CN210882381U - 一种仿生攀爬机器人平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种仿生攀爬机器人平台，包括平台主体(1)，一端与所述平台主体(1)铰接的上攀爬臂(3)和下攀爬臂(4)，所述上攀爬臂(3)和下攀爬臂(4)的另一端分别与上夹持爪(5)和下夹持爪(6)相连，所述上夹持爪(5)包括上云台(51)、上双指手爪(52)和二个模块化指单元(53)；所述上双指手爪(52)的根部与上云台(51)铰接，其端部各与一模块化指单元(53)可拆式固定连接，所述上云台还与上攀爬臂(3)的端部连接。本实用新型的仿生攀爬机器人平台，可实现功能多，攀爬效率高。

Description

一种仿生攀爬机器人平台

技术领域

本实用新型属于应用平台技术领域，特别是一种可实现功能多，攀爬效率高的仿生攀爬机器人平台。

背景技术

在生活中和战场环境中都可能会遇到高空作业的情况，需要进行携带设备至高空固定，如树林中进行高空监测，不仅要将传感设备携带至高处坐标，还要满足实际环境中隐蔽性、负重性和轻便型的需求。常用的解决高空运送问题的方案有攀爬机器人和无人机两种方式，但树林等非空旷环境不利于无人机作业，而已有的攀爬机器人方式仍存在几点不足：(1)连续运动式攀爬机器人平台利用轮子或履带与被爬杆件表面的摩擦力来完成快速攀爬运动，对于非圆杆件或圆形杆件表面存在较大障碍物或者树木等复杂攀爬对象时则显得无能为力；(2)步进式串联攀爬机器人平台通常有着非常巧妙的运动机构，允许其在负载环境中做各种运动，但控制复杂，整体移动速度很慢，在实际应用中效率不高；(3)并联机器人平台机械结构简单，重量轻，运动精度高，不需要提供大转矩的电机，不过运动学和动力学求解复杂，其作业空间较串联机器人显得略小。因此现有攀爬机器人平台技术存在的问题是：攀爬机器人攀爬环境受限、攀爬效率受限、运载能力受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生攀爬机器人平台，可应对环境多，攀爬效率高，续航时间长，负重能力强。

实现本实用新型目的的技术方案为：

一种仿生攀爬机器人平台，包括平台主体1，一端与所述平台主体1铰接的上攀爬臂3和下攀爬臂4，所述上攀爬臂3和下攀爬臂4的另一端分别与上夹持爪5和下夹持爪6相连，所述上夹持爪5包括上云台51、上双指手爪52和二个模块化指单元53；

所述上双指手爪52的根部与上云台51铰接，其端部各与一模块化指单元53可拆式固定连接，所述上云台还与上攀爬臂3的端部连接。

所述下夹持爪6包括下云台61、下双指手爪62和二个模块化指单元63；

所述下双指手爪62的根部与下云台61铰接，其端部各与一模块化指单元63可拆式固定连接，所述下云台还与下攀爬臂4的端部连接。

与现有技术相比，本实用新型的显著优点在于：

1可应对环境多：本实用新型的仿生攀爬机器人平台，设置有多个可更换在爪部主体上的模块化指单元，通过更换模块化指单元，可帮助仿生攀爬机器人应对多种不同攀爬环境。

2攀爬效率高：本实用新型的仿生攀爬机器人平台有三种攀爬方式，根据攀爬环境的不同，合理选择攀爬方式，周向旋转式攀爬可有效解决凸起的阻碍问题，轴向旋转式攀爬可有效解决枝杈的阻碍问题。

3续航时间长：本实用新型的仿生攀爬机器人平台到达指定位置后，可锁紧手爪，断开除负载所需用电以外的其他供电，延长续航时间。

4负重能力强：本实用新型的仿生攀爬机器人平台与同体积无人机平台相比，负重能力强，可搭载更多设备。

综上，该种新型仿生攀爬机器人平台具有广泛的实用性，以解决上述背景技术中提出的现有的攀爬机器人平台攀爬环境受限，攀爬效率低；无人机平台续航能力与负重能力有限的问题，有很高的推广价值。

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型仿生攀爬机器人平台的结构示意图。

图2为模块化指单元与双指手爪连接细部图。

图中：平台主体1，上攀爬臂3，下攀爬臂4，上夹持爪5，下夹持爪6，

上云台51，上双指手爪52，模块化指单元53，

下云台61，下双指手爪62，模块化指单元63，

永磁体521、531，

凸起532，凹槽522。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型仿生攀爬机器人平台，包括平台主体1，一端与所述平台主体1铰接的上攀爬臂3和下攀爬臂4，所述上攀爬臂3和下攀爬臂4的另一端分别与上夹持爪5和下夹持爪6相连。

所述上夹持爪5包括上云台51、上双指手爪52和二个模块化指单元53；

所述上双指手爪52的根部与上云台51铰接，其端部各与一模块化指单元53可拆式固定连接，所述上云台还与上攀爬臂3的端部连接。

所述下夹持爪6包括下云台61、下双指手爪62和二个模块化指单元63；

所述下双指手爪62的根部与下云台61铰接，其端部各与一模块化指单元63可拆式固定连接，所述下云台还与下攀爬臂4的端部连接。

模块化指单元53、63可根据不同的攀爬环境加以更换，从而大大提高了机器人平台的环境适应能力。

实际上，上夹持爪5与下夹持爪6的结构是相同的，模块化指单元53、63的结构也是相同的，从而便用更换。

上云台51、下云台61的设置为上攀爬臂3和下攀爬臂4提供了更多的自由度。

还包括可拆式固定在所述平台主体1上的传感器模块2。

作为承载平台，平台主体1上可搭载各种传感器模块2，通过更换平台主体上的传感器模块，可应对多种不同任务。

作为改进方案，

所述上双指手爪52的端部设有永磁体521，与之对应的模块化指单元53上也设有永磁体531，设在上双指手爪52端部的永磁体521的极性可调换。

如图2所示，作为进一步改进，

所述上双指手爪52的端部设有凹槽522，与之对应的模块化指单元53上设有与所述凹槽522匹配的凸起532，当设在上双指手爪52端部的永磁体521设在模块化指单元53上的永磁体531极性相反时，模块化指单元53上的凸起532嵌入上双指手爪52上的凹槽522内。

优选地，

所述上攀爬双臂3的材质为铝合金。

铝合金材质有助于提高仿生攀爬机器人整体稳定性，防止断裂。

优选地，

所述上夹持爪5的材质为3D打印聚乳酸PLA材料。

下面简介本实用新型的工作过程。

在使用本实用新型仿生攀爬机器人平台时，首先，根据要完成的任务选择合适的传感器模块2，将其固定在平台主体1上，再根据攀爬环境的需求，更换合适的模块化指单元53,63，拆卸模块化指单元53,63时翻转圆形卡槽521,621上的永磁体522,622使永磁体522,622与永磁体532,632同性相对，由于斥力作用可以方便地进行拆卸；安装模块化指单元53,63时翻转圆形卡槽521,621上的永磁体522,622使永磁体522,622与永磁体532,632异性相对，由于引力作用可以方便地进行安装。将仿生攀爬机器人平台放置在需要攀爬的物体上，蠕动式攀爬时下夹持爪6先松开，向上夹持爪5靠近后抓紧，然后上夹持爪5松开向上远离下夹持爪6后抓紧，循环此过程可实现仿生攀爬机器人的蠕动式攀爬；周向旋转式攀爬时，下夹持爪6抓紧，上夹持爪5松开绕被攀爬物体旋转后抓紧，实现仿生攀爬机器人的周向旋转式攀爬；轴向旋转式攀爬时，上夹持爪5抓紧，下夹持爪6松开从旁边环绕运动至上夹持爪5上方，此时上夹持爪5变为下夹持爪6，下夹持爪6变为上夹持爪5，循环此过程可实现仿生攀爬机器人的轴向旋转式攀爬。

Claims (6)

1.一种仿生攀爬机器人平台，包括平台主体(1)，一端与所述平台主体(1)铰接的上攀爬臂(3)和下攀爬臂(4)，所述上攀爬臂(3)和下攀爬臂(4)的另一端分别与上夹持爪(5)和下夹持爪(6)相连，其特征在于：

所述上夹持爪(5)包括上云台(51)、上双指手爪(52)和二个上模块化指单元(53)；

所述上双指手爪(52)的根部与上云台(51)铰接，其端部各与一上模块化指单元(53)可拆式固定连接，所述上云台还与上攀爬臂(3)的端部连接；

所述下夹持爪(6)包括下云台(61)、下双指手爪(62)和二个下模块化指单元(63)；

所述下双指手爪(62)的根部与下云台(61)铰接，其端部各与一下模块化指单元(63)可拆式固定连接，所述下云台还与下攀爬臂(4)的端部连接。

2.根据权利要求1所述的仿生攀爬机器人平台，其特征在于：

还包括可拆式固定在所述平台主体(1)上的传感器模块(2)。

3.根据权利要求1所述的仿生攀爬机器人平台，其特征在于：

所述上双指手爪(52)的端部设有上双指手爪永磁体(521)，与之对应的上模块化指单元(53)上也设有上模块化指单元永磁体(531)，设在上双指手爪(52)端部的上双指手爪永磁体(521)的极性可调换。

4.根据权利要求3所述的仿生攀爬机器人平台，其特征在于：

所述上双指手爪(52)的端部设有凹槽(522)，与之对应的模块化指单元(53)上设有与所述凹槽(522)匹配的凸起(532)，当设在上双指手爪(52)端部的永磁体(521)设在模块化指单元(53)上的永磁体(531)极性相反时，模块化指单元(53)上的凸起(532)嵌入上双指手爪(52)上的凹槽(522)内。

5.根据权利要求1至4之一所述的仿生攀爬机器人平台，其特征在于：

所述上攀爬臂(3)的材质为铝合金。

6.根据权利要求1至4之一所述的仿生攀爬机器人平台，其特征在于：

所述上夹持爪(5)的材质为3D打印聚乳酸材料。

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