[发明专利]齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人

说明书

技术领域

本发明属于仿生机器人，特别涉及一种齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人。

背景技术

目前，小型地面移动机器人在军事侦察、星际探测、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中具有良好的应用前景，其多是采用各种电机来驱动轮式或履带式行走，但这种移动方式很难越过高度超过限制的障碍物，特别对土坎、沟渠、松软沙地等复杂地形无能为力。与轮式或履带式结构相比，腿的运动方式能够更好地适应崎岖不平的地形，因为腿的立足点是离散的，跟地面的接触面积较小，即使在表面极度不规则的情况下，也能够实现落足。但腿式运动机械的研究还处于初级阶段，其根本原因是腿式运动机构的原理、结构、控制、制作比较复杂，目前还没有找到一种简单、有效、对多种复杂地形适应性强的腿式运动装置。目前的小型地面移动机器人或是只能单纯的行走，或是只能单纯的跳跃，或没有姿态调整功能，缺乏足够的运动灵活性。如中国发明专利（专利号200410021277.9）公开了一种凸轮转换式三关节机械腿，该机械腿主要利用凸轮的转换来模仿人类的迈步动作，但这种腿是两足行走机构，其平衡性对地形敏感度高，在强不规则表面行走时，平衡不易控制；中国发明专利（专利号201010230995.2）公开了一种蜘蛛机器人，该机器人利用多伺服电机实现蜘蛛各关节的纯电气控制，但它只有爬行功能，且电机控制制约了它的爬行速度；中国发明专利（专利号200810022629.0）公开了一种弹跳机器人的弹性储能与释能装置，这种装置只能弹跳，并且不能调整机体姿态，如果在复杂地形中发生机体翻转，将无法继续弹跳和储能；中国发明专利（专利号201010146485.7）公开了一种基于连杆机构的仿生跳跃机器人，该机器人由履带式机构和基于弹性势能连杆机构实现行走和跳跃功能，但履带式行走机构特点决定了其越障能力较差，其连杆机构的跳跃能力也有限，而且没有机体姿态调整功能，该机器人如果在复杂地形中跳跃落地后，机体发生翻转，脚掌朝上，将无法继续行走和跳跃。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种反应速度快，灵活性和越障能力强的齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人包括储能缸套、储气罐、锂电池、上、下防护罩、蜗轮蜗杆减速电机、联轴器、上、下基体盘、驱动齿轮、中心轴、变向齿轮轴一、二、变向齿轮一、二、齿轮摆杆一、二、三、四、五、六，其特点是：在下基体盘的中间处设有中心轴，在中心轴上装驱动齿轮，驱动齿轮对称啮合连接变向齿轮一和变向齿轮二，驱动齿轮啮合连接齿轮摆杆一、齿轮摆杆三、齿轮摆杆四、齿轮摆杆六，变向齿轮一、二装在变向齿轮轴一、二上，变向齿轮轴一、二装在下基体盘上，变向齿轮一、二分别啮合连接齿轮摆杆二、齿轮摆杆五，齿轮摆杆一、二、三、四、五、六均用摆杆轴限位固定在下基体盘上，齿轮摆杆一、二、三、四、五、六的非啮合端头下方均用小腿轴铰连接小腿气缸，小腿气缸的圆周面上均用膝关节气缸连杆轴连接膝关节气缸的一端，膝关节气缸的另一端用膝关节气缸顶部轴铰连接在齿轮摆杆一、二、三、四、五、六的侧面圆周壁上，小腿气缸的活塞杆下端间隙装配在储能缸套内，储能缸套内中心装储能弹簧，在储能缸套内壁上装衬套，在储能缸套和衬套壁上，上、下等距设三层、每层对称装四块挡块，在挡块和储能缸套外壁之间装电磁铁，电磁铁和挡块之间装回复弹簧，在下基体盘的下面设下防护罩，在下防护罩内中间装蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机用联轴器连接中心轴，蜗轮蜗杆减速电机一侧设有锂电池，锂电池外侧设有多个储气罐，在下基体盘的中部两端对称设有挡板，在挡板上面装上基体盘，上、下基体盘之间另由多个摆杆轴固接，在上基体盘上装电磁隔膜充气泵，电磁隔膜充气泵连接多个排气调速阀、二位两通电磁阀和三位五通电磁阀，在上基体盘上装上防护罩，在上防护罩两侧对称装四个针孔摄像头。

本发明的有益效果是：齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人可快速行走，进行横向和纵向越障，对于高度突变较大的地形可跳跃通过，还可实现原地转向和原地翻转，反应迅速，动作灵活，具有超强越障能力。可用于军事侦查、星际探测、防核化及污染等危险与恶劣环境，本机器人制造成本低兼，便于推广应用。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是齿轮摆杆式气动蜘蛛机器人结构图。

图2是图1中齿轮摆杆、小腿气缸、膝关节气缸动作关系图。

图3是图1中储能缸套内结构剖视图。

图4是图1中驱动齿轮与齿轮摆杆传动关系图。