[发明专利]一种攀爬机器人及其攀爬方法

说明书

本发明公开了一种攀爬机器人及其攀爬方法。实现在垂直墙壁上稳定攀爬是机器人实现三维空间无障碍运动的关键技术之一。本发明一种攀爬机器装置，包括攀爬架、攀爬前进机构和攀爬爪部机构。攀爬前进机构包括回转动力源、运动摇杆、第一连杆、第二连杆、第一滑道、第二滑道、第一滑块和第二滑块。攀爬爪部机构包括固定外管、滑动内管、顶杆、收缩弹簧、攀爬勾爪、从动凸轮、滚轮、勾爪固定杆、顶杆活塞、固定销和销钉顶紧弹簧。本发明通过攀爬前进机构与攀爬爪部机构相配合，通过单个回转动力源的往复转动就实现了持续向上的攀爬动作。与传统的攀爬机器人相比，本专利结构简单，操作难度小，成本低。

技术领域

本发明属于攀爬机器技术领域，具体涉及一种攀爬机器人及其攀爬方法。

背景技术

三维空间无障碍运动为未来机器人技术的主要发展方向之一，在灾难搜救、空间探测、危险环境作业、军事侦察等领域具有重要的应用价值。实现在垂直墙壁上稳定攀爬是机器人实现三维空间无障碍运动的关键技术之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种攀爬机器人及其攀爬方法。

本发明一种攀爬机器装置，包括攀爬架、攀爬前进机构和攀爬爪部机构。两个攀爬爪部机构分别设置在攀爬架头端的两侧。攀爬前进机构包括回转动力源、运动摇杆、第一连杆、第二连杆、第一滑道、第二滑道、第一滑块和第二滑块。第一滑道、第二滑道分别设置在攀爬架头端的两侧。运动摇杆的内端与攀爬架构成转动副，外端与第一连杆及第二连杆的一端铰接。运动摇杆由回转动力源驱动。第一连杆、第二连杆的另一端与第一滑块、第二滑块分别铰接。

所述的攀爬爪部机构包括固定外管、滑动内管、顶杆、收缩弹簧、攀爬勾爪、从动凸轮、滚轮、勾爪固定杆、顶杆活塞、固定销和销钉顶紧弹簧。滑动内管的内端伸入固定外管的内壁，并与固定外管构成滑动副。两根收缩弹簧的一端均与固定外管的内端端部固定，另一端均与滑动内管的内端固定。滑动内管的内端设置有外倒角。伸缩固定外管的内壁上开设有销钉滑槽。销钉滑槽内设置有销钉顶紧弹簧。固定销与销钉滑槽构成滑动副。固定销的内端与销钉顶紧弹簧的外端固定。

所述勾爪固定杆的内端与滑动内管外端固定。攀爬勾爪的中部与勾爪固定杆的外端铰接。攀爬勾爪的外端呈尖锐状，且朝向攀爬架的内侧。攀爬勾爪与勾爪固定杆之间的铰接轴上套置有扭簧。扭簧的两端与攀爬勾爪、勾爪固定杆分别固定。攀爬勾爪的内端固定有从动凸轮。顶杆穿过滑动内管内。顶杆的中部固定有顶杆活塞。顶杆活塞与滑动内管的内壁构成滑动副。滑动内管内壁的外端设置有环形限位块。顶杆活塞的内端设置有倒角。

两个攀爬爪部机构内的固定外管与第一滑道、第二滑道分别固定。两个攀爬爪部机构内的顶杆内端与第一滑块、第二滑块分别固定。

作为优选，所述的攀爬前进机构还包括右偏顶杆、左偏顶杆、转向导杆、导杆定位组件、第一伸缩杆和第二伸缩杆。所述的转向导杆与攀爬架构成滑动副。导杆定位组件包括第一定位吸附块、第一从动吸附块、第二从动吸附块、第二定位吸附块、第三从动吸附块和第三定位吸附块。第一从动吸附块、第二从动吸附块、第三从动吸附块与转向导杆的中部、一端端部、另一端端部分别固定。第二定位吸附块、第三定位吸附块分别固定在攀爬架的左侧、右侧，且与第二从动吸附块、第三从动吸附块的外端分别正对设置。第一定位吸附块均固定在攀爬架的中部。第一定位吸附块与第一从动吸附块相互之间有吸力。第二定位吸附块与第二从动吸附块相互之间有吸力。第三定位吸附块与第三从动吸附块相互之间有吸力。转向导杆具有三个功能位置，分别为左转位、中位、右转位。左转位对应转向导杆的右极限位置；中位对应转向导杆的中间位置；右转位对应转向导杆的左极限位置。

第一滑道及第二滑道均与攀爬架铰接。第一滑道、第二滑道的内端与第一伸缩杆、第二伸缩杆的一端分别固定。第一伸缩杆、第二伸缩杆的另一端与转向导杆的两端分别铰接。右偏顶杆及左偏顶杆均呈L形。右偏顶杆、左偏顶杆的一端与转向导杆的两端分别固定。右偏顶杆、左偏顶杆的另一端相对设置，且均固定有推球。运动摇杆位于右偏顶杆与左偏顶杆之间。