一種桿件攀爬機器人越障機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種桿件攀爬機器人越障機構，包括機身、環抱機構和攀爬機構，所述機身上設有兩條并列設置的弧形的導向槽，所述環抱機構設有兩個，兩個環抱機構相互之間反向設置且分別與一條導向槽同軸配合，所述攀爬機構設置在所述環抱機構上；本發明結構簡單緊湊，生產成本低；通過兩組環抱機構與攀爬機構相結合，在多組柔性關節和彈簧的共同作用下，可以實現在±200mm高度障礙上進行越障，通過履帶式的攀爬機構，使得攀爬機器人在桿件上攀爬迅速，同時由于兩組環抱機構分別工作，可以快速的進行障礙的翻越，適應性強，速度很快，可以快速越過障礙，減少中間復雜的控制步驟。
【專利說明】
一種桿件攀爬機器人越障機構
技術領域
[0001]本發明涉及電力輸電系統攀爬技術領域，更具體地說，尤其涉及一種桿件攀爬機器人越障機構。
【背景技術】
[0002]目前，通過法蘭進行連接的鋼管件在電力輸送系統中的作用越來越重要，這使得攀爬機器人在對其檢修時必須具有越障功能。越障機器人一般通過步進式腿部機構、輪式機構、履帶式機構來完成越障動作，而在攀爬機器人中越障動作主要通過尺蠖式、夾持式或者翻轉式機構來完成。在現有的爬桿機器人中越障機構依然以仿尺蠖式的步態機構為主，但這也使得機器人對桿件直徑適應性大大降低，夾爪式的固定機構只能適應小范圍直徑桿件的夾持固定，當桿件直徑有較大變化時機器人夾爪開口尺寸已難以適應直徑的變化，只能通過更換夾具的方式來完成。同時，在翻越障礙時機器人震動難以避免，但尺蠖式機構由于步態式的前進動作進一步降低了機身穩定性，因此它們的通用性和適用性比較差，只能適合尺寸一定的桿件攀爬和越障。本發明提出了一種履帶式越障機構，即可以在越障過程中降低機身的震動，增加穩定性，又可以適應較大范圍內變化的桿件。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于針對現有的攀爬機器人越障的適應性和通用性較低，提供了一種桿件攀爬機器人越障機構，該越障機構不僅可以順利的翻越大型法蘭連接的障礙，而且能夠適應各種尺寸的桿件的攀爬和各種尺寸的法蘭的翻越，其適應性高，使用方便簡捷。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:一種桿件攀爬機器人越障機構，包括機身、環抱機構和攀爬機構，所述機身上設有兩條并列設置的弧形的導向槽，所述環抱機構設有兩個，兩個環抱機構相互之間反向設置且分別與一條導向槽同軸配合，所述攀爬機構設置在所述環抱機構上；
[0005]所述環抱機構包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體、步進電機、聯軸器、后軸承座、前軸承座、蝸桿、不完全蝸輪、蝸輪轉軸、主推桿、推桿轉軸和卡簧，所述步進電機固定在箱體的后端，步進電機通過聯軸器連接所述蝸桿的一端，蝸桿的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座和后軸承座上，所述前軸承座和后軸承座均固定在所述箱體內部，所述步進電機的轉軸、聯軸器、蝸桿、后軸承座和前軸承座的軸心位于同一條直線上;所述不完全蝸輪通過蝸輪轉軸鉸接在所述箱體上，所述不完全蝸輪與所述蝸桿嚙合，所述不完全蝸輪與其軸向垂直的中心面與箱體的中心面重合，不完全蝸輪的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪上還安裝有推桿轉軸，所述主推桿的后端通過所述推桿轉軸鉸接在所述不完全蝸輪上;所述環抱執行機構包括第一關節、第二關節、第三關節、第四關節、第一關節轉軸、第二關節轉軸、第三關節轉軸和第四關節轉軸，所述箱體的前端和第一關節的前端通過第一關節轉軸鉸接，所述第一關節的后端和第二關節的前端通過第二關節轉軸鉸接，所述第二關節的后端和第三關節的前端通過第三關節轉軸鉸接，所述第三關節的后端和第四關節的前端通過第四關節轉軸鉸接;所述第一關節、第二關節、第三關節和第四關節均由關節左側板、關節右側板和間隔柱構成，關節左側板通過均布的多個間隔柱與關節右側板固定連接;所述關節左側板和關節右側板的中心位置均開設有么型孔滑槽;所述環抱施力機構包括第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸、第一受力軸、第二受力軸、第三受力軸、第四受力軸、第一施力軸、第二施力軸、第三施力軸、第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿、第一伸縮彈簧、第二伸縮彈簧、第三伸縮彈簧;所述主推桿的后端通過第一受力軸鉸接在第一關節的前端，所述第一前推桿的前端通過第一施力軸與箱體鉸接，所述第一前推桿軸的后端與第一伸縮桿的前端通過第一前推桿軸鉸接，所述第一伸縮桿的后端與第一后推桿的前端通過第一后推桿軸鉸接，所述第一后推桿的后端通過第二受力軸鉸接在第二關節的前端;所述第二前推桿的前端通過第二施力軸鉸接在第一關節的后端，所述第二前推桿的后端與第二伸縮桿的前端通過第二前推桿軸鉸接，所述第二伸縮桿的后端與第二后推桿的前端通過第二后推桿軸鉸接，所述第二后推桿軸的后端通過第三受力軸鉸接在第三關節的前端;所述第三前推桿的前端通過第三施力軸鉸接在第二關節的后端，所述第三前推桿的后端與第三伸縮桿的前端通過第三前推桿軸鉸接，所述第三伸縮桿的后端與第三后推桿的前端通過第三后推桿軸鉸接，所述第三后推桿軸的前端通過第四受力軸鉸接在所述第四關節的前端;所述第一伸縮彈簧套裝在所述第一伸縮桿上，所述第二伸縮彈簧套裝在所述第二伸縮桿上，所述第三伸縮彈簧套裝在第三伸縮桿上;所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸和第三后推桿軸的兩端均套裝有滑塊，第一前推桿軸和第一后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第一關節的關節左側板和關節右側板上開設的么型孔滑槽相配合，第二前推桿軸和第二后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第二關節的關節左側板和關節右側板上開設的么型孔滑槽相配合，第三前推桿軸和第三后推桿軸通過其左右兩端的滑塊與所述第三關節的關節左側板和關節右側板上開設的么型孔滑槽相配合;所述第一關節轉軸、第二關節轉軸、第三關節轉軸和第四關節轉軸上均安裝有扭簧；
[0006]所述環抱機構上的第一關節、第二關節、第三關節和第四關節的同側均安裝有一個攀爬機構，所述攀爬機構包括安裝板、支撐桿、彈簧伸縮桿、減震彈簧、前履帶轉軸、后履帶轉軸、前履帶輪、后履帶輪、履帶、履帶電機、同步帶轉輪、同步帶驅動輪和同步帶，所述安裝板通過螺栓固定在對應關節的關節左側板和關節右側板上，支撐桿垂直安裝在所述安裝板上，所述彈簧伸縮桿固定在所述支撐桿上，所述前履帶轉軸安裝在所述彈簧伸縮桿的端部，所述后履帶轉軸安裝在所述支撐桿的端部，前履帶輪套裝在所述前履帶轉軸上，后履帶輪套裝在所述后履帶轉軸上，所述履帶與前履帶輪和后履帶輪相互嚙合，所述后履帶轉軸上還固定有同步帶轉輪，所述安裝板上固定有履帶電機，所述履帶電機的電機頭上安裝有同步帶驅動輪，所述同步帶驅動輪與所述同步帶轉輪通過同步帶連接。
[0007]進一步的，所述第一前推桿軸、第一后推桿軸、第二前推桿軸、第二后推桿軸、第三前推桿軸、第三后推桿軸的兩端均與滑塊通過螺紋連接，滑塊位于第一關節、第二關節和第三關節的么型孔滑槽內并能沿相應的么型孔滑槽進行滑動。
[0008]進一步的，所述第一前推桿、第二前推桿、第三前推桿、第一后推桿、第二后推桿、第三后推桿、第一伸縮桿、第二伸縮桿和第三伸縮桿均位于第一關節、第二關節、第三關節和箱體的中心面上。
[0009]進一步的，所述安裝板垂直于所述關節左側板和關節右側板設置。
[0010]進一步的，所述安裝板與所述支撐桿一體式成型。
[0011]進一步的，所述導向槽上開設有沿導向槽均布的導向齒條，所述驅動機構的箱體上安裝有與所述導向齒條相配合的導向齒輪。
[0012]本發明的有益效果在于:本發明結構簡單緊湊，生產成本低;通過兩組環抱機構與攀爬機構相結合，在多組柔性關節和彈簧的共同作用下，可以實現在±200mm高度障礙上進行越障，通過履帶式的攀爬機構，使得攀爬機器人在桿件上攀爬迅速，同時由于兩組環抱機構分別工作，可以快速的進行障礙的翻越，適應性強，速度很快，可以快速越過障礙，減少中間復雜的控制步驟;本裝置使用方便，能夠適應較大的變徑桿件的環抱，還可以完成在圓錐形變徑桿件、階梯型變徑桿件以及不同直徑尺寸圓柱形桿件等多變徑情況下的環抱動作，本裝置中在每個關節的轉軸上均安裝有扭簧，可以抵消本裝置在傳動過程中力的衰減并減輕電機的負載，通過伸縮彈簧與滑塊的配合，使得本裝置具有良好的柔性，可以再完成環抱動作的基礎上提供持續的加持力。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發明的任何限制。
[0014]圖1是本發明一種桿件攀爬機器人越障機構的立體結構示意圖。
[0015]圖2是本發明一種桿件攀爬機器人越障機構的主視圖。
[0016]圖3是本發明一種桿件攀爬機器人越障機構的右視圖。
[0017]圖4是本發明單側的環抱機構和攀爬機構的連接示意圖。
[0018]圖5是本發明環抱機構的結構示意圖。
[0019]圖6是本發明環抱機構中驅動機構的立體結構示意圖。
[0020]圖7是本發明環抱機構中驅動機構的俯視圖。
[0021 ]圖8是本發明環抱執行機構和環抱施力機構的局部視圖。
[0022]圖9是本發明攀爬機構的立體結構示意圖。
[0023]圖10是本發明攀爬機構的主視圖。
[0024]圖中，1-箱體、2-步進電機、3-聯軸器、4-后軸承座、5-前軸承座、6-蝸桿、7-不完全蝸輪、8-蝸輪轉軸、9-主推桿、10-推桿轉軸、11-第一關節、12-第二關節、13-第三關節、14-第四關節、15-第一關節轉軸、16-第二關節轉軸、17-第三關節轉軸、18-第四關節轉軸、19-關節左側板、20-關節右側板、21-間隔柱、22-么型孔滑槽、23-第一前推桿軸、24-第一后推桿軸、25-第二前推桿軸、26-第二后推桿軸、27-第三前推桿軸、28-第四后推桿軸、29-第一受力軸、30-第二受力軸、31-第三受力軸、32-第四受力軸、33-第一施力軸、34-第二施力軸、35-第三施力軸、36-第一前推桿、37-第二前推桿、38-第三前推桿、39-第一后推桿、40-第二后推桿、41-第三后推桿、42-第一伸縮桿、43-第二伸縮桿、44-第三伸縮桿、45-第一伸縮彈簧、46-第二伸縮彈簧、47-第三伸縮彈簧、48-滑塊、49-機身、50-環抱機構、51-攀爬機構、52-導向槽、53-導向齒條、54-導向齒輪、55-安裝板、56-支撐桿、57-彈簧伸縮桿、58-減震彈簧、59-前履帶轉軸、60-后履帶轉軸、61-前履帶輪、62-后履帶輪、63-履帶、64-同步帶轉輪、 65-同步帶驅動輪、66-同步帶、67-履帶電機。
【具體實施方式】
[0025]參閱圖1?10所示，一種桿件攀爬機器人越障機構，包括機身49、環抱機構50和攀爬機構51，所述機身49上設有兩條并列設置的弧形的導向槽52，所述環抱機構50設有兩個，兩個環抱機構50相互之間反向設置且分別與一條導向槽52同軸配合，所述攀爬機構51設置在所述環抱機構50上。
[0026]所述環抱機構50包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體1、步進電機2、聯軸器3、后軸承座4、前軸承座5、蝸桿6、不完全蝸輪7、蝸輪轉軸8、主推桿9、推桿轉軸10和卡簧，所述步進電機2固定在箱體I的后端，步進電機2通過聯軸器3連接所述蝸桿6的一端，蝸桿6的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座5和后軸承座4上，所述前軸承座5和后軸承座4均固定在所述箱體I內部，所述步進電機2的轉軸、聯軸器3、蝸桿
6、后軸承座4和前軸承座5的軸心位于同一條直線上;所述不完全蝸輪7通過蝸輪轉軸8鉸接在所述箱體I上，所述不完全蝸輪7與所述蝸桿6嚙合，所述不完全蝸輪7與其軸向垂直的中心面與箱體I的中心面重合，不完全蝸輪7的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪7上還安裝有推桿轉軸10，所述主推桿9的后端通過所述推桿轉軸10鉸接在所述不完全蝸輪7上。
[0027]所述環抱執行機構包括第一關節11、第二關節12、第三關節13、第四關節14、第一關節轉軸15、第二關節轉軸16、第三關節轉軸17和第四關節轉軸18，所述箱體I的前端和第一關節11的前端通過第一關節轉軸15鉸接，所述第一關節11的后端和第二關節12的前端通過第二關節轉軸16鉸接，所述第二關節12的后端和第三關節13的前端通過第三關節轉軸17鉸接，所述第三關節13的后端和第四關節14的前端通過第四關節轉軸18鉸接;所述第一關節11、第二關節12、第三關節13和第四關節14均由關節左側板19、關節右側板20和間隔柱21構成，關節左側板19通過均布的多個間隔柱21與關節右側板20固定連接;所述關節左側板19和關節右側板20的中心位置均開設有么型孔滑槽22。
[0028]所述環抱施力機構包括第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27、第三后推桿軸28、第一受力軸29、第二受力軸30、第三受力軸31、第四受力軸32、第一施力軸33、第二施力軸34、第三施力軸35、第一前推桿36、第二前推桿37、第三前推桿38、第一后推桿39、第二后推桿40、第三后推桿41、第一伸縮桿42、第二伸縮桿43、第三伸縮桿44、第一伸縮彈簧45、第二伸縮彈簧46、第三伸縮彈簧47;所述主推桿9的后端通過第一受力軸29鉸接在第一關節11的前端，所述第一前推桿36的前端通過第一施力軸33與箱體I鉸接，所述第一前推桿軸23的后端與第一伸縮桿42的前端通過第一前推桿軸23鉸接，所述第一伸縮桿42的后端與第一后推桿39的前端通過第一后推桿軸24鉸接，所述第一后推桿39的后端通過第二受力軸30鉸接在第二關節12的前端;所述第二前推桿37的前端通過第二施力軸34鉸接在第一關節11的后端，所述第二前推桿37的后端與第二伸縮桿43的前端通過第二前推桿軸25鉸接，所述第二伸縮桿43的后端與第二后推桿40的前端通過第二后推桿軸26鉸接，所述第二后推桿軸26的后端通過第三受力軸31鉸接在第三關節13的前端;所述第三前推桿38的前端通過第三施力軸35鉸接在第二關節12的后端，所述第三前推桿38的后端與第三伸縮桿44的前端通過第三前推桿軸27鉸接，所述第三伸縮桿44的后端與第三后推桿41的前端通過第三后推桿軸28鉸接，所述第三后推桿軸28的前端通過第四受力軸32鉸接在所述第四關節14的前端。
[0029]所述第一伸縮彈簧45套裝在所述第一伸縮桿42上，所述第二伸縮彈簧46套裝在所述第二伸縮桿43上，所述第三伸縮彈簧47套裝在第三伸縮桿44上；需要松開一組環抱機構50時只需要關閉對應的步進電機2，第一伸縮桿42在第一伸縮彈簧45的作用下回復到初始位置，第二伸縮桿43在第二伸縮彈簧46的作用下回復到初始位置，第三伸縮桿44在第三伸縮彈簧47的作用下回復的初始位置，從而實現第一關節11、第二關節12、第三關節13和第四關節14的復位。
[0030]所述第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27和第三后推桿軸28的兩端均套裝有滑塊48，第一前推桿軸23和第一后推桿軸24通過其左右兩端的滑塊48與所述第一關節11的關節左側板19和關節右側板20上開設的幺型孔滑槽22相配合，第二前推桿軸25和第二后推桿軸26通過其左右兩端的滑塊48與所述第二關節12的關節左側板19和關節右側板20上開設的么型孔滑槽22相配合，第三前推桿軸27和第三后推桿軸28通過其左右兩端的滑塊48與所述第三關節13的關節左側板19和關節右側板20上開設的么型孔滑槽22相配合;所述第一關節轉軸15、第二關節轉軸16、第三關節轉軸17和第四關節轉軸18上均安裝有扭簧。扭簧能夠抵消本裝置在傳動過程中力的衰減，從而減輕電機的負載。
[0031]所述環抱機構50上的第一關節11、第二關節12、第三關節13和第四關節14的同側均安裝有一個攀爬機構51，所述攀爬機構51包括安裝板55、支撐桿56、彈簧伸縮桿57、減震彈簧58、前履帶轉軸59、后履帶轉軸60、前履帶輪61、后履帶輪62、履帶63、履帶電機67、同步帶轉輪64、同步帶驅動輪65和同步帶66，所述安裝板55通過螺栓固定在對應關節的關節左側板和關節右側板上，支撐桿56垂直安裝在所述安裝板55上，所述彈簧伸縮桿57固定在所述支撐桿56上，所述前履帶轉軸59安裝在所述彈簧伸縮桿57的端部，所述后履帶轉軸60安裝在所述支撐桿56的端部，前履帶輪61套裝在所述前履帶轉軸59上，后履帶輪62套裝在所述后履帶轉軸60上，所述履帶63與前履帶輪61和后履帶輪62相互嚙合，所述后履帶轉軸60上還固定有同步帶轉輪64，所述安裝板55上固定有履帶電機67，所述履帶電機67的電機頭上安裝有同步帶驅動輪65，所述同步帶驅動輪65與所述同步帶轉輪64通過同步帶66連接。
[0032]所述第一前推桿軸23、第一后推桿軸24、第二前推桿軸25、第二后推桿軸26、第三前推桿軸27、第三后推桿軸28的兩端均與滑塊48通過螺紋連接，滑塊48位于第一關節11、第二關節12和第三關節13的么型孔滑槽22內并能沿相應的么型孔滑槽22進行滑動。
[0033 ]所述第一前推桿36、第二前推桿37、第三前推桿38、第一后推桿39、第二后推桿40、第三后推桿41、第一伸縮桿42、第二伸縮桿43和第三伸縮桿44均位于第一關節11、第二關節12、第三關節13和箱體I的中心面上。
[0034]所述安裝板55垂直于所述關節左側板19和關節右側板20設置，所述安裝板55與所述支撐桿56—體式成型。
[0035]所述導向槽52上開設有沿導向槽52均布的導向齒條53，所述驅動機構的箱體I上安裝有與所述導向齒條53相配合的導向齒輪54。驅動機構的箱體I通過導向齒輪54與導向齒條53的配合能在導向槽52內自由的滑動，從而增大環抱機構的內圓弧總長度，進而擴大或縮小環抱機構50能夠包覆的桿件的直徑。
[0036]單組的環抱機構50在工作時，具體的工作流程如下:步進電機2轉動，通過聯軸器3帶動蝸桿6的轉動；由于蝸桿6與不完全蝸輪7嚙合，所以蝸桿6轉動時會帶動不完全蝸輪7繞所述蝸輪轉軸8在一定范圍內進行擺動，擺動幅度由不完全蝸輪7的齒數確定;不完全蝸輪7擺動時帶動推桿轉軸10—起擺動，由于箱體I和第一關節11通過第一關節轉軸15鉸接在一起，推桿轉軸10擺動時帶動主推桿9繞所述推桿轉軸10進行來回擺動，從而實現第一關節11的收縮;與此同時，第一關節11整體運動時，由于第一前推桿36的前端通過第一施力軸33與箱體I鉸接，第一施力軸33是固定不動的，所述第一前推桿36隨著第一關節11的運動而運動，從而帶動第一關節11上的滑塊48沿其么型孔滑槽22運動，第一關節11上的滑塊48運動時帶動第一伸縮桿42運動，從而帶動與第一伸縮桿42的后端鉸接的第一后推桿39的運動，由于第一關節11和第二關節12通過第二關節轉軸16鉸接在一起，所以第一后推桿39運動時會帶動第二關節12的收縮，以此類推，第三關節13和第四關節14也會跟著一起收縮，從而實現桿件的抱緊。
[0037]在需要跨越法蘭等障礙物時，其中靠近地面的一組環抱機構50對桿件進行抱緊，另一組環抱機構50松開并移至法蘭等障礙物上方，再將該組環抱機構50抱緊法蘭等障礙物上方的桿件，并且該組環抱機構50上的攀爬機構51開始運動，從而使本裝置能夠快速的翻越障礙物。由于本裝置具有兩組環抱機構50，其負載能力也會極大的增強。
[0038]以上所舉實施例為本發明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發明，并非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特征的范圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發明的技術特征內容，均仍屬于本發明技術特征的范圍內。
【主權項】
1.一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:包括機身(49)、環抱機構(50)和攀爬機構(51)，所述機身(49)上設有兩條并列設置的弧形的導向槽(52)，所述環抱機構(50)設有兩個，兩個環抱機構(50)相互之間反向設置且分別與一條導向槽(52)同軸配合，所述攀爬機構(51)設置在所述環抱機構(50)上； 所述環抱機構(50)包括驅動機構、環抱執行機構和環抱施力機構，所述驅動機構包括箱體(I)、步進電機(2)、聯軸器(3)、后軸承座(4)、前軸承座(5)、蝸桿(6)、不完全蝸輪(7)、蝸輪轉軸(8)、主推桿(9)、推桿轉軸(10)和卡簧，所述步進電機(2)固定在箱體(I)的后端，步進電機(2)通過聯軸器(3)連接所述蝸桿(6)的一端，蝸桿(6)的前后兩端分別通過軸承固定在前軸承座(5)和后軸承座(4)上，所述前軸承座(5)和后軸承座(4)均固定在所述箱體(I)內部，所述步進電機(2)的轉軸、聯軸器(3)、蝸桿(6)、后軸承座(4)和前軸承座(5)的軸心位于同一條直線上;所述不完全蝸輪(7)通過蝸輪轉軸(8)鉸接在所述箱體(I)上，所述不完全蝸輪(7)與所述蝸桿(6)嚙合，所述不完全蝸輪(7)與其軸向垂直的中心面與箱體(I)的中心面重合，不完全蝸輪(7)的兩側均通過卡簧進行約束，所述不完全蝸輪(7)上還安裝有推桿轉軸(10)，所述主推桿(9)的后端通過所述推桿轉軸(10)鉸接在所述不完全蝸輪(7)上;所述環抱執行機構包括第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)、第四關節(14)、第一關節轉軸(15)、第二關節轉軸(16)、第三關節轉軸(17)和第四關節轉軸(18)，所述箱體(I)的前端和第一關節(11)的前端通過第一關節轉軸(15)鉸接，所述第一關節(11)的后端和第二關節(12)的前端通過第二關節轉軸(16)鉸接，所述第二關節(12)的后端和第三關節(13)的前端通過第三關節轉軸(17)鉸接，所述第三關節(13)的后端和第四關節(14)的前端通過第四關節轉軸(18)鉸接;所述第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)和第四關節(14)均由關節左側板(19)、關節右側板(20)和間隔柱(21)構成，關節左側板(19)通過均布的多個間隔柱(21)與關節右側板(20)固定連接;所述關節左側板(19)和關節右側板(20)的中心位置均開設有幺型孔滑槽(22);所述環抱施力機構包括第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)、第三后推桿軸(28)、第一受力軸(29)、第二受力軸(30)、第三受力軸(31)、第四受力軸(32)、第一施力軸(33)、第二施力軸(34)、第三施力軸(35)、第一前推桿(36)、第二前推桿(37)、第三前推桿(38)、第一后推桿(39)、第二后推桿(40)、第三后推桿(41)、第一伸縮桿(42)、第二伸縮桿(43)、第三伸縮桿(44)、第一伸縮彈簧(45)、第二伸縮彈簧(46)、第三伸縮彈簧(47);所述主推桿(9)的后端通過第一受力軸(29)鉸接在第一關節(11)的前端，所述第一前推桿(36)的前端通過第一施力軸(33)與箱體(I)鉸接，所述第一前推桿軸(23)的后端與第一伸縮桿(42)的前端通過第一前推桿軸(23)鉸接，所述第一伸縮桿(42)的后端與第一后推桿(39)的前端通過第一后推桿軸(24)鉸接，所述第一后推桿(39)的后端通過第二受力軸(30)鉸接在第二關節(12)的前端;所述第二前推桿(37)的前端通過第二施力軸(34)鉸接在第一關節(11)的后端，所述第二前推桿(37)的后端與第二伸縮桿(43)的前端通過第二前推桿軸(25)鉸接，所述第二伸縮桿(43)的后端與第二后推桿(40)的前端通過第二后推桿軸(26)鉸接，所述第二后推桿軸(26)的后端通過第三受力軸(31)鉸接在第三關節(13)的前端;所述第三前推桿(38)的前端通過第三施力軸(35)鉸接在第二關節(12)的后端，所述第三前推桿(38)的后端與第三伸縮桿(44)的前端通過第三前推桿軸(27)鉸接，所述第三伸縮桿(44)的后端與第三后推桿(41)的前端通過第三后推桿軸(28)鉸接，所述第三后推桿軸(28)的前端通過第四受力軸(32)鉸接在所述第四關節(14)的前端;所述第一伸縮彈簧(45)套裝在所述第一伸縮桿(42)上，所述第二伸縮彈簧(46)套裝在所述第二伸縮桿(43)上，所述第三伸縮彈簧(47)套裝在第三伸縮桿(44)上;所述第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)和第三后推桿軸(28)的兩端均套裝有滑塊(48)，第一前推桿軸(23)和第一后推桿軸(24)通過其左右兩端的滑塊(48)與所述第一關節(11)的關節左側板(19)和關節右側板(20)上開設的么型孔滑槽(22)相配合，第二前推桿軸(25)和第二后推桿軸(26)通過其左右兩端的滑塊(48)與所述第二關節(12)的關節左側板(19)和關節右側板(20)上開設的么型孔滑槽(22)相配合，第三前推桿軸(27)和第三后推桿軸(28)通過其左右兩端的滑塊(48)與所述第三關節(13)的關節左側板(19)和關節右側板(20)上開設的幺型孔滑槽(22)相配合;所述第一關節轉軸(15)、第二關節轉軸(16)、第三關節轉軸(17)和第四關節轉軸(18)上均安裝有扭簧； 所述環抱機構(50)上的第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)和第四關節(14)的同側均安裝有一個攀爬機構(51)，所述攀爬機構(51)包括安裝板(55)、支撐桿(56)、彈簧伸縮桿(57)、減震彈簧(58)、前履帶轉軸(59)、后履帶轉軸(60)、前履帶輪(61)、后履帶輪(62)、履帶(63)、履帶電機(67)、同步帶轉輪(64)、同步帶驅動輪(65)和同步帶(66)，所述安裝板(55)通過螺栓固定在對應關節的關節左側板和關節右側板上，支撐桿(56)垂直安裝在所述安裝板(55)上，所述彈簧伸縮桿(57)固定在所述支撐桿(56)上，所述前履帶轉軸(59)安裝在所述彈簧伸縮桿(57)的端部，所述后履帶轉軸(60)安裝在所述支撐桿(56)的端部，前履帶輪(61)套裝在所述前履帶轉軸(59)上，后履帶輪(62)套裝在所述后履帶轉軸(60)上，所述履帶(63)與前履帶輪(61)和后履帶輪(62)相互嚙合，所述后履帶轉軸(60)上還固定有同步帶轉輪(64)，所述安裝板(55)上固定有履帶電機(67)，所述履帶電機(67)的電機頭上安裝有同步帶驅動輪(65)，所述同步帶驅動輪(65)與所述同步帶轉輪(64)通過同步帶(66)連接。2.根據權利要求1所述的一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:所述第一前推桿軸(23)、第一后推桿軸(24)、第二前推桿軸(25)、第二后推桿軸(26)、第三前推桿軸(27)、第三后推桿軸(28)的兩端均與滑塊(48)通過螺紋連接，滑塊(48)位于第一關節(11)、第二關節(12)和第三關節(13)的么型孔滑槽(22)內并能沿相應的么型孔滑槽(22)進行滑動。3.根據權利要求1所述的一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:所述第一前推桿(36)、第二前推桿(37)、第三前推桿(38)、第一后推桿(39)、第二后推桿(40)、第三后推桿(41)、第一伸縮桿(42)、第二伸縮桿(43)和第三伸縮桿(44)均位于第一關節(11)、第二關節(12)、第三關節(13)和箱體(I)的中心面上。4.根據權利要求1所述的一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:所述安裝板(55)垂直于所述關節左側板(19)和關節右側板(20)設置。5.根據權利要求1所述的一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:所述安裝板(55)與所述支撐桿(56)—體式成型。6.根據權利要求1所述的一種桿件攀爬機器人越障機構，其特征在于:所述導向槽(52)上開設有沿導向槽(52)均布的導向齒條(53)，所述驅動機構的箱體(I)上安裝有與所述導向齒條(53)相配合的導向齒輪(54)。
【文檔編號】B62D57/024GK105966486SQ201610554247
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】計時鳴, 陳洋, 陳國達, 楊華鋒, 溫祥青, 蘇林杰
【申請人】浙江工業大學