[发明专利]一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人

说明书

本发明涉及爬行机器人技术领域，具体地说是一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人，其中前轮组件设于底盘前端，底盘后端设有辅助轮，侧肢节分设于底盘两侧，单电机驱动机构设于底盘上，且单电机驱动机构设有输出轴，所述输出轴前端通过前轮离合器与蜗杆相连，在前轮组件上设有蜗轮，且蜗杆与所述蜗轮啮合，输出轴后端通过抱持离合器与侧肢节驱动轴相连，侧肢节分别通过钢丝驱动，且所述钢丝缠绕于侧肢节驱动轴上，前轮离合器内设有前轮离合弹簧连接输出轴和蜗杆，抱持离合器内设有抱持离合弹簧连接输出轴和侧肢节驱动轴，所述前轮离合弹簧和抱持离合弹簧旋向相反。本发明利用单电机驱动机器人行走和抱持，结构大大简化且自适应能力强。

技术领域

本发明涉及爬行机器人技术领域，具体地说是一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人。

背景技术

攀爬机器人作为一种新型机器人，在工业、航天等领域的应用潜力巨大，不仅可以用于深水区、石油化工、核工业等设备管道的建设和检修，还可以从事空间站维修等工作，这些领域的工作往往是高空作业，具有劳动强度大，工作性质危险等特点，因此攀爬机器人具有较为广阔的应用前景。传统的攀爬机器人往往需要设置多个驱动源，具有驱动源多、结构复杂、控制繁琐等缺陷，为了满足实际需要，需对攀爬机器人结构进行简化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人，利用单电机既能驱动机器人行走，且行走到位后又能驱动侧肢节抱持，结构大大简化且自适应能力强。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种单电机驱动的绳驱式欠驱动攀爬机器人，包括底盘、前轮组件、侧肢节、单电机驱动机构、前轮离合器和抱持离合器，前轮组件设于底盘前端，底盘后端设有辅助轮，且两个侧肢节分设于底盘后端两侧，单电机驱动机构设于底盘上，且单电机驱动机构设有可旋转的输出轴，所述输出轴前端通过前轮离合器与一个蜗杆相连，在所述前轮组件的轮轴上设有蜗轮，且所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述输出轴后端通过抱持离合器与一个侧肢节驱动轴相连，所述两个侧肢节分别通过钢丝驱动摆动，且所述钢丝均缠绕于所述侧肢节驱动轴上，所述前轮离合器内设有前轮离合弹簧连接所述输出轴和蜗杆，所述抱持离合器内设有抱持离合弹簧连接所述输出轴和侧肢节驱动轴，所述前轮离合弹簧和抱持离合弹簧均为超越弹簧且绕向相同。

所述单电机驱动机构包括驱动电机、传动组件和输出轴，所述输出轴通过驱动电机驱动旋转，且所述驱动电机通过所述传动组件传递转矩。

所述底盘上设有安装立板，所述单电机驱动机构安装于所述安装立板上。

所述传动组件为齿轮组件，其中主动轮安装于驱动电机的输出轴上，从动齿轮与所述输出轴固连。

所述前轮组件包括两组棘刺盘组，在两个棘刺盘组之间设有所述蜗轮。

所述棘刺盘组包括棘刺盘、隔板和轮板，相邻两个棘刺盘之间通过隔板隔开，且相邻两个棘刺盘错开，棘刺盘组两侧设有轮板。

所述侧肢节包括连接端板和多个肢节段，所述连接端板设于底盘上且通过第一铰接轴与相邻的一个肢节段铰接，其余肢节段依次通过铰接轴铰接，且在各个铰接轴上端均设有滑轮，在各个铰接轴中部均设有复位弹簧，在最外端的肢节段末端设有钢丝固定块，钢丝依次绕过各个滑轮后固定于所述钢丝固定块上，在各个肢节段上均设有肢节滚轮。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明的单电机驱动机构的输出轴前端通过前轮离合弹簧与驱动前轮组件的蜗杆相连，后端通过抱持离合弹簧与驱动侧肢节的侧肢节驱动轴相连，所述抱持离合弹簧和前轮离合弹簧均为超越弹簧且旋向相同，当输出轴转动方向与前轮离合弹簧旋向相同时即通过蜗杆驱动前轮组件实现行走，当输出轴转动方向与抱持离合弹簧旋向相同时抱持离合器执行超越功能通过侧肢节驱动轴驱动两侧侧肢节摆动。

2、本发明只设有一个驱动源，不仅操作简便，而且整体结构大大简化，也降低了装置能耗。