[发明专利]一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人

说明书

本发明涉及一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。本攀爬机器人不仅结构简单紧凑而且总体质量、体积小，实现了攀爬机器人攀爬动作的灵活性和连续性，提高攀爬效率，可用于解决爬树、爬杆等难题。

技术领域

本发明涉及一种攀爬机器人，尤其涉及一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人。

背景技术

目前对于人类来说，爬到树上工作是具有较大的危险性。但是在农业生产、园林管理等场合中，依然存在一些必须爬树才能完成的工作，如修剪树枝，采摘果实等。现实生活中，这些工作主要依靠各种爬树工具辅助人爬到树上完成，或者出动大型设备，将人抬举到高处完成。这种工作方式不但非常危险，而且还费时费力。因此，需要设计一种攀爬机器人代替人爬到高处完成各种作业，就可以避免发生的死伤事故，攀爬机器人具有十分重要的实际使用意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，该攀爬机器人结构简单、动作灵活，攀爬机器人能代替人类进行爬树、爬杆等危险的作业。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气动肌肉驱动的多边形结构的攀爬机器人，包括多边形支架、安装在多边形支架上的抱爪、输出端与抱爪连接的驱动件、与多边形支架连接的第一气动肌肉；多边形支架包括至少五个首尾依次铰接的连接架；抱爪安装在连接架上，每个连接架上均安装有抱爪，每两个相邻的连接架之间均连接有用于改变多边形支架内角角度的第一气动肌肉，驱动抱爪张合的驱动件安装在抱爪上，相邻连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合。多边形结构的攀爬机器人能沿着攀爬物往上攀爬。

进一步的是：连接架包括连接板和两块相互平行的侧板；连接板的两端分别与两块侧板固定连接，两块侧板均与连接板垂直，连接架呈H形，满足安装驱动件和第一气动肌肉的要求。

进一步的是：每个连接架上均设有直轴，直轴穿过两块侧板且与连接板平行，直轴位于侧板的中心线上，第一气动肌肉的两端均设有连接销，连接销上固定有尼龙绳，第一气动肌肉的两端通过尼龙绳分别与两个相邻的连接架上的直轴连接，第一气动肌肉位于多边形支架内且尼龙绳与直轴的连接点位于直轴的中心，第一气动肌肉驱动连接架转动，使得多边形支架的内角改变，最后使得每个连接架上的抱爪依次交替与攀爬物抱合，实现攀爬。

进一步的是：连接架上还设有支架组，支架组包括两个对称分布在连接板两端的侧板上的支架；抱爪包括两条圆弧爪；两条圆弧爪分别铰接在两个支架上，圆弧爪的抱合端位于多边形支架的外部，圆弧爪可以抱紧不同大小的树干、杆等柱状的攀爬物。

进一步的是：驱动件包括弹簧、第二气动肌肉、钢丝绳；两块侧板上均设有通槽，其中一条圆弧爪穿过其中一个侧板的通槽与弹簧的一端连接，另一条圆弧爪穿过另一个侧板的通槽与弹簧的另一端连接，第二气动肌肉的两端均通过钢丝绳分别与两条圆弧爪连接，其中一条圆弧爪与其中一个支架形成第一铰接点，其另一条圆弧爪与另一个支架形成第二铰接点，弹簧和第二气动肌肉分居第一铰接点与第二铰接点的连线的两侧，第二气动肌肉驱动抱爪抱合，第二气动肌肉释放气体时，弹簧可以使抱爪张开。

进一步的是：每个连接架上的支架组、抱爪、驱动件均有两个，两个抱爪以直轴为中心分居连接架的两端，两个抱爪可以增加抱合的力量，使得攀爬更加稳定，同时也不会因为抱爪过多导致整个攀爬机器人的重量过重。

进一步的是：连接架还包括底板；底板与连接板平行，驱动件位于底板和连接板之间，底板将驱动件分隔开，避免攀爬过程中驱动件与攀爬物接触。