的移动轴线相互平行，并且均垂直于机器人运动平台。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明的机器人运动平台可根据实际需要与若干条模块化的机器人行走机构装配起来，形成两足、三足、四足乃至更多足数等不同形式的多足爬行机器人，可适用于不同场合需求。而且，本发明机构结构简单，制造、安装容易，成本低，可以有利于扩展爬行机器人在不同行业领域中的应用。
2、本发明通过在机器人运动平台下方安装的若干个可伸缩支撑杆，当爬行地面或墙面凹凸不平时，通过可伸缩支撑杆的作用可以实现机器人运动平台在运动过程中与地面或者墙面保持平行固定姿态，确保其在爬行过程中的稳定性，提高其越障能力。
3、本发明在模块化机器人行走机构的伸缩臂末端可增设橡胶结构、电磁铁或者真空吸盘，可以实现机器人在地面、金属结构立面或者墙面等不同环境下的爬行运动。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2(a)是本发明的实施状态示意图；
图2(b)是本发明的实施状态示意图；
附图标记说明：
1-机器人运动平台，2-大臂驱动电机，3-大臂，4-小臂驱动电机，5-小臂，6-伸缩臂驱动电机，7-伸缩臂，8-伸缩臂末端，9-支撑伸缩杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种模块化多足爬行机器人，如图1、图2(a)和图2(b)所示，包括机器人运动平台，在该机器人运动平台下方可拆卸地安装有至少两条模块化机器人行走机构，用于实现机器人运动平台在各个方向上移动。
所述模块化机器人行走机构是由大臂驱动电机、大臂、小臂驱动电机、小臂、伸缩臂驱动电机和伸缩臂构成的运动链；所述机器人运动平台依次与大臂、小臂和伸缩臂铰装在一起；所述大臂驱动电机安装在机器人运动平台上，其输出轴与大臂的一端相连接，用于带动大臂沿轴向转动；该大臂的另一端安装有小臂驱动电机，其输出轴与小臂相连接，用于带动小臂沿轴向转动；该小臂的另一端安装有伸缩臂驱动电机，其输出轴与伸缩臂相连接，用于带动伸缩臂沿轴向做直线往复运动。
所述机器人运动平台下方布置有若干可伸缩支撑杆，通过伸缩支撑杆的作用可以实现运动平台与地面或者墙面保持平行。
在所述模块化机器人行走机构的伸缩臂末端安装有橡胶结构、电磁铁或者真空吸盘，可以实现机器人在地面、金属结构立面或者墙面等不同环境下的爬行运动。
所述模块化机器人行走机构的大臂驱动电机的转动轴线、小臂驱动电机的转动轴线和伸缩臂驱动电机的移动轴线相互平行，并且均垂直于机器人运动平台。
在本实施例中，所述运动链的大臂驱动电机的转动轴线为s1，小臂驱动电机的转动轴线为s2，伸缩臂驱动电机的移动轴线为s3，大臂可绕s1做转动运动，小臂可绕s2做转动运动，伸缩臂可沿着s3做直线往复运动，且s1‖s2‖s3。
本发明的工作原理为：
一种模块化多足爬行机器人，如图1、图2(a)和图2(b)所示，包括机器人运动平台，在该机器人运动平台下方可拆卸地安装有至少两条模块化机器人行走机构，用于实现机器人运动平台在各个方向上移动。
所述模块化机器人行走机构是由大臂驱动电机、大臂、小臂驱动电机、小臂、伸缩臂驱动电机和伸缩臂构成的运动链；所述机器人运动平台依次与大臂、小臂和伸缩臂铰装在一起；所述大臂驱动电机安装在机器人运动平台上，其输出轴与大臂的一端相连接，用于带动大臂沿轴向转动；该大臂的另一端安装有小臂驱动电机，其输出轴与小臂相连接，用于带动小臂沿轴向转动；该小臂的另一端安装有伸缩臂驱动电机，其输出轴与伸缩臂相连接，用于带动伸缩臂沿轴向做直线往复运动。
所述机器人运动平台下方布置有若干可伸缩支撑杆，通过伸缩支撑杆的作用可以实现运动平台与地面或者墙面保持平行。
在所述模块化机器人行走机构的伸缩臂末端安装有橡胶结构、电磁铁或者真空吸盘，可以实现机器人在地面、金属结构立面或者墙面等不同环境下的爬行运动。
所述模块化机器人行走机构的大臂驱动电机的转动轴线、小臂驱动电机的转动轴线和伸缩臂驱动电机的移动轴线相互平行，并且均垂直于机器人运动平台。
通过协调控制模块化的机器人行走机构的运动，可以实现机器人运动平台在各个方向上移动，并保持运动平台与地面或者墙面保持所需的姿态。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种模块化多足爬行机器人，包括机器人运动平台，其特征在于：在该机器人运动平台下方可拆卸地安装有至少两条模块化机器人行走机构，用于实现机器人运动平台在各个方向上移动。
2.根据权利要求1所述的一种模块化多足爬行机器人，其特征在于：所述模块化机器人行走机构是由大臂驱动电机、大臂、小臂驱动电机、小臂、伸缩臂驱动电机和伸缩臂构成的运动链；所述机器人运动平台依次与大臂、小臂和伸缩臂铰装在一起；所述大臂驱动电机安装在机器人运动平台上，其输出轴与大臂的一端相连接，用于带动大臂沿轴向转动；该大臂的另一端安装有小臂驱动电机，其输出轴与小臂相连接，用于带动小臂沿轴向转动；该小臂的另一端安装有伸缩臂驱动电机，其输出轴与伸缩臂相连接，用于带动伸缩臂沿轴向作直线往复运动。
3.根据权利要求1或2所述的一种模块化多足爬行机器人，其特征在于：在所述机器人运动平台下方布置有若干可伸缩支撑杆。
4.根据权利要求1或2所述的一种模块化多足爬行机器人，其特征在于：在所述模块化机器人行走机构的伸缩臂末端安装有橡胶结构、电磁铁或者真空吸盘。
5.根据权利要求1或2所述的一种模块化多足爬行机器人，其特征在于：所述模块化机器人行走机构的大臂驱动电机的转动轴线、小臂驱动电机的转动轴线和伸缩臂驱动电机的移动轴线相互平行，并且均垂直于机器人运动平台。
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