本實用新型涉及機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種越障爬行機器人。

背景技術(shù)：

機器人已廣泛應用于工業(yè)、救援、探測等眾多領(lǐng)域，傳統(tǒng)機器人一般由剛性模塊通過運動副連接構(gòu)成，每個運動副提供一個(或多個)平動自由度或轉(zhuǎn)動自由度，這種機器人具有運動精確的優(yōu)點。

傳統(tǒng)機器人主要通過變形輪、履帶、腿式等方式實現(xiàn)越障移動，無法擺脫沉重機身與固定結(jié)構(gòu)的限制，其靈活性與可變形性較差，在狹窄縫隙以及復雜平面上的運動性較差。為增加機器人柔軟度，目前科研人員設(shè)計出了一系列軟體機器人，如象鼻機械臂、蛇形機器人等。然而，不管是國內(nèi)還是國外，軟體機器人都需要在傳統(tǒng)工業(yè)機器人一統(tǒng)天下的局面中打開市場，從產(chǎn)品設(shè)計、材料運用到打印制造，軟體機器人都與傳統(tǒng)機器人截然不同，它的產(chǎn)業(yè)化就意味著要顛覆整個傳統(tǒng)工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)鏈，目前推廣應用困難較大。如果在傳統(tǒng)機器人的基礎(chǔ)上，為之賦予一定的柔軟度，實現(xiàn)與軟體機器人相近的結(jié)構(gòu)、功能特點，將解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是如何一種越障爬行機器人，使其在傳統(tǒng)機器人的基礎(chǔ)上，具有一定的柔軟度，以適應多變的空間及障礙。

為此目的，本實用新型提出了一種越障爬行機器人，包括：驅(qū)動模塊和多個互相連接的爬行組件；所述爬行組件包括第一模塊和第二模塊；所述第一模塊和第二模塊之間通過回復模塊連接；所述第一模 塊和第二模塊的外形均為等邊三角形；其中，至少一個爬行組件還包括牽拉模塊和傳動軸，所述傳動軸的兩端設(shè)有滾輪；所述驅(qū)動模塊連接所述牽拉模塊和傳動軸。

優(yōu)選的，所述回復模塊為扭簧。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動模塊為直流電機。

優(yōu)選的，所示驅(qū)動模塊包括用于驅(qū)動所述牽拉模塊的拉線電機，用于驅(qū)動所述傳動軸轉(zhuǎn)動的步進電機和用于推動所述機器人前進的推動電機。

優(yōu)選的，所述機器人的至少前后兩個爬行組件包括傳動軸和牽拉模塊；所述驅(qū)動模塊連接前后兩個爬行組件的傳動軸和牽拉模塊。

優(yōu)選的，所述牽拉模塊為拉線，所述驅(qū)動模塊通過所述拉線連接所述爬行組件的第一模塊或第二模塊。

優(yōu)選的，所述爬行組件為8個。

本實用新型實施例提供的一種越障爬行機器人，通過多個等邊三角形的模塊化結(jié)構(gòu)，以牽拉模塊與回復模塊相結(jié)合的驅(qū)動方式，在軟體機器人與傳統(tǒng)機械機器人之間尋找柔韌性與機動性的平衡，在不顛覆傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使其更具有柔韌性，將傳統(tǒng)機器人的機動性與軟體機器人的可變形性相結(jié)合，為實現(xiàn)空間越障提供更多可能。本實用新型實施例提供的越障爬行機器人，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡單，變形可控性強，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小，以牽拉模塊與回復模塊相結(jié)合的三方向變形方式，實現(xiàn)了傳統(tǒng)機器人的機動性、簡易性與軟體機器人的可變形、適應性的結(jié)合，使機器人能實現(xiàn)平面、縫隙、管道等環(huán)境的運行。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本實用新型的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應理解為對本實用新型進行任何限制，在附圖中：

圖1為本實用新型實施例提供的越障爬行機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型另一實施例提供的以等邊三角形為基礎(chǔ)的模塊拼接結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為本實用新型又一實施例提供的以等邊三角形為基礎(chǔ)的模塊拼接結(jié)構(gòu)變形后的示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的第一模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的第二模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述。

如圖1所示，本實用新型提供了一種越障爬行機器人，包括：驅(qū)動模塊和多個互相連接的爬行組件；所述爬行組件包括第一模塊1和第二模塊2；所述第一模塊1和第二模塊2之間通過回復模塊連接；所述第一模塊1和第二模塊2的外形均為等邊三角形；其中，至少一個爬行組件還包括牽拉模塊5和傳動軸，所述傳動軸的兩端設(shè)有滾輪3；所述驅(qū)動模塊連接所述牽拉模塊5和傳動軸(傳動軸和回復裝置在圖中未畫出)。

本實用新型實施例提供的一種越障爬行機器人，通過多個等邊三角形的模塊化結(jié)構(gòu)，以牽拉模塊5與回復模塊相結(jié)合的驅(qū)動方式，在軟體機器人與傳統(tǒng)機械機器人之間尋找柔韌性與機動性的平衡，在不顛覆傳統(tǒng)機器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，使其更具有柔韌性，將傳統(tǒng)機器人的機動性與軟體機器人的可變形性相結(jié)合，為實現(xiàn)空間越障提供更多可能。本實用新型實施例提供的越障爬行機器人，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡單，變形可控性強，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小，以牽拉模塊5與回復模塊相結(jié)合的三方向變形方式，實現(xiàn)了傳統(tǒng)機器人的機動性、簡易性與軟體機器人的可變形、適應性的結(jié)合，使機器人能實現(xiàn)平面、縫隙、管道等環(huán)境的運行。

需要說明的是，本實用新型實施例提供的越障爬行機器人是一種類軟體機器人，在傳統(tǒng)機器人的基礎(chǔ)上，具有一定的柔軟度。如圖2 所示，本實用新型實施例提供的越障爬行機器人的結(jié)構(gòu)是以多個等邊三角形為基礎(chǔ)的第一模塊1和第二模塊2拼接而成。如圖3所示，第一模塊1和第二模塊2拼接而成的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)彎曲變形。其中，第一模塊1的詳細結(jié)構(gòu)如圖4所示，第二模塊2的詳細結(jié)構(gòu)如圖5所示。通過驅(qū)動模塊驅(qū)動該機器人前進，在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述驅(qū)動模塊為直流電機。采用直流電機前拉后推的方式進行機器人的驅(qū)動。為了避免對機器人的運動帶來阻礙，該驅(qū)動模塊可以集中于某個第一模塊1或者某個第二模塊2的上表面。

優(yōu)選的，為了給機器人提供足夠的動力，驅(qū)動模塊可以包括用于驅(qū)動牽拉模塊5的拉線電機6，用于驅(qū)動滾輪3轉(zhuǎn)動的步進電機4和用于推動機器人前進的推動電機7。推動電機7可以設(shè)置在機器人機身的下方。在遇到障礙物時，拉線電機6驅(qū)動牽拉模塊5進行第一模塊1或第二模塊2的抬升，并通過回復模塊使爬行組件貼合障礙表面，防止機器人后翻或在直角處卡住。

需要解釋的是，等邊三角形作為最基本二維圖形，既具有穩(wěn)定性，又結(jié)構(gòu)簡單，與正四邊形相比，等邊三角形設(shè)計出的模型具有三個方向的自由度，而正四邊形只有兩個方向的自由度。再與正五邊及以上多邊形相比，正三角形的結(jié)構(gòu)更加簡單，變形更加可控，因變形而產(chǎn)生的自干擾可能性較小。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述回復模塊為扭簧。多個爬行組件的第一模塊1和第二模塊2之間通過扭簧連接。扭簧的線徑為1.4毫米，外徑為13毫米，圈數(shù)為2。

在越障過程中，當?shù)谝荒K1和第二模塊2需要向下貼合時，利用扭簧代替雙方向牽拉模塊，使第一模塊1和第二模塊2貼合障礙表面，防止后翻或在直角處卡住。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述機器人的至少前后兩個爬行組件包括傳動軸和牽拉模塊5；所述驅(qū)動模塊連接前后兩個爬行組 件的傳動軸和牽拉模塊5。

需要說明的是，為了防止機器人在爬直角時卡在拐角處，在后驅(qū)的基礎(chǔ)上增加前驅(qū)動輪，使前端施加拉力將機器人拽上障礙，所以至少在機器人的前后兩個爬行組件設(shè)置傳動軸和牽拉模塊5，傳動軸的兩端設(shè)置滾輪3，通過驅(qū)動模塊驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，達到前后雙驅(qū)動方式。

另外，根據(jù)需要，還可以給機器人的最左端和最右端也設(shè)置兩個滾輪3，來減小機器人爬行的障礙。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述牽拉模塊5為拉線，所述驅(qū)動模塊通過所述拉線連接所述爬行組件的第一模塊1或第二模塊2。

需要說明的是，拉線的作用就是在遇到障礙物時，通過拉線的方式進行第一模塊1或者第二模塊2的抬升，來使爬行組件越過障礙物。驅(qū)動模塊為拉線拉動第一模塊1或第二模塊2提供動力。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述爬行組件為8個。另外，根據(jù)實際需要，爬行組件的個數(shù)可以增加或減少。

盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定 的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

本實用新型的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而能夠理解的是，本實用新型的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應當理解，為了精簡本實用新型公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本實用新型的示例性實施例的描述中，本實用新型的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的結(jié)構(gòu)解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本實用新型要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本實用新型的單獨實施例。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施 例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求和說明書的范圍當中。