CN114454189A - 一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，涉及智能机器人技术领域，包括承载板，承载板的两端对称设置有支腿装置，支腿装置包括依次设置的第一舵机、伸缩机构、第二舵机和回转机构；回转机构包括回转座、回转舵机和连接板，回转舵机固定设置于回转座上，回转舵机的输出轴与连接板的一端固定连接；伸缩机构的一端通过第一舵机与承载板可转动的连接，伸缩机构的另一端通过第二舵机与连接板的一端可转动连接，第一舵机的输出轴和第二舵机的输出轴相互平行，第二舵机的输出轴与回转舵机的输出轴呈空间垂直关系。该仿生尺蠖机器人，其可取代人工实施自动检测，检测精度高；整机高度集成，成本可控且适用范围广，具备较高的市场推广价值。

Description

一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体为一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人。

背景技术

随着钢铁产业的发展，金属结构件在各行各业都有较多的应用，例如高压铁塔结构、桥梁钢箱梁结构、大型化工管道结构等。由于金属结构件在搭设时通常需要通过焊接、螺栓连接等形式进行组装，在搭设时存在一定的应力影响，可能造成结构缺陷，对于安全要求较高的应用场景，这些金属结构件在搭建完成后都有必要进行探伤检验；而一些结构件在应用一段时间后，受使用环境影响其表面也会出现一些损伤，为保证其使用安全，通常需要定期实施探伤检测，以及时发现和处理安全隐患。

现有技术中，随着技术的进步，各行业也针对待检测结构件的特定研发了针对性的智能检测设备，例如专用于电力铁塔的攀爬机器人，专用与钢箱梁的裂缝探伤检测装置等。这些设备通常为针对性设备，其适用范围窄，同时仅在需要探伤检测的时候才使用，设备利用率低，加之这类探测设备造价成本较高，均尚未被大规模推广应用。故此，对于金属结构件的探伤检测通常由人工完成，而人工检测的劳动强度大、检测效率低且漏检率高。特别是在一些特殊环境下，人工检测难度大且存在安全隐患，例如电力铁塔的探伤检测，存在高空坠落风险；又例如大型化工管道等进行探伤检测时，存在高温烫伤等风险。而在一些特定环境，比如排布于沟渠内的管件、结构件等，由于空间狭小，人工无法进入进行探伤检测操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其可取代人工实施自动检测，检测精度高；整机高度集成，成本可控且适用范围广，具备较高的市场推广价值。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，包括承载板，所述承载板的两端对称设置有支腿装置，所述支腿装置包括依次设置的第一关节机构、伸缩机构、第二关节机构和回转机构；所述第一关节机构包括第一舵机，所述第二关节机构包括第二舵机，所述回转机构包括回转座、回转舵机和连接板，所述回转舵机固定设置于回转座上，所述回转舵机的输出轴与所述连接板的一端固定连接；所述伸缩机构的一端通过所述第一舵机与所述承载板可转动的连接，所述伸缩机构的另一端通过所述第二舵机与所述连接板远离所述回转舵机的一端可转动连接，所述第一舵机的输出轴和第二舵机的输出轴相互平行，所述第二舵机的输出轴与所述回转舵机的输出轴呈空间垂直关系。

进一步的，所述伸缩机构包括第一舵机座、第二舵机座、第一连杆和第二连杆，所述第一舵机座上可转动的设置有双头螺杆，所述双头螺杆从其中部开始向两端的螺纹旋向相反，所述双头螺杆的两端分别通过螺纹连接有第一螺纹块和第二螺纹块，所述第一螺纹块和第二螺纹块均与所述第一舵机座滑动连接，所述双头螺杆的一端固定套接有伸缩齿轮，所述第二舵机座上开设有滑槽，所述滑槽与所述双头螺杆平行，所述滑槽内可滑动的设置有第一滑块和第二滑块，所述第一连杆的中部和所述第二连杆的中部铰接，所述第一连杆的一端与所述第一螺纹块铰接，所述第一连杆的另一端与所述第二滑块铰接，所述第二连杆的一端与所述第二螺纹块铰接，所述第二连杆的另一端与所述第一滑块铰接；

所述第一关节机构还包括复位弹簧和离合电磁铁，所述第一舵机可滑动的安装在所述第一舵机座上，所述第一舵机的滑动方向与所述双头螺杆平行，所述复位弹簧的一端与所述第一舵机连接，所述复位弹簧的另一端与所述第一舵机座连接，所述复位弹簧的伸缩方向与所述第一舵机的滑动方向平行，所述第一舵机的输出轴上固定安装有驱动齿轮，所述第一舵机远离其输出轴的一端固定设置有衔铁轴；

所述承载板的端部依次间隔设置有第二支板、第一支板和固定齿轮，所述离合电磁铁固定安装在所述第一支板上，所述衔铁轴与所述第一支板活动连接并与所述离合电磁铁相适配，所述第一舵机滑动时所述驱动齿轮与所述固定齿轮啮合或与所述伸缩齿轮啮合，所述第二支板上可转动的设置有摆臂，所述摆臂与第一舵机座固定连接，所述摆臂的摆动回转中心、所述衔铁轴与所述第一舵机的输出轴三者同轴设置；

所述第二舵机固定安装在所述第二舵机座上，所述第二舵机的输出轴与所述连接板远离所述回转舵机的一端固定连接。

进一步的，所述第一滑块和第二滑块内均装设有电磁铁，所述滑槽可与所述电磁铁吸附。

进一步的，所述回转座上固定设置有光轴，所述光轴与所述回转舵机的输出轴同轴设置，所述连接板套设在所述光轴上，所述连接板与所述光轴之间设置有推力球轴承，所述回转舵机的输出轴上固定连接有传递板，所述传递板与所述连接板通过螺栓固定连接。

进一步的，所述回转座底部开设有若干安装孔，所述回转座底部可安装多种足面模块。

进一步的，所述承载板的顶部设置有全景摄像头，所述承载板的底部安装有探伤仪，所述回转座远离所述承载板的一端安装有摄像头。

本发明的有益效果是：

该尺蠖机器人包括承载板和对称设置于承载板两端的支腿装置，承载板底部搭载探伤仪，支腿装置包括依次设置的第一关节机构、伸缩机构、第二关节机构和回转机构。在应用时，在回转机构底端搭载吸附或固定模块，在路径规划下可取代人工实施自动检测，检测精度高；整机高度集成，成本可控且适用范围广，具备较高的市场推广应用前景，具备较大的经济价值和社会价值。

伸缩机构采用集成化设计，伸缩动作和第一关节回转动作均通过第一舵机驱动，无需增设额外的驱动装置，使得尺蠖机器人的整体结构紧凑、高度集成、成本相对较低，且动作控制精准度高，同时经集成后尺蠖机器人整体符合小型化、轻质化设计要求，进一步保证了对更多应用场景的适用需要。

回转机构设置光轴、连接板、推力球轴承和传递板，在该尺蠖机器人的动作时，回转舵机仅承担输出轴圆周上的负荷，而不会受到来自尺蠖机器人动作时其他方向上力的影响，这有利于保证回转舵机的使用寿命，同时进一步保证运转控制精确。

附图说明

图1为本发明一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人的整体结构示意图；

图2为本发明一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人中支腿装置的结构示意图；

图3为本发明一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人中回转机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图3所示，一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，包括承载板100，在承载板100的两端对称设置有支腿装置（为方便说明，其应用时的动作过程分别以左支腿和右支腿进行叙述）。该支腿装置包括依次设置的第一关节机构200、伸缩机构300、第二关节机构400和回转机构500。

上述回转机构500包括回转座520、回转舵机510和连接板530，回转舵机510固定设置于回转座520上，回转舵机510的输出轴与连接板530的一端固定连接，启动回转舵机510时可带动连接板530和回转座520发生相对转动。

上述第一关节机构200包括第一舵机210，所述第二关节机构400包括第二舵机410。伸缩机构300的一端通过第一舵机210与承载板100可转动的连接（第一舵机210的机体和输出轴分别与伸缩机构300和承载板100固定即可），启动第一舵机210时，该支腿装置可在第一关节机构200处实现弯曲动作；伸缩机构300的另一端通过第二舵机410与所述连接板530远离回转舵机510的一端可转动连接（第二舵机410的机体和输出轴分别与伸缩机构300和连接板530固定即可），启动第二舵机410时，该支腿装置可在第二关节机构400处实现弯曲动作。第一舵机210的输出轴和第二舵机410的输出轴相互平行，第一舵机210的输出轴和第二舵机410的输出轴均与回转舵机530的输出轴呈空间垂直关系。

上述伸缩机构300壳通过伸缩动作改变第一舵机210和第二舵机410之间的距离，即改变支腿装置的长度。其在实现上可以选用多种形式，例如采用套管式结构，通过电动推杆、直线电机、电机与涡轮蜗杆减速组合或SMA弹簧等加以驱动实现套管伸缩等。

在利用该仿生尺蠖机器人进行探伤作业时，需在承载板100底部搭载探伤仪，承载板100上搭载控制箱和锂电池。锂电池用于对用电元器件供电，控制箱主要用于按编制的路径程序控制各舵机以及伸缩机构300的动作，当然为实现远程遥控或数据传输，控制箱内还可以设置无线模块。回转座520的底部根据应用场景的不同安装电磁铁或是夹具等吸附或固定装置。

在实施时，先将左、右两个支腿装置的回转座520固定在待检测件的表面，其典型运行的步态如下：

直线运动时，先保持右支腿的回转座520与待检测件表面固定并将左支腿的回转座520与待检测件表面松开；其后右支腿的第一舵机210和第二舵机410配合转动，将左支腿整个抬起；其后左支腿的第一舵机210和第二舵机410转动，使左支腿回收，将左支腿的回转座520放置于待检测件表面；其后固定左支腿的回转座520和待检测件表面；其后将右支腿的回转座520与待检测件表面松开；其后左、右支腿的第一舵机210和第二舵机510一起配合转动，将右支腿的回转座520向前推移一段距离。以上为行进一步的动作过程，重复上述步骤可使该尺蠖机器人模拟尺蠖行走步态呈直线行进。

需要转向时，固定左支腿的回转座520并使右支腿的回转座520松开；其后通过左、右支腿的第一舵机210和第二舵机410搭配使右支腿抬起；其后启动左支腿的回转舵机510带动右支腿转动；其后通过左、右支腿的第一舵机210和第二舵机410搭配动作使右支腿放下即可。

在平面作业发生倾翻时，先将左支腿的回转座520固定；其后通过左支腿的回转舵机510转动带动右支腿向上翻转90度，并同时通过各第一舵机210和第二舵机410的搭配转动使右支腿的回转座520接触待检测面并固定；其后松开左支腿并在各第一舵机210和第二舵机410的配合转动下将左支腿抬起；其后左支腿的回转舵机510转动90度使其回转座520复位；其后在各第一舵机210和第二舵机410的搭配转动下使左支腿的回转座520落回待检测面。

需要说明的是，按上述行进动作并无方向的区分，即向前和向后两个方向均可行进，转向或是倾翻复位时以任意支腿作为支撑腿均可，仅需调换左右支腿的控制即可。

上述典型步态的执行无需伸缩装置300的参与，但其在探伤应用中存在适用范围窄的缺陷，以下以几个具体场景加以分析：

大平面结构件或展开呈平面的结构件探伤场景：由于该尺蠖机器人的典型步态为呈直线步进前进，在对大平面或展开呈平面的结构进行探伤时，通常路径设置是从起点开始沿横向前进，到达尾端后利用回转舵机翻转跨越至下一横向路径（一个支腿固定，另一支腿转过90度到达下一路径并固定，其后前一支腿再转过90度到达该路径），再反向行进，由此往复整个探伤过程尺蠖机器人是呈S形的循环运动。而不同结构件在探伤时或是搭载不同的探伤仪时，为保证探伤精度或是为提高工作效率，横向路径之间的间距并不相同，在无伸缩装置300的情况下，调整横向路径的间距需要在执行路径跨越时（两个支腿呈纵向方向布置时），控制使该尺蠖机器人先纵向移动相应的距离，这会使得整个路径规划控制更为复杂，且在纵向移动过程中容易造成较大的累积误差，使得路径不准，在探伤时甚至造成某一横向带漏检。设置该伸缩装置300，可以在跨越路径的同时利用该伸缩装置300伸长或缩短直接跨越到指定路径上，控制相对简单，且减少了纵向运动的累积误差，探伤过程更为准确全面。

待检测件有节点、连接件、加固件等凸起障碍物场景：该尺蠖机器人在探伤作业时，常常会遇到跨越一些凸起障碍物的情形。在没有伸缩装置300的情况下，如果其支腿设置过短，对于较高的障碍物无法实现跨越；如果为了实现跨越将支腿设置的更长，常常会导致结构稳定性差（如平面结构件探测时，支腿过长在行进时会使得重心上移，容易出现侧翻）的情况，也会导致步幅控制难度较大，不利于探伤的准确性。设置该伸缩装置300，在正常探伤行走时，可使伸缩装置300收回，支腿装置在较短的位置行进，有利于行进的稳定性和步幅的控制；在行走至障碍位置时，可以通过伸缩装置300使整个支腿装置伸长，实现障碍的跨越。在跨越障碍时可根据需要设计直接越障或回转越障的路径。当障碍较低时，可使伸缩装置300伸出后采用直接越障的形式：靠近障碍的支腿装置的回转座520松开；其后在各第一舵机210和第二舵机410的搭配下使其先回退一段距离再向前跨越障碍；跨过障碍后该支腿装置的回转座520于障碍后方固定；其后按行走步态行进一段距离；其后在各第一舵机210和第二舵机410的搭配下将另一支腿装置移动至障碍后方。当障碍较高时，可使伸缩装置300伸出后采用回转越障的形式：靠近障碍的支腿装置固定，使远离障碍的支腿装置的回转座520松开；其后在各第一舵机210和第二舵机410的搭配作用下使该松开的支腿装置向上抬起近90度（该支腿装置的最低点超过障碍高度）；其后启动固定的支腿装置的回转舵机510带动该抬起的支腿装置转过180度，并通过各第一舵机210和第二舵机410的搭配转动使其落在障碍后方；其后固定该障碍后方的支腿装置，抬起障碍前方的支腿装置，按前述方式转过180度，完成越障。越障完成后，伸缩装置300缩回，按正常步态行走。

大角度攀爬应用场景，例如高空铁塔以及一些建筑结构件的探伤检测场景。在攀爬应用场景下，通常需要在回转座520的底部搭载电磁铁实现吸附固定。在不设置伸缩装置300时，该尺蠖机器人的两个支腿通常为等长设置，其整体在斜坡上呈等腰三角形，在行进步态下，支腿摆动幅度大，不利于电磁吸附的稳定性。设置伸缩装置300后，可根据攀爬的斜度进行设置使左右两个支腿的长度不同，在相同的步进距离要求下，支腿摆动幅度更小，整体步态更为稳定。

存在空间跨越的场景，例如管廊内管道通常平行布置，各管道之间除了支架外并不互相接触，且各管道的直径往往不同，管道与管道之间的间距也不一样，此种情景下在对管道进行自动探伤检测时涉及到空间上的跨越。通过设置上述伸缩装置300，可以在进行跨越时根据需要任意伸长或是缩短左支腿和/或右支腿，实现不同间距之间的管道，不同高度（管道直径不同）管道之间的直接跨越。

另外，因设计了伸缩装置300，使得该尺蠖机器人的支腿长度可调，在实施探伤检测时除了仿生尺蠖的直线行走步态外，还可以通过固定一端的回转座520，利用该伸缩装置300的伸缩动作，在该端回转舵机510的作用下实现同心圆式或螺旋式的探伤检测，这使得该尺蠖机器人具备更多的路径设计形式，进一步拓展了其适用场景。

现有技术中，涉及探伤需要的各行业领域内均在深入研究自动探伤技术，也出现了各种专用于某一应用场景的自动探伤设备。然而，这些设备通常由于结构复杂、造价高，同时探伤检测通常以年为单位实行定检，设备利用率不高，这使得一般的企业难以承受，其通常还是选择采用传统的人工探伤方式。本发明的仿生尺蠖机器人具有适用范围广的特点，可以应用于各种应用场景，采用共享租赁的模式可以为较多的企业解决探伤检测的痛点，同时其探伤过程运行稳定、检测精度高，且结构并不复杂，推广应用前景高，具备较大的经济价值和社会价值。

在具体实施时，如图2所示，上述伸缩机构300包括第一舵机座310、第二舵机座320、第一连杆311和第二连杆312。

第一舵机座310上可转动的设置有双头螺杆312，双头螺杆312从其中部开始向两端的螺纹旋向相反，双头螺杆312的两端分别通过螺纹连接有第一螺纹块和第二螺纹块，第一螺纹块和第二螺纹块均与第一舵机座310滑动连接，在双头螺杆312转动时，第一螺纹块和第二螺纹块在其带动下可向相互靠拢或相互远离方向滑动。

第二舵机座320上开设有滑槽，滑槽与双头螺杆312平行，滑槽内可滑动的设置有第一滑块和第二滑块，第一连杆311的中部和第二连杆321的中部铰接，第一连杆311的一端与第一螺纹块铰接，第一连杆的另一端与第二滑块铰接，第二连杆321的一端与第二螺纹块铰接，第二连杆321的另一端与第一滑块铰接。前述第二舵机410即是固定安装在第二舵机座320上，第二舵机410的输出轴与连接板530远离回转舵机510的一端固定连接。第一螺纹块、第一连杆311、第二滑块、第二螺纹块、第二连杆321、第一滑块构成剪式伸缩机构，当第一螺纹块和第二螺纹块相互靠拢时，在该剪式伸缩机构的作用下，第一舵机座310和第二舵机座320相互远离，实现伸缩机构300的伸长；反之，当第一螺纹块和第二螺纹块相互远离时，实现伸缩机构300的缩短。

在双头螺杆310的一端固定套接有伸缩齿轮330。第一关节机构200还包括复位弹簧220和离合电磁铁230，第一舵机210可滑动的安装在第一舵机座310上，第一舵机210的滑动方向与双头螺杆330平行，复位弹簧220的一端与第一舵机210连接，复位弹簧220的另一端与第一舵机座310连接，复位弹簧220的伸缩方向与第一舵机210的滑动方向平行，第一舵机210的输出轴上固定安装有驱动齿轮240，第一舵机210远离其输出轴的一端固定设置有衔铁轴。在承载板100的端部依次间隔设置有第二支板120、第一支板110和固定齿轮130，离合电磁铁230固定安装在第一支板110上，衔铁轴与第一支板110活动连接（衔铁轴可相对于第一支板110滑动，同时两者间可相对转动）并与离合电磁铁230相适配，第一舵机210滑动时驱动齿轮240与固定齿轮130啮合或与伸缩齿轮310啮合，第二支板120上可转动的设置有摆臂121，摆臂121与第一舵机座310固定连接，摆臂121的摆动回转中心、衔铁轴与第一舵机210的输出轴三者同轴设置。

该尺蠖机器人在正常步态运行时，离合电磁铁230处于失电状态，此时第一舵机210在复位弹簧220的作用下推出，驱动齿轮240与固定齿轮130啮合，此时支腿通过摆臂121的回转销轴和衔铁轴与承载板100形成转动关节，当第一舵机210转动时，可带动支腿绕该关节处摆动。

当该尺蠖机器人需要执行伸缩动作时，离合电磁铁230通电产生吸力，拉动210滑动，驱动齿轮240随之移动，脱开与固定齿轮130的啮合关系同时与伸缩齿轮330进入啮合。当第一舵机210转动，驱动齿轮240随之转动，通过伸缩齿轮330带动双头螺杆312转动，通过第一连杆311和第二连杆312的剪式伸缩结构实现支腿装置的伸缩过程。当完成指定的伸缩动作后，离合电磁铁230失电，复位弹簧220将第一舵机210推出，驱动齿轮240随之移动，与伸缩齿轮330的啮合关系脱开并进入与固定齿轮130的啮合，回到上述正常步态状态。

在上述动作中：

离合电磁铁230吸附衔铁后，可将衔铁轴吸紧使其无法转动，即使得前述关节处处于锁死状态，保证伸缩过程中整体结构的稳定性和控制的准确性。实际验证中，选用大吸附力的离合电磁铁可实现该锁紧效果，但会造成设备重量和体积的增大，且造价成本较高的问题，故在本实施例具体实施时，使衔铁轴的一端与第一舵机210的机体固定连接，衔铁轴的轴身与第一支板120活动连接，衔铁轴的另一端的铣削成多边形；离合电磁铁230处设置壳体，壳体的端部设置呈多边形孔状与该衔铁轴的端部适配，当离合电磁铁230吸紧衔铁轴时，衔铁轴的多边形端部结构插入壳体内，使其无法转动，实现上述关节锁死状态。另外，在具体实施时，为避免离合电磁铁230的磁吸作用对第一舵机120的运转造成影响，可采用隔磁材料制作第一舵机120的壳体或是在衔铁轴与第一舵机120之间增设隔磁层。

由于摆臂121与第一舵机座310固定连接，第一舵机座310不会出现横向位移，可保证结构的稳定性。

由于采用双头螺杆330带动剪式伸缩结构实现伸缩，可以通过选用细牙螺纹实现精确的伸缩位置控制，且其有较好的自锁性，驱动齿轮240与伸缩齿轮330脱开啮合后，停止的伸缩位置较为精确和稳定。进一步的，在第一滑块和第二滑块内均装设有电磁铁，第二舵机座320上的滑槽可与该电磁铁吸附，当不需要执行伸缩动作时，可使电磁铁通电将第一滑块和第二滑块与第二舵机座320固定，即将伸缩机构300锁死，避免该尺蠖机器人在执行动作时伸缩齿轮330被外界环境影响转动造成伸缩位置不准的情况发生。

整体而言，通过上述结构设计，伸缩动作和第一关节回转动作均通过第一舵机210驱动，无需增设额外的驱动装置，使得尺蠖机器人的整体结构紧凑、高度集成、成本相对较低，且动作控制精准度高，同时经集成后尺蠖机器人整体符合小型化（机器人整体呈与其步态动作相匹配的长条状，无额外凸出部的设计，可适用于结构狭小如管廊、沟渠之类的环境下使用）轻质化（对于攀爬类应用场景要求设备整体重量越轻越好）设计要求，进一步保证了对更多应用场景的适用需要。

进一步的，如图3所示，回转座520上固定设置有光轴521，光轴521与回转舵机510的输出轴同轴设置，连接板530套设在光轴521上，连接板530与光轴521之间设置有推力球轴承，回转舵机510的输出轴上固定连接有传递板511，传递板511与连接板530通过螺栓固定连接。若回转舵机510的输出轴直接与连接板530连接，在该尺蠖机器人在运行过程中，回转舵机510会承担整个机器人的大部分重力影响，且随着尺蠖机器人的动作，该重力影响方向随时发生变化，极易对回转舵机510造成损伤。通过上述设计，该变化的力的影响直接是通过连接板530施加于推力球轴承处，回转舵机510在运转时仅需通过传递板511带动连接板530转动即可，其整个动作过程仅承担输出轴圆周上的负荷，这有利于保证回转舵机510的使用寿命和运转控制精确。

在具体实施时，回转座520底部开设有若干安装孔，回转座520底部可安装多种足面模块，如电磁吸附模块、真空吸附模块、管夹抱箍模块等，以适用不同应用场景的使用要求。

进一步的，回转座520远离承载板100的一端安装有摄像头，可对尺蠖机器人行进方向的前后方进行观测。观测的结果可以方便远程控制，还可以传回数据，方便对探伤缺陷位置进行标记等。在承载板100的顶部设置有全景摄像头，可对尺蠖机器人整个运行环境进行全景观测。全景观测的结果可方便掌握尺蠖机器人整体运行状态和运行位置，可与机器人控制急停系统连接，避免环境外物对机器人造成影响或是损伤等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，包括承载板（100），所述承载板（100）的两端对称设置有支腿装置，其特征在于，所述支腿装置包括依次设置的第一关节机构（200）、伸缩机构（300）、第二关节机构（400）和回转机构（500）；

所述第一关节机构（200）包括第一舵机（210），所述第二关节机构（400）包括第二舵机（410），所述回转机构（500）包括回转座（520）、回转舵机（510）和连接板（530），所述回转舵机（510）固定设置于回转座（520）上，所述回转舵机（510）的输出轴与所述连接板（530）的一端固定连接；

所述伸缩机构（300）的一端通过所述第一舵机（210）与所述承载板（100）可转动的连接，所述伸缩机构（300）的另一端通过所述第二舵机（410）与所述连接板（530）远离所述回转舵机（510）的一端可转动连接，所述第一舵机（210）的输出轴和第二舵机（410）的输出轴相互平行，所述第二舵机（410）的输出轴与所述回转舵机（510）的输出轴呈空间垂直关系。

2.根据权利要求1所述的一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其特征在于，

所述伸缩机构（300）包括第一舵机座（310）、第二舵机座（320）、第一连杆（311）和第二连杆（312），所述第一舵机座（310）上可转动的设置有双头螺杆（312），所述双头螺杆（312）从其中部开始向两端的螺纹旋向相反，所述双头螺杆（312）的两端分别通过螺纹连接有第一螺纹块和第二螺纹块，所述第一螺纹块和第二螺纹块均与所述第一舵机座（310）滑动连接，所述双头螺杆（310）的一端固定套接有伸缩齿轮（330），所述第二舵机座（320）上开设有滑槽，所述滑槽与所述双头螺杆（312）平行，所述滑槽内可滑动的设置有第一滑块和第二滑块，所述第一连杆（311）的中部和所述第二连杆（321）的中部铰接，所述第一连杆（311）的一端与所述第一螺纹块铰接，所述第一连杆的另一端与所述第二滑块铰接，所述第二连杆（321）的一端与所述第二螺纹块铰接，所述第二连杆（321）的另一端与所述第一滑块铰接；

所述第一关节机构（200）还包括复位弹簧（220）和离合电磁铁（230），所述第一舵机（210）可滑动的安装在所述第一舵机座（310）上，所述第一舵机（210）的滑动方向与所述双头螺杆（330）平行，所述复位弹簧（220）的一端与所述第一舵机（210）连接，所述复位弹簧（220）的另一端与所述第一舵机座（310）连接，所述复位弹簧（220）的伸缩方向与所述第一舵机（210）的滑动方向平行，所述第一舵机（210）的输出轴上固定安装有驱动齿轮（240），所述第一舵机（210）远离其输出轴的一端固定设置有衔铁轴；

所述承载板（100）的端部依次间隔设置有第二支板（120）、第一支板（110）和固定齿轮（130），所述离合电磁铁（230）固定安装在所述第一支板（110）上，所述衔铁轴与所述第一支板（110）活动连接并与所述离合电磁铁（230）相适配，所述第一舵机（210）滑动时所述驱动齿轮（240）与所述固定齿轮（130）啮合或与所述伸缩齿轮（310）啮合，所述第二支板（120）上可转动的设置有摆臂（121），所述摆臂（121）与第一舵机座（310）固定连接，所述摆臂（121）的摆动回转中心、所述衔铁轴与所述第一舵机（210）的输出轴三者同轴设置；

所述第二舵机（410）固定安装在所述第二舵机座（320）上，所述第二舵机（410）的输出轴与所述连接板（530）远离所述回转舵机（510）的一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其特征在于，所述第一滑块和第二滑块内均装设有电磁铁，所述滑槽可与所述电磁铁吸附。

4.根据权利要求1所述的一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其特征在于，所述回转座（520）上固定设置有光轴（521），所述光轴（521）与所述回转舵机（510）的输出轴同轴设置，所述连接板（530）套设在所述光轴（521）上，所述连接板（530）与所述光轴（521）之间设置有推力球轴承，所述回转舵机（510）的输出轴上固定连接有传递板（511），所述传递板（511）与所述连接板（530）通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其特征在于，所述回转座（520）底部开设有若干安装孔，所述回转座（520）底部可安装多种足面模块。

6.根据权利要求1所述的一种用于结构件探伤的仿生尺蠖机器人，其特征在于，所述承载板（100）的顶部设置有全景摄像头，所述承载板（100）的底部安装有探伤仪，所述回转座（520）远离所述承载板（100）的一端安装有摄像头。

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