[发明专利]八足仿生蜘蛛机器人

说明书

技术领域

本发明涉及仿生机器人学科领域，特别涉及一种八足仿生蜘蛛机器人。能够实现行走、爬坡、奔跑、转弯等一系列运动功能，可以替代人工进入一些如高温、高空、深海、高压等危险环境下进行作业。

背景技术

仿生学科，是生物学和工程技术学科结合在一起，互相渗透孕育出的一门科学。生物界本身包含着成千上万的种类，它们具有各种优异的结构和功能，如果能借鉴到人类研发的产品中，无疑会赋予新产品更强大更先进的功能。在这一大背景下，仿生机器人的研究也有了一定的发展，只是其模仿方式多限于轮式机器人和履带式机器人，在一些气候地理环境较为复杂的条件下，这些种类的仿生机器人的机动性就要大打折扣，对于更加复杂的环境甚至无法进入，这样就需要加大步足式机器人的研发。而蜘蛛作为自然界中一种普遍的生物，能在地球上大部分地区生存，可谓是无孔不入，这就为仿生蜘蛛机器人的研发提供了启发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种八足仿生蜘蛛机器人，解决了现有技术存在的上述问题。本发明着重体现在其腿部布置方式与现实中的蜘蛛相仿，也是八条腿分两列布置在机器人的两侧；其步足模式完全模仿现实中蜘蛛的运动方式，即迈步过程为右侧一三足、左侧二四足的行进规律，继承了蜘蛛运动过程中敏捷且平稳的特点；每条腿都包含三个关节，每个关节都有独立的驱动装置，运动过程流畅自如；机器人关节驱动采用液压驱动方式，并且每个关节都采用独立的液压缸驱动，整个机器人共有24个液压驱动缸；通过液压控制系统实现关节液压缸的集成控制，为机器人实现行走、爬坡、奔跑、转弯等一系列运动功能提供强劲动力。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

八足仿生蜘蛛机器人，包括机器人本体1、机器人腿部2和液压控制系统三部分，所述机器人腿部2共有八个，分列在机器人本体1的两侧，每个机器人腿部2都通过轴承A210、轴承B215、T型铰链座213与机器人本体1连接，并以此构成每个机器人腿部2的髋关节结构；液压控制系统集成在机器人本体1上，随机器人一同运动，使得仿生蜘蛛机器人形成一个独立的运动体。

所述的机器人本体1是：下安装板101通过连接板102与上安装板103固定在一起构成机器人本体1，所述下安装板101、上安装板103上分别安装轴承A210、轴承B215，连接板102上安装T型铰链座213。

所述的机器人腿部2是：足部205通过踝关节销轴208与小腿连杆206铰接在一起，踝关节销轴208的两个轴端环形槽中分别装有开口挡圈C207、开口挡圈D209；踝关节液压缸204的缸杆和缸体分别铰接在足部205的中间孔和小腿连杆206的中间孔内，以驱动踝关节的运动；小腿连杆206通过膝关节销轴202与髋关节立柱212铰接在一起；膝关节销轴202的两个轴端环形槽中分别装有开口挡圈A201、开口挡圈B203；膝关节液压缸211的缸杆和缸体分别铰接在小腿连杆206的中间孔和髋关节立柱212的上端孔中，以驱动膝关节的运动；轴承A210、轴承B215分别安装在上安装板103和下安装板101的内孔中，轴承A210、轴承B215支撑髋关节立柱212；髋关节立柱212的两个轴端安装在轴承A210、轴承B215的内孔中；髋关节液压缸214的缸杆和缸体分别铰接在髋关节立柱212的下端孔和T型铰链座213的内孔中，髋关节液压缸214驱动髋关节的运动；T型铰链座213安装在连接板102上，以铰接髋关节液压缸214的缸体。

所述的连接板102为工字形连接板，加强机器人本体的强度。

所述的轴承A210、轴承B215为角接触球轴承，能承受轴向和径向两个方向上的力。

本发明的有益效果在于：仿生蜘蛛机器人的八条腿布置与现实中的蜘蛛相仿，而且其步足模式完全模仿现实中蜘蛛的运动方式，动作十分敏捷而且平稳。所有腿部关节都是以液压为动力源，使得机器人整体结构更加紧凑且负重越障能力显著提高。充分挖掘了现实中的蜘蛛的运动特性，在各个方面的运动过程中都完美再现真实蜘蛛的灵活性，同时液压驱动方式的加入使得整个仿生机器人动力更加充足，大大促进了仿生机器人学科领域的发展。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机器人本体组装结构示意图；

图3为本发明的机器人腿部组装结构示意图；

图4为本发明的机器人腿部装配爆炸图；