[发明专利]一种用于管道内爬行的仿生尺蠖

权利要求书

1.一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，所述仿生尺蠖包括：驱动机构、传动系统、执行机构，通过所述驱动机构对所述执行机构提供动力，实现所述仿生尺蠖前行探索的任务；

所述执行机构包括：由对称设置在箱体两侧的连杆一、连杆二及连杆三组成的两个曲柄摇杆机构、由对称设置在箱体两侧的连杆三、连杆四及连杆五组成的两个双摇杆机构；所述连杆一一端安装在涡轮轴上，另一端与连杆二通过转轴一连接，连杆二、连杆三的传动臂、连杆四的一端通过转轴二连接，连杆四的另一端与连杆五的传动臂通过转轴三连接，所述连杆三与箱体通过转轴四连接，所述连杆五与箱体通过转轴五连接，带有棘轮机构的轮子安装在连杆三、连杆五的执行臂上，所述棘轮机构包括棘爪和棘轮，曲柄摇杆机构与双摇杆机构在运行时不发生干涉，其中连杆三的传动臂与执行臂的夹角为90度，连杆五的传动臂和执行臂的夹角为180度；箱体自身在运动过程中的转角Δφ小于4.57度；

所述传动系统包括：涡轮、蜗杆，所述涡轮安装在涡轮轴上，所述蜗杆安装在驱动机构上；

所述驱动机构采用马达进行驱动，所述马达安装在箱体上。

2.根据权利要求1所述的一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，所述轮子由橡胶材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，设x₁为涡轮轴与转轴四的水平距离，x₂为转轴四和转轴五之间的距离，y₁为涡轮轴与转轴四的垂直距离，y₂为涡轮轴与转轴五的垂直距离，l₁为连杆一的长度，l₂为连杆二的长度，l₃为连杆三的传动臂的长度，l₄为连杆四的长度，l₅为连杆五的传动臂的长度，l₆为连杆三的执行臂的长度，l₇为连杆五的执行臂的长度，α为涡轮轴与转轴四连线与连杆三的转动臂所夹之锐角，β为连杆五的执行臂与水平方向所夹之锐角，θ为涡轮轴与转轴四连线与垂直方向所夹之锐角，δ为连杆四的执行臂与水平方向所夹之锐角，并且满足如下比例关系：x₁:x₂:y₁:y₂:l₁:l₂:l₃:l₄:l₅:l₆:l₇＝13:35:8:8:7:17:15:25:14:40:40。

4.如权利要求3所述的一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，α、θ、β之间满足以下关系式：其中，A＝-sinβ，

5.如权利要求4所述的一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，连杆三执行臂和连杆五执行臂在运动过程中的转角偏差满足以下关系式：其中δ＝180°-α-θ，0°＜β＜90°。

6.如权利要求5所述的一种用于管道内爬行的仿生尺蠖，其特征在于，箱体自身在运动过程中的转角Δφ满足以下关系式：