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原文传递一种柔性仿生的气动爬壁机器人

专利名称：	一种柔性仿生的气动爬壁机器人
摘要：	本发明公开了一种柔性仿生的气动爬壁机器人，涉及机器人技术领域。该爬壁机器人包括位于头部的转向柔性机构、位于尾部的直行仿生机构以及吸附机构。爬壁机器人在行进运动时，可分为直线行进模式和转弯行进模式。通过对柔性关节的控制可以实现爬壁机器人的转弯动作，使得爬壁机器人在转弯行进模式下具有良好的柔顺性和灵活性；基于仿生学原理设计了气缸驱动仿生关节，使得爬壁机器人的直线行进运动与尺蠖爬行前进的运动原理相似，因此爬壁机器人在直线行进模式下具有很强的仿生性，对爬壁环境的适应能力更强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	河北省科学院应用数学研究所
发明人：	张英坤;程煜;郝存明;任亚恒;吴立龙;姚利彬;赵航
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910471998.6
公开号：	CN110155201A
代理机构：	石家庄开言知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	赵俊娇
分类号：	B62D57/024(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	050000 河北省石家庄市桥西区友谊南大街46号河北省科学院1号611
主权项：	1.一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：包括位于头部的转向柔性机构、位于尾部的直行仿生机构以及吸附机构；转向柔性机构，包括前后平行设置的前横梁(101)和后横梁(102)，于前、后横梁(102)之间设有柔性关节(103)；所述柔性关节(103)具有间隔且呈镜像设置的两组，所述柔性关节(103)的前端与前横梁(101)活动连接，后端与后横梁(102)固定，每一柔性关节(103)由一气动系统单独控制，通过每一柔性关节(103)变形后直线长度的改变，分别用于驱动前横梁(101)向左转向和向右转向；直行仿生机构，包括导行杆(201)、连接轴、支撑臂(202)和直行气缸(203)；所述导行杆(201)与转向柔性机构位于同一爬行面内，其前端固定于后横梁(102)的中部，其后端沿其长度开设有第二调节长孔；所述连接轴包括平行设置的前轴体(204)和后轴体(205)，所述前轴体(204)与导行杆(201)的前端固定，所述后轴体(205)位于第二调节长孔内，且后轴体(205)的中部截面呈与第二调节长孔相匹配的矩形，所述前轴体(204)和后轴体(205)的两端均等长延伸至导行杆(201)的两侧；所述支撑臂(202)包括呈夹角设置的前支臂(2021)和后支臂(2022)，所述前支臂(2021)与后支臂(2022)的上端铰接，且于二者之间固定有用于驱动二者夹角复位缩小的第二弹簧体，所述前支臂(2021)和后支臂(2022)的下端分别与前轴体(204)和后轴体(205)可转动连接；所述直行气缸(203)连接有气动系统，用于驱动两支撑臂(202)夹角改变；吸附机构，与爬行面垂直设置，包括至少固定于前横梁(101)两端的第一吸盘(301)、固定于前轴体(204)或后横梁(102)两端的第二吸盘(302)、以及固定于后轴体(205)两端的第三吸盘(303)，每一组吸盘连接有一独立控制的真空吸附系统。 2.根据权利要求1所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：每一所述柔性关节(103)包括前连接件(104)、后连接件(105)、板弹簧(106)和转向气缸(107)；所述前连接件(104)呈钝角结构，其开口朝内设置，于前连接件(104)的前端开设有第一调节长孔，所述第一调节长孔与前横梁(101)通过竖直设置的第一轴体活动连接；所述后连接件(105)与后横梁(102)固定；所述板弹簧(106)的两端分别与前连接件(104)和后连接件(105)固定；所述转向气缸(107)连接有气动系统，其两端借助L形的支座(108)固定于板弹簧(106)的外侧，所述转向气缸(107)与支座(108)铰接，且转向气缸(107)与板弹簧(106)之间具有空间。 3.根据权利要求2所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：所述第一调节长孔内固定有能够被第一轴体压缩的第一弹簧体。 4.根据权利要求2所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：所述板弹簧(106)为变截面式。 5.根据权利要求1所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：所述直行气缸(203)为带有磁石的微型气缸，并配合有磁性开关协同工作。 6.根据权利要求2所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：所述转向气缸(107)和直行气缸(203)为带有磁石的微型气缸，并配合有磁性开关协同工作。 7.根据权利要求1所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：所述支撑臂(202)具有对称设于导行杆(201)两侧的两组。 8.根据权利要求7所述的一种柔性仿生的气动爬壁机器人，其特征在于：于两前支臂(2021)之间固定有一转杆(206)，所述直行气缸(203)的一端与转杆(206)的中部可转动连接，另一端通过U形连接件与后轴体(205)可转动连接。
所属类别：	发明专利