[发明专利]连杆欠驱动爬行机器人

说明书

本发明属于爬行机器人技术领域，具体地说是一种连杆欠驱动爬行机器人。包括机座、驱动轮、后轮驱动装置、前轮、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座的前端设有前轮和前轮转向装置，所述前轮与前轮转向装置连接，所述机座的后端设有驱动轮和后轮驱动装置，所述驱动轮与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设置于机座的两侧，所述夹紧驱动装置设置于与机座上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。本发明仅需一个执行驱动电机即可实现夹紧动作，减少驱动器数量，简化驱动器控制，增强爬行自适应性。

技术领域

本发明属于爬行机器人技术领域，具体地说是一种连杆欠驱动爬行机器人。

背景技术

爬行机器人的研究已成为机器人学科中一个热门的研究领域，因其能代替人工进行实际操作，尤其是石油，化工，核工业，太空等危险及恶劣的环境。比如石油，太空，水下管道的维修和建设等，一些发达的国家进一步将爬行机器人应用到军事，航空航天等高科技领域，其前景十分广阔。目前国内外所研制开发的爬行机器人大多基于仿生学原理，采用独立全驱动的执行驱动源。在特定的环境下完成特定的任务和作业。其功能比较单一，自适应性较差，限制了其在实际的应用范围。而且结构复杂，控制繁琐，成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种连杆欠驱动爬行机器人。该连杆欠驱动爬行机器人结构简单，容易控制，且具有多功能的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种连杆欠驱动爬行机器人，包括机座、驱动轮、后轮驱动装置、前轮、前轮转向装置、夹紧驱动装置、传动装置及两个夹紧机构，其中机座的前端设有前轮和前轮转向装置，所述前轮与前轮转向装置连接，所述机座的后端设有驱动轮和后轮驱动装置，所述驱动轮与后轮驱动装置连接，所述两个夹紧机构对称设置于机座的两侧，所述夹紧驱动装置设置于机座上、并通过两个传动装置分别与两个夹紧机构连接，两个夹紧机构通过夹紧驱动装置的驱动，实现夹紧功能。

所述机座两侧的夹紧机构结构相同，均包括末端关节、中间关节、首端关节及驱动连杆机构，其中末端关节、中间关节及首端关节依次铰接，所述首端关节与机座铰接，所述驱动连杆机构依次与相邻关节之间的铰接点及相对应的所述传动装置铰接，所述驱动连杆机构驱动各关节的运动。

所述驱动连杆机构包括推杆、摇杆、第一驱动连杆、摇板及第二驱动连杆，其中推杆的一端与传动装置铰接，另一端与摇杆铰接，所述摇杆的一端与首端关节和机座的铰接处铰接，另一端与第一驱动连杆的一端铰接，所述第一驱动连杆的另一端与摇板铰接，所述摇板的一端与首端关节和中间关节铰接处铰接，另一端与第二驱动连杆的一端铰接，所述第二驱动连杆的另一端与末端关节铰接。

所述首端关节和第一驱动连杆通过第一弹簧相连，所述中间关节和第二驱动连杆通过第二弹簧连接，所述末端关节和中间关节之间、中间关节和首端关节之间及首端关节与机座之间的铰接处均设有机械限位块。所述末端关节的末端端部设有行走轮。

所述首端关节上装有首关节滚动轮，所述中间关节内安装有中关节滚动轮，所述末端关节内安装有末关节滚动轮。

所述夹紧驱动装置包括主动齿轮和主驱动电机，其中主驱动电机设置于机座上、并输出端与主动齿轮连接，所述主动齿轮通过两个传动装置分别与机座两侧的夹紧机构连接。

所述两个传动装置结构相同，均包括从动齿轮、丝杆及螺母，其中丝杆的一端与机座转动连接，另一端设有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述螺母与丝杆螺纹配合、并与相对应的夹紧机构铰接。所述螺母与安装在机座上的导轨滑动连接。

所述前轮转向装置为转向电机，所述转向电机的输出端与前轮支架连接，所述前轮可转动地安装在前轮支架上；所述后轮驱动装置为驱动电机，所述驱动轮通过减速器与驱动电机连接。

本发明优点和有益效果是：