[发明专利]一种适用于拉索桥索塔及缆索的仿生攀爬机器人

说明书

本发明提供一种适用于拉索桥索塔及缆索的仿生攀爬机器人，它包括控制平台、机身、四条机械臂和四个机械爪，四个机械臂两两安装在所述机身的左右两侧，四个机械爪分别安装在四条机械臂的末端，所述机身两侧分别对应四条机械臂设置四个水平安装的步进电机导轨，各所述机械臂安装在对应位置的步进电机导轨上，所述控制平台连接各步进电机导轨按照左前、右后、右前、左后或右前、左后、左前、右后的顺序启动，所述机身的底部安装距离传感器，根据距离传感器的感应信号，所述控制平台控制四条所述机械臂伸展或弯曲。该仿生攀爬机器人具有设计科学、攀爬能力强、具有自主越障能力、仿生攀爬的优点。

技术领域

本发明涉及一种仿生机器人，具体的说，涉及了一种适用于拉索桥索塔及缆索的仿生攀爬机器人。

背景技术

现有的拉索桥索塔及缆索攀爬机器人，通常采用环抱式结构前进，对于攀爬物的直径要求高；另外，在遇到障碍物时，大多无法越障，即便有越障能力，也是通过旋转绕过障碍物所在的面进行越障，就缆索而言，除了表面的裂缝鼓泡可能会给机器人攀爬构成障碍，缆索上固定的路灯或限速摄像等仪器会完全阻隔这种环抱式移动上升的机器人，导致这类机器人越障能力极差，对工作环境的要求较高，实用性差。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、攀爬能力强、具有自主越障能力、仿生攀爬的一种适用于拉索桥索塔及缆索的仿生攀爬机器人。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于拉索桥索塔及缆索的仿生攀爬机器人，它包括控制平台、机身、四条仿生设置的机械臂和四个仿生设置的机械爪，四个机械臂两两安装在所述机身的左右两侧，四个机械爪分别安装在四条机械臂的末端，所述机身两侧分别对应四条机械臂设置四个水平安装的步进电机导轨，各所述机械臂安装在对应位置的步进电机导轨上，所述控制平台连接各步进电机导轨按照左前、右后、右前、左后或右前、左后、左前、右后的顺序启动，所述机身的底部安装距离传感器，根据距离传感器的感应信号，所述控制平台控制四条所述机械臂伸展或弯曲。

基上所述，所述机械臂包括第一舵机、上肢连杆、第二舵机、下肢连杆和第三舵机，所述第一舵机通过舵机连接件安装在所述步进电机导轨上，所述上肢连杆的两端分别连接所述第一舵机和所述第二舵机，所述下肢连杆的两端分别连接所述第二舵机和所述第三舵机，所述第三舵机通过连接件连接所述机械爪，所述控制平台分别连接所述第一舵机、所述第二舵机和所述第三舵机并控制其动作。

基上所述，所述第一舵机、所述第二舵机和所述第三舵机的力矩方向均与所述步进电机导轨的行走方向平行。

基上所述，所述上肢连杆、所述下肢连杆和所述连接件均由U形连接板相互连接形成，各U形连接板之间通过螺钉固定。

基上所述，所述机械爪上安装第四舵机，所述第四舵机通过所述连接件连接所述第三舵机，所述第四舵机驱动所述机械爪的开合，所述控制平台控制连接所述第四舵机。

基上所述，所述机身包括前机身和后机身，对应前肢的两机械臂安装在前机身上，对应后肢的两机械臂安装在后机身上，所述前机身和所述后机身之间通过合页结构连接，该合页结构包括第五舵机和两扇叶片，两扇叶片分别固定在所述前机身上和所述后机身上，所述控制平台控制所述第五舵机的转动。

基上所述，所述控制平台控制各舵机，使得四条机械臂在行进过程中，两前足处的机械臂始终位于所述机身前方，两后足处的机械臂始终位于所述机身后方。

基上所述，所述第一舵机和所述第二舵机的力矩方向均与所述步进电机导轨的行走方向平行，所述第三舵机的力矩方向与所述步进电机导轨的行走方向垂直。

基上所述，所述控制平台为arduino开源电子原型平台，该arduino开源电子原型平台连接有调压电路和电机驱动电路，所述arduino开源电子原型平台控制各舵机进行动作。