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专利号: 2016105569910
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 无轨陆用车辆
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:包括机身(49)、环抱机构(50)和攀爬机构(51),所述机身(49)包括第一单组机身(68)、第二单组机身(69)、第一机身连接块(70)、第二机身连接块(71)、机身连接轴(72)和机身弹簧(73),所述第一机身连接块(70)固定在所述第一单组机身(68)上,所述第二机身连接块(71)固定在所述第二单组机身(69)上,所述第一机身连接块(70)和第二机身连接块(71)通过机身连接轴(72)铰接,所述机身弹簧(73)位于所述机身连接轴(72)的正下方,且机身弹簧(73)的两端分别固定在所述第一单组机身(68)和第二单组机身(69)上;所述第一单组机身(68)和第二单组机身(69)上均设有两条并列设置的弧形的导向槽(52),每个单组机身上的环抱机构(50)均设有两个,两个环抱机构(50)相互之间反向设置且分别与一条导向槽(52)同轴配合,所述攀爬机构(51)设置在所述环抱机构(50)上;

所述环抱机构(50)包括驱动机构、环抱执行机构和环抱施力机构,所述驱动机构包括箱体(1)、步进电机(2)、联轴器(3)、后轴承座(4)、前轴承座(5)、蜗杆(6)、不完全蜗轮(7)、蜗轮转轴(8)、主推杆(9)、推杆转轴(10)和卡簧,所述步进电机(2)固定在箱体(1)的后端,步进电机(2)通过联轴器(3)连接所述蜗杆(6)的一端,蜗杆(6)的前后两端分别通过轴承固定在前轴承座(5)和后轴承座(4)上,所述前轴承座(5)和后轴承座(4)均固定在所述箱体(1)内部,所述步进电机(2)的转轴、联轴器(3)、蜗杆(6)、后轴承座(4)和前轴承座(5)的轴心位于同一条直线上;所述不完全蜗轮(7)通过蜗轮转轴(8)铰接在所述箱体(1)上,所述不完全蜗轮(7)与所述蜗杆(6)啮合,所述不完全蜗轮(7)与其轴向垂直的中心面与箱体(1)的中心面重合,不完全蜗轮(7)的两侧均通过卡簧进行约束,所述不完全蜗轮(7)上还安装有推杆转轴(10),所述主推杆(9)的后端通过所述推杆转轴(10)铰接在所述不完全蜗轮(7)上;所述环抱执行机构包括第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)、第四关节(14)、第一关节转轴(15)、第二关节转轴(16)、第三关节转轴(17)和第四关节转轴(18),所述箱体(1)的前端和第一关节(11)的前端通过第一关节转轴(15)铰接,所述第一关节(11)的后端和第二关节(12)的前端通过第二关节转轴(16)铰接,所述第二关节(12)的后端和第三关节(13)的前端通过第三关节转轴(17)铰接,所述第三关节(13)的后端和第四关节(14)的前端通过第四关节转轴(18)铰接;所述第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和第四关节(14)均由关节左侧板(19)、关节右侧板(20)和间隔柱(21)构成,关节左侧板(19)通过均布的多个间隔柱(21)与关节右侧板(20)固定连接;所述关节左侧板(19)和关节右侧板(20)的中心位置均开设有幺型孔滑槽(22);所述环抱施力机构包括第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)、第三后推杆轴(28)、第一受力轴(29)、第二受力轴(30)、第三受力轴(31)、第四受力轴(32)、第一施力轴(33)、第二施力轴(34)、第三施力轴(35)、第一前推杆(36)、第二前推杆(37)、第三前推杆(38)、第一后推杆(39)、第二后推杆(40)、第三后推杆(41)、第一伸缩杆(42)、第二伸缩杆(43)、第三伸缩杆(44)、第一伸缩弹簧(45)、第二伸缩弹簧(46)、第三伸缩弹簧(47);所述主推杆(9)的后端通过第一受力轴(29)铰接在第一关节(11)的前端,所述第一前推杆(36)的前端通过第一施力轴(33)与箱体(1)铰接,所述第一前推杆轴(23)的后端与第一伸缩杆(42)的前端通过第一前推杆轴(23)铰接,所述第一伸缩杆(42)的后端与第一后推杆(39)的前端通过第一后推杆轴(24)铰接,所述第一后推杆(39)的后端通过第二受力轴(30)铰接在第二关节(12)的前端;所述第二前推杆(37)的前端通过第二施力轴(34)铰接在第一关节(11)的后端,所述第二前推杆(37)的后端与第二伸缩杆(43)的前端通过第二前推杆轴(25)铰接,所述第二伸缩杆(43)的后端与第二后推杆(40)的前端通过第二后推杆轴(26)铰接,所述第二后推杆轴(26)的后端通过第三受力轴(31)铰接在第三关节(13)的前端;所述第三前推杆(38)的前端通过第三施力轴(35)铰 接在第二关节(12)的后端,所述第三前推杆(38)的后端与第三伸缩杆(44)的前端通过第三前推杆轴(27)铰接,所述第三伸缩杆(44)的后端与第三后推杆(41)的前端通过第三后推杆轴(28)铰接,所述第三后推杆轴(28)的前端通过第四受力轴(32)铰接在所述第四关节(14)的前端;所述第一伸缩弹簧(45)套装在所述第一伸缩杆(42)上,所述第二伸缩弹簧(46)套装在所述第二伸缩杆(43)上,所述第三伸缩弹簧(47)套装在第三伸缩杆(44)上;所述第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)和第三后推杆轴(28)的两端均套装有滑块(48),第一前推杆轴(23)和第一后推杆轴(24)通过其左右两端的滑块(48)与所述第一关节(11)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合,第二前推杆轴(25)和第二后推杆轴(26)通过其左右两端的滑块(48)与所述第二关节(12)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合,第三前推杆轴(27)和第三后推杆轴(28)通过其左右两端的滑块(48)与所述第三关节(13)的关节左侧板(19)和关节右侧板(20)上开设的幺型孔滑槽(22)相配合;所述第一关节转轴(15)、第二关节转轴(16)、第三关节转轴(17)和第四关节转轴(18)上均安装有扭簧;

所述环抱机构(50)上的第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和第四关节(14)的同侧均安装有一个攀爬机构(51),所述攀爬机构(51)包括安装板(55)、支撑杆(56)、弹簧伸缩杆(57)、减震弹簧(58)、前履带转轴(59)、后履带转轴(60)、前履带轮(61)、后履带轮(62)、履带(63)、履带电机(67)、同步带转轮(64)、同步带驱动轮(65) 和同步带(66),所述安装板(55)通过螺栓固定在对应关节的关节左侧板和关节右侧板上,支撑杆(56)垂直安装在所述安装板(55)上,所述弹簧伸缩杆(57)固定在所述支撑杆(56)上,所述前履带转轴(59)安装在所述弹簧伸缩杆(57)的端部,所述后履带转轴(60)安装在所述支撑杆(56)的端部,前履带轮(61)套装在所述前履带转轴(59)上,后履带轮(62)套装在所述后履带转轴(60)上,所述履带(63)与前履带轮(61)和后履带轮(62)相互啮合,所述后履带转轴(60)上还固定有同步带转轮(64),所述安装板(55)上固定有履带电机(67),所述履带电机(67)的电机头上安装有同步带驱动轮(65),所述同步带驱动轮(65)与所述同步带转轮(64)通过同步带(66)连接。

2.根据权利要求1所述的一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:所述第一前推杆轴(23)、第一后推杆轴(24)、第二前推杆轴(25)、第二后推杆轴(26)、第三前推杆轴(27)、第三后推杆轴(28)的两端均与滑块(48)通过螺纹连接,滑块(48)位于第一关节(11)、第二关节(12)和第三关节(13)的幺型孔滑槽(22)内并能沿相应的幺型孔滑槽(22)进行滑动。

3.根据权利要求1所述的一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:所述第一前推杆(36)、第二前推杆(37)、第三前推杆(38)、第一后推杆(39)、第二后推杆(40)、第三后推杆(41)、第一伸缩杆(42)、第二伸缩杆(43)和第三伸缩杆(44)均位于第一关节(11)、第二关节(12)、第三关节(13)和箱体(1)的中心面上。

4.根据权利要求1所述的一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:所述安装板(55)垂直于所述关节左侧板(19)和关节右侧板(20)设置。

5.根据权利要求1所述的一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:所述安装板(55)与所述支撑杆(56)一体式成型。

6.根据权利要求1所述的一种变径自适应越障攀爬机器人,其特征在于:所述导向槽(52)上开设有沿导向槽(52)均布的导向齿条(53),所述驱动机构的箱体(1)上安装有与所述导向齿条(53)相配合的导向齿轮(54)。