本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種越障爬行機(jī)器人。

背景技術(shù)：

機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、救援、探測(cè)等眾多領(lǐng)域，傳統(tǒng)機(jī)器人一般由剛性模塊通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接構(gòu)成，每個(gè)運(yùn)動(dòng)副提供一個(gè)(或多個(gè))平動(dòng)自由度或轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這種機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)精確的優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)機(jī)器人主要通過(guò)變形輪、履帶、腿式等方式實(shí)現(xiàn)越障移動(dòng)，無(wú)法擺脫沉重機(jī)身與固定結(jié)構(gòu)的限制，其靈活性與可變形性較差，在狹窄縫隙以及復(fù)雜平面上的運(yùn)動(dòng)性較差。為增加機(jī)器人柔軟度，目前科研人員設(shè)計(jì)出了一系列軟體機(jī)器人，如象鼻機(jī)械臂、蛇形機(jī)器人等。然而，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，軟體機(jī)器人都需要在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人一統(tǒng)天下的局面中打開(kāi)市場(chǎng)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料運(yùn)用到打印制造，軟體機(jī)器人都與傳統(tǒng)機(jī)器人截然不同，它的產(chǎn)業(yè)化就意味著要顛覆整個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈，目前推廣應(yīng)用困難較大。如果在傳統(tǒng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，為之賦予一定的柔軟度，實(shí)現(xiàn)與軟體機(jī)器人相近的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)，將解決這一問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何一種越障爬行機(jī)器人，使其在傳統(tǒng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，具有一定的柔軟度，以適應(yīng)多變的空間及障礙。

為此目的，本實(shí)用新型提出了一種越障爬行機(jī)器人，包括：驅(qū)動(dòng)模塊和多個(gè)互相連接的爬行組件；所述爬行組件包括第一模塊和第二模塊；所述第一模塊和第二模塊之間通過(guò)回復(fù)模塊連接；所述第一模 塊和第二模塊的外形均為等邊三角形；其中，至少一個(gè)爬行組件還包括牽拉模塊和傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的兩端設(shè)有滾輪；所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述牽拉模塊和傳動(dòng)軸。

優(yōu)選的，所述回復(fù)模塊為扭簧。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)模塊為直流電機(jī)。

優(yōu)選的，所示驅(qū)動(dòng)模塊包括用于驅(qū)動(dòng)所述牽拉模塊的拉線電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)和用于推動(dòng)所述機(jī)器人前進(jìn)的推動(dòng)電機(jī)。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人的至少前后兩個(gè)爬行組件包括傳動(dòng)軸和牽拉模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊連接前后兩個(gè)爬行組件的傳動(dòng)軸和牽拉模塊。

優(yōu)選的，所述牽拉模塊為拉線，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)所述拉線連接所述爬行組件的第一模塊或第二模塊。

優(yōu)選的，所述爬行組件為8個(gè)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種越障爬行機(jī)器人，通過(guò)多個(gè)等邊三角形的模塊化結(jié)構(gòu)，以牽拉模塊與回復(fù)模塊相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，在軟體機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)器人之間尋找柔韌性與機(jī)動(dòng)性的平衡，在不顛覆傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使其更具有柔韌性，將傳統(tǒng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性與軟體機(jī)器人的可變形性相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)空間越障提供更多可能。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的越障爬行機(jī)器人，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變形可控性強(qiáng)，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小，以牽拉模塊與回復(fù)模塊相結(jié)合的三方向變形方式，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、簡(jiǎn)易性與軟體機(jī)器人的可變形、適應(yīng)性的結(jié)合，使機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)平面、縫隙、管道等環(huán)境的運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的越障爬行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的以等邊三角形為基礎(chǔ)的模塊拼接結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型又一實(shí)施例提供的以等邊三角形為基礎(chǔ)的模塊拼接結(jié)構(gòu)變形后的示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種越障爬行機(jī)器人，包括：驅(qū)動(dòng)模塊和多個(gè)互相連接的爬行組件；所述爬行組件包括第一模塊1和第二模塊2；所述第一模塊1和第二模塊2之間通過(guò)回復(fù)模塊連接；所述第一模塊1和第二模塊2的外形均為等邊三角形；其中，至少一個(gè)爬行組件還包括牽拉模塊5和傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的兩端設(shè)有滾輪3；所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述牽拉模塊5和傳動(dòng)軸(傳動(dòng)軸和回復(fù)裝置在圖中未畫(huà)出)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種越障爬行機(jī)器人，通過(guò)多個(gè)等邊三角形的模塊化結(jié)構(gòu)，以牽拉模塊5與回復(fù)模塊相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，在軟體機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)器人之間尋找柔韌性與機(jī)動(dòng)性的平衡，在不顛覆傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使其更具有柔韌性，將傳統(tǒng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性與軟體機(jī)器人的可變形性相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)空間越障提供更多可能。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的越障爬行機(jī)器人，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變形可控性強(qiáng)，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小，以牽拉模塊5與回復(fù)模塊相結(jié)合的三方向變形方式，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、簡(jiǎn)易性與軟體機(jī)器人的可變形、適應(yīng)性的結(jié)合，使機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)平面、縫隙、管道等環(huán)境的運(yùn)行。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的越障爬行機(jī)器人是一種類軟體機(jī)器人，在傳統(tǒng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，具有一定的柔軟度。如圖2 所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的越障爬行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是以多個(gè)等邊三角形為基礎(chǔ)的第一模塊1和第二模塊2拼接而成。如圖3所示，第一模塊1和第二模塊2拼接而成的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)彎曲變形。其中，第一模塊1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖4所示，第二模塊2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖5所示。通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)該機(jī)器人前進(jìn)，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)模塊為直流電機(jī)。采用直流電機(jī)前拉后推的方式進(jìn)行機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)。為了避免對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)帶來(lái)阻礙，該驅(qū)動(dòng)模塊可以集中于某個(gè)第一模塊1或者某個(gè)第二模塊2的上表面。

優(yōu)選的，為了給機(jī)器人提供足夠的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)模塊可以包括用于驅(qū)動(dòng)牽拉模塊5的拉線電機(jī)6，用于驅(qū)動(dòng)滾輪3轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)4和用于推動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)的推動(dòng)電機(jī)7。推動(dòng)電機(jī)7可以設(shè)置在機(jī)器人機(jī)身的下方。在遇到障礙物時(shí)，拉線電機(jī)6驅(qū)動(dòng)牽拉模塊5進(jìn)行第一模塊1或第二模塊2的抬升，并通過(guò)回復(fù)模塊使爬行組件貼合障礙表面，防止機(jī)器人后翻或在直角處卡住。

需要解釋的是，等邊三角形作為最基本二維圖形，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與正四邊形相比，等邊三角形設(shè)計(jì)出的模型具有三個(gè)方向的自由度，而正四邊形只有兩個(gè)方向的自由度。再與正五邊及以上多邊形相比，正三角形的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，變形更加可控，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述回復(fù)模塊為扭簧。多個(gè)爬行組件的第一模塊1和第二模塊2之間通過(guò)扭簧連接。扭簧的線徑為1.4毫米，外徑為13毫米，圈數(shù)為2。

在越障過(guò)程中，當(dāng)?shù)谝荒K1和第二模塊2需要向下貼合時(shí)，利用扭簧代替雙方向牽拉模塊，使第一模塊1和第二模塊2貼合障礙表面，防止后翻或在直角處卡住。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述機(jī)器人的至少前后兩個(gè)爬行組件包括傳動(dòng)軸和牽拉模塊5；所述驅(qū)動(dòng)模塊連接前后兩個(gè)爬行組 件的傳動(dòng)軸和牽拉模塊5。

需要說(shuō)明的是，為了防止機(jī)器人在爬直角時(shí)卡在拐角處，在后驅(qū)的基礎(chǔ)上增加前驅(qū)動(dòng)輪，使前端施加拉力將機(jī)器人拽上障礙，所以至少在機(jī)器人的前后兩個(gè)爬行組件設(shè)置傳動(dòng)軸和牽拉模塊5，傳動(dòng)軸的兩端設(shè)置滾輪3，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到前后雙驅(qū)動(dòng)方式。

另外，根據(jù)需要，還可以給機(jī)器人的最左端和最右端也設(shè)置兩個(gè)滾輪3，來(lái)減小機(jī)器人爬行的障礙。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述牽拉模塊5為拉線，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)所述拉線連接所述爬行組件的第一模塊1或第二模塊2。

需要說(shuō)明的是，拉線的作用就是在遇到障礙物時(shí)，通過(guò)拉線的方式進(jìn)行第一模塊1或者第二模塊2的抬升，來(lái)使爬行組件越過(guò)障礙物。驅(qū)動(dòng)模塊為拉線拉動(dòng)第一模塊1或第二模塊2提供動(dòng)力。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述爬行組件為8個(gè)。另外，根據(jù)實(shí)際需要，爬行組件的個(gè)數(shù)可以增加或減少。

盡管已描述了本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請(qǐng)范圍的所有變更和修改。

最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定 的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。術(shù)語(yǔ)“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說(shuō)明書(shū)的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本實(shí)用新型公開(kāi)并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的描述中，本實(shí)用新型的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開(kāi)的結(jié)構(gòu)解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本實(shí)用新型要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說(shuō)，如權(quán)利要求書(shū)所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開(kāi)的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書(shū)由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本實(shí)用新型的單獨(dú)實(shí)施例。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施 例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。