[发明专利]一种绳索驱动仿生六足爬壁机器人

权利要求书

1.一种绳索驱动仿生六足爬壁机器人，其特征在于，包括躯体(1)和六个腿部结构(2)，所述躯体(1)包括躯干(11)，所述躯干(11)通过传动系统与腿部结构(2)连接，所述传动系统包括用于控制六个腿部结构(2)按照三角交替运动步态行走的驱动舵机(121)；

所述腿部结构(2)包括关节组、传动杆及闭合力传递系统，所述关节组包括第一关节组(211)、第二关节组(212)、第三关节组(213)，所述第一关节组(211)为驱动关节，所述第二关节组(212)、第三关节组(213)为联动关节；

所述传动杆包括第一传动杆(221)、第二传动杆(222)及第三传动杆(223)；所述第一传动杆(221)连接第一关节组(211)及第二传动杆(222)，第二传动杆(222)连接第二关节组(212)及第三传动杆(223)，第三传动杆(223)连接第三关节组(213)；

所述闭合力传递系统包括腿部驱动舵机(231)、上定滑轮(2321)、下定滑轮(2322)、上腿部直齿轮(2331)、下腿部直齿轮(2332)、第二传动杆上张紧装置(2341)、第二传动杆下张紧装置(2342)、第三传动杆上张紧装置(2343)、第三传动杆下张紧装置(2344)、第三传动杆上绳索末端固定孔(2351)、第三传动杆下绳索末端固定孔(2352)、上绳索(2361)、下绳索(2362)；

所述腿部驱动舵机(231)与所述第一传动杆(221)固定连接，所述上腿部直齿轮(2331)及上定滑轮(2321)与腿部驱动舵机(231)的传动轴连接，所述下腿部直齿轮(2332)及下定滑轮(2322)与所述第一传动杆(221)连接，所述上腿部直齿轮(2331)和下腿部直齿轮(2332)啮合连接；

所述上绳索(2361)与所述上定滑轮(2321)及第三传动杆下绳索末端固定孔(2352)连接，用于通过所述第二传动杆(222)及第三传动杆下张紧装置(2344)张紧绳索，以控制所述第二关节组(212)及第三关节组(213)执行提起动作；

所述下绳索(2362)与所述下定滑轮(2322)及第三传动杆上绳索末端固定孔(2351)连接，用于通过所述第二传动杆(222)及第三传动杆上张紧装置(2343)张紧绳索，以控制所述第二关节组(212)及第三关节组(213)执行放下动作；

所述第二传动杆上张紧装置(2341)及所述第二传动杆下张紧装置(2342)与所述第二传动杆(222)内壁连接，用于分别张紧所述下绳索(2362)和所述上绳索(2361)，以控制腿部执行放下动作和提起动作的稳定性；

所述传动系统还包括锥齿轮组(122)、腿部安装槽(1231)、上传动板(1232)、下传动板(1233)、直齿轮组、传动轴(125)、轴向固定环(126)；所述直齿轮组包括外侧直齿轮(1241)、内侧直齿轮(1242)；

所述锥齿轮组(122)与所述驱动舵机(121)、传动板及直齿轮组连接，所述锥齿轮组(122)、传动板和直齿轮组组成传动系统的两组驱动关节组，由两个驱动舵机(121)驱动，所述驱动舵机(121)通过舵机支架与所述躯干(11)固定连接，所述外侧直齿轮(1241)通过传动轴(125)与所述躯干(11)连接，所述上传动板(1232)、下传动板(1233)、内侧直齿轮(1242)通过轴向固定环(126)实现轴向定位；

所述腿部结构(2)沿逆时针方向依次设有第一腿部结构(L₁)、第二腿部结构(L₂)、第三腿部结构(L₃)、第四腿部结构(R₃)、第五腿部结构(R₂)、第六腿部结构(R₁)；

所述第一腿部结构(L₁)、第三腿部结构(L₃)与所述下传动板(1233)的腿部安装槽(1231)连接，所述第五腿部结构(R₂)与所述外侧直齿轮(1241)连接，所述第二腿部结构(L₂)、第四腿部结构(R₃)、第六腿部结构(R₁)与所述上传动板(1232)及外侧直齿轮(1241)连接；

六条腿部结构分为两组，第一腿部结构(L₁)、第三腿部结构(L₃)、第五腿部结构(R₂)为A组，控制三条腿部结构的运动，第二腿部结构(L₂)、第四腿部结构(R₃)、第六腿部结构(R₁)为B组，控制另三条腿部结构的运动；

三角交替运动步态工作过程如下：

第一步，A组腿腿部驱动舵机(231)正转，控制A组腿抬起；

第二步，A组腿驱动舵机(121)正转，控制A组腿绕躯体(1)向前摆动；

第三步，A组腿腿部驱动舵机(231)反转，控制A组腿放下；

第四步，B组腿腿部驱动舵机(231)正转，控制B组腿抬起；

第五步，B组腿驱动舵机(121)正转，控制B组腿绕躯体(1)向前摆动；

第六步，B组腿腿部驱动舵机(231)反转，控制B组腿放下；

同理，A组腿或B组腿驱动舵机(121)反转，控制A组腿或B组腿绕躯体(1)向后摆动；

上述六个步骤为一个三角交替步态运动周期，六个步骤往复循环，实现绳索驱动六足仿生爬壁机器人的前进或后退运动；

所述闭合力传递系统工作过程如下：

当腿部驱动舵机(231)正转，舵机传动轴带动上定滑轮(2321)和上腿部直齿轮(2331)正转，绕在上定滑轮(2321)且末端固定在第三传动杆下绳索末端固定孔(2352)的上绳索(2361)收线，同时，与上腿部直齿轮(2331)啮合的下腿部直齿轮(2332)反转，带动下定滑轮(2322)反转，绕在下定滑轮(2322)且末端固定在第三传动杆上绳索末端固定孔(2351)的下绳索(2362)放线，上绳索(2361)和下绳索(2362)在张紧装置作用下，始终保持张紧状态，从而使腿部结构(2)的第二传动杆(222)、第三传动杆(223)在第二关节组(212)、第三关节组(213)实现提起运动；同理，当腿部驱动舵机(231)反转，腿部结构(2)的第二传动杆(222)、第三传动杆(223)在第二关节组(212)、第三关节组(213)实现放下运动。