[发明专利]绳控转向仿蠕虫爬行机器人装置

说明书

绳控转向仿蠕虫爬行机器人装置，属于移动机器人领域，包括n个伸缩单元、尾部单元、n个关节轴、第一簧件、第二簧件、左腱绳组件和右腱绳组件；所述伸缩单元包括主机架、副机架、第一驱动器、第一传动机构和足部组件，所述尾部单元包括足部组件和主机架，所述足部组件包括第二驱动器、第二传动机构和吸附单元。该装置实现了仿蚯蚓蠕虫的爬行运动。利用主动吸附来实现主机架与工作壁面的可靠连接，利用伸缩组件来达到单元之间的伸缩运动；能够实现了欠驱动的左右转向，控制容易，可以在工作平面上灵活可控的二维曲线运动，攀爬稳定可靠，负载能力强，可扩展性好，适用于墙面移动机器人。

技术领域

本发明属于移动机器人领域，特别涉及一种绳控转向仿蠕虫爬行机器人装置的结构设计。

背景技术

近年来，仿生运动原理被逐渐应用于各类移动机器人的设计中。在自然界的各种生物运动方式中，蠕虫运动是一种灵活、高效的方式。有一种以蚯蚓为代表的蠕虫运动，其身体中段可以沿轴线方向伸长或缩短，此时局部身体的前后两端中任意一端通过刚毛与地面固定，另一端脱离地面并向前运动。因此，凭借此运动方式，蚯蚓依靠简单的身体构造就能够在土壤的复杂空间环境中灵活运动。

除了结构简单、控制难度低等优点外，由于蚯蚓在爬行过程中身体无需弯曲或拱起，其垂直于运动方向的横截面积变化量小，蚯蚓的运动方式还具有空间占用量小的优点。因此，这种仿生运动原理被大量应用在了爬行机器人领域。

已有的一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人(专利CN101537619B)，采用多个结构相同的吸附关节相接而成。该机器人的相邻两个吸附关节为正交连接，在前行方向上，通过多个吸附关节协调动作使各自的吸盘与工作平面接触或分离，从而实现前进和转向。其不足之处在于：该机器人结构复杂，电机驱动的主动关节多，运动时控制难度大，整个机器人自重大，负载能力弱。

已有的一种滑轨导向吸盘伸缩仿蠕虫爬壁机器人装置(专利CN109176468A)，包括多个吸附单元、多个伸缩连杆组件、导轴、滑块、电动气泵、电磁阀和控制器等。该装置能够吸附在垂直壁面上，实现前进与后退的仿蠕虫爬壁运动。其不足之处在于：该装置仅能实现直线爬行，无法左右转向，难以完成在壁面上的二维曲线运动，没有避障能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种绳控转向仿蠕虫爬行机器人装置。该装置具有多节，可以实现仿蠕虫爬行，同时还能够实现向左或向右的转向，爬行稳定可靠，负载能力强，控制容易。

本发明的技术方案如下：