CN220743211U - 一种仿生爬行机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生爬行机器人，包括中心轴、铰接在中心轴两侧的一对爬行臂以及铰接在爬行臂远离中心轴一端的吸盘，两根爬行臂之间铰接有相互伸缩套接的套筒和齿条，所述套筒的下方通过支架转动连接有齿轮，该齿轮的边缘穿过套筒下表面的开孔并伸入套筒内与齿条相啮合；所述齿轮的一侧同轴安装有伺服电机，且齿轮的另一侧同轴连接有卷辊，所述吸盘的内部滑动连接有活塞块，所述活塞块与卷辊之间通过细绳进行连接，该细绳远离活塞块的一端与卷辊缠绕连接，且两根细绳的缠绕方向相反。本实用新型设置整个机器人由一个驱动件进行驱动即可完成吸附爬行的整个动作，用于模拟尺蠖爬行，有效节约了整个机器的耗能。

Description

一种仿生爬行机器人

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人技术领域，尤其是一种仿生爬行机器人。

背景技术

近年来，爬行机器人是机器人研究领域的热点，在情景游戏体验馆中，会利用仿生机器人来增加情景游戏体验感，传统的轮式爬行机器人虽然有良好的机动性，但是在冰雪路面上，由于摩擦系数低，其运动的稳定性会受到影响，为此，市面上出现了通过观察壁虎、蜥蜴等爬行动物的爬行规律而设计制造的吸附式仿生爬行机器人，如申请号为201521059727.3的中国专利所示。

但是该设备在进行吸附式爬行过程中，其机器人本体在移动时需要利用气缸进行驱动，同时机器人的每一个支脚又设置为真空吸盘配合气缸的结构，需要利用气缸伸缩驱动真空吸盘才能吸附地面，导致整个机器人在移动爬行时耗能较大，存在制造和使用成本较高的问题。

为此，我们提出一种仿生爬行机器人解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生爬行机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种仿生爬行机器人，包括中心轴、铰接在中心轴两侧的一对爬行臂以及铰接在爬行臂远离中心轴一端的吸盘，两根爬行臂之间铰接有相互伸缩套接的套筒和齿条，且套筒通过伸缩杆吊接在中心轴下方，所述套筒的下方通过支架转动连接有齿轮，该齿轮的边缘穿过套筒下表面的开孔并伸入套筒内与齿条相啮合；

所述齿轮的一侧同轴安装有伺服电机，且齿轮的另一侧同轴连接有卷辊，所述吸盘的内部滑动连接有活塞块，且活塞块与吸盘的内顶部之间安装有弹片，所述活塞块与卷辊之间通过细绳进行连接，该细绳远离活塞块的一端与卷辊缠绕连接，且两根细绳的缠绕方向相反。

在进一步的实施例中，所述吸盘的下边缘连接有耐磨垫，且耐磨垫采用弹性材质。

在进一步的实施例中，所述卷辊的中段设有隔片，且隔片的两侧均开设有环槽。

在进一步的实施例中，所述活塞块的底部转动连接有滚轮。

在进一步的实施例中，所述吸盘的顶部开孔内壁上转动连接有导轮，该导轮的中间细两端粗，且细绳与导轮的细部外壁紧密贴合。

在进一步的实施例中，所述伸缩杆由相互套接伸缩的套管和芯杆组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型设置伺服电机在带动齿轮旋转时：一方面可以利用与齿条的啮合作用而扩大两爬行臂之间的距离，实现爬行的效果，另一方面还可以带动卷辊收卷一侧的细绳同时放散另一侧的细绳，使得与移动的爬行臂相连的吸盘可以解除负压吸附状态，便于其移动，而另一侧的吸盘则可以牢牢吸住地面提高整个机器人的稳定性，整个机器人由一个驱动件进行驱动即可完成吸附爬行的整个动作，用于模拟尺蠖爬行，有效节约了整个机器的耗能。

附图说明

图1为本实用新型正面结构示意图；

图2为本实用新型背面结构示意图；

图3为本实用新型吸盘内部截面结构示意图；

图4为本实用新型卷辊与细绳缠绕结构示意图。

图中：1、中心轴；2、爬行臂；3、吸盘；31、耐磨垫；4、伸缩杆；5、套筒；6、齿条；7、齿轮；8、伺服电机；9、卷辊；91、隔片；10、细绳；11、活塞块；12、弹片；13、滚轮；14、导轮。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种仿生爬行机器人，包括中心轴1、铰接在中心轴1两侧的一对爬行臂2以及铰接在爬行臂2远离中心轴1一端的吸盘3，两根爬行臂2之间设有相互伸缩套接的套筒5和齿条6，其中套筒5远离齿条6的一端与其中一个爬行臂2相铰接，而齿条6远离套筒5的一端与另一个爬行臂2相铰接，套筒5的上方与中心轴1之间连接有伸缩杆4，用于对套筒5进行限位，考虑到爬行臂2在张开爬行时，套筒5与中心轴1之间的距离变短，因此设置伸缩杆4由相互套接伸缩的套管和芯杆组成，便于在爬行臂2爬行移动时适应性的伸缩调节长短，套筒5的下方通过支架转动连接有齿轮7，该齿轮7的边缘穿过套筒5下表面的开孔并伸入套筒5内与齿条6相啮合，齿轮7顺时针转动时，即可利用啮合作用带动齿条6伸出套筒5，进而推动与齿条6相铰接的爬行臂2移动远离另一个爬行臂2，移动一段距离，实现模拟尺蠖爬行的效果。

请参阅图1-3，为了更好的控制齿轮7旋转，设置齿轮7的一侧同轴安装有伺服电机8，伺服电机8的主体部分与支架相固定，其输出轴与齿轮7同轴连接，以便于带动齿轮7旋转，且齿轮7的另一侧同轴连接有卷辊9，吸盘3的内部滑动连接有活塞块11，且活塞块11与吸盘3的内顶部之间安装有弹片12，活塞块11与卷辊9之间通过细绳10进行连接，设置细绳10远离活塞块11的一端与卷辊9缠绕连接，且两根细绳10的缠绕方向相反，具体的靠近与齿条6相铰接的爬行臂2一侧的细绳10逆时针缠绕在卷辊9上，而另一侧的细绳10由顺时针缠绕在卷辊9上，使得齿轮7顺时针转动时，与齿条6相铰接的爬行臂2一侧的细绳10逐渐散开，进而使得细绳10的另一端松开活塞块11，活塞块11在弹片12的弹力作用下下移，吸盘3下方空间压强增大，从而解除负压状态，使得吸盘3脱离地面，以便于其跟随爬行臂2移动；同时另一侧的细绳10逐渐收紧，牵拉活塞块11上移，压缩弹片12缩短，吸盘3底部压强减小，从而吸附住地面，使得另一个爬行臂2处于定位状态，保证机器人的稳定性，当移动的爬行臂2移动到一段距离以后，此时控制伺服电机8带动齿轮7逆时针转动，此时控制连接移动爬行臂2的吸盘3吸住地面，同时定位的爬行臂2的吸盘3松开，定位的爬行臂2即可逐渐向移动的爬行臂2收拢，完成一个完整的尺蠖爬行动作。

请参阅图3，为了保证吸盘3吸附时的稳定性，设置吸盘3的下边缘连接有耐磨垫31，且耐磨垫31采用弹性材质，以便于提高吸盘3与地面贴合的紧密性，减少漏气，同时在活塞块11的底部转动连接有滚轮13，使得活塞块11在下压时可以带动滚轮13接触地面，进而利用滚轮13的滚动作用辅助吸盘3的移动，减少摩擦阻力，也减少对耐磨垫31摩擦损耗。

请参阅图4，为了防止两根细绳10在收放时产生干扰，设置卷辊9的中段设有隔片91，且隔片91的两侧均开设有环槽，一根细绳10对应一个环槽，从而使得隔片91将两根细绳10的缠绕区域隔开，使其互不干扰。

请参阅图3，为了减少细绳10在穿出吸盘3的顶部时与吸盘3之间发生摩擦损耗，在吸盘3的顶部开孔内壁上转动连接有导轮14，该导轮14的中间细两端粗，且细绳10与导轮14的细部外壁紧密贴合，进而利用导轮14的转动作用减少与细绳10之间的摩擦，从而延长细绳10的使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种仿生爬行机器人，包括中心轴(1)、铰接在中心轴(1)两侧的一对爬行臂(2)以及铰接在爬行臂(2)远离中心轴(1)一端的吸盘(3)，其特征在于：两根爬行臂(2)之间铰接有相互伸缩套接的套筒(5)和齿条(6)，且套筒(5)通过伸缩杆(4)吊接在中心轴(1)下方，所述套筒(5)的下方通过支架转动连接有齿轮(7)，该齿轮(7)的边缘穿过套筒(5)下表面的开孔并伸入套筒(5)内与齿条(6)相啮合；

所述齿轮(7)的一侧同轴安装有伺服电机(8)，且齿轮(7)的另一侧同轴连接有卷辊(9)，所述吸盘(3)的内部滑动连接有活塞块(11)，且活塞块(11)与吸盘(3)的内顶部之间安装有弹片(12)，所述活塞块(11)与卷辊(9)之间通过细绳(10)进行连接，该细绳(10)远离活塞块(11)的一端与卷辊(9)缠绕连接，且两根细绳(10)的缠绕方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于：所述吸盘(3)的下边缘连接有耐磨垫(31)，且耐磨垫(31)采用弹性材质。

3.根据权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于：所述卷辊(9)的中段设有隔片(91)，且隔片(91)的两侧均开设有环槽。

4.根据权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于：所述活塞块(11)的底部转动连接有滚轮(13)。

5.根据权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于：所述吸盘(3)的顶部开孔内壁上转动连接有导轮(14)，该导轮(14)的中间细两端粗，且细绳(10)与导轮(14)的细部外壁紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于：所述伸缩杆(4)由相互套接伸缩的套管和芯杆组成。