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专利号: 2021111079483
申请人: 杭州电子科技大学
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种杆体外壁攀爬越障机器人,包括环形支架(1)和攀爬机构(2);其特征在于:多个攀爬机构(2)安装在环形支架(1)内侧的不同位置;所述的攀爬机构(2)包括上下布置的两个攀爬越障单元(2‑1);所述攀爬越障单元(2‑1)包括连杆(2‑2)、牵引弹簧(2‑3)、攀爬电机(2‑1‑1)、麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)、越障外板(2‑1‑3)、越障支撑板(2‑1‑4)、短杆(2‑1‑5)、长杆(2‑1‑6)和越障弹簧(2‑1‑7);麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)支承在越障外板(2‑1‑3)上,并由攀爬电机(2‑1‑1)驱动旋转;短杆(2‑1‑5)、长杆(2‑1‑6)的一端与越障外板(2‑1‑3)的两个不同位置铰接;短杆(2‑1‑5)、长杆(2‑1‑6)的另一端与越障支撑板(2‑1‑4)的两个不同位置铰接;短杆(2‑1‑5)的中部与长杆(2‑1‑6)的中部通过越障弹簧(2‑1‑7)连接;连杆(2‑2)的中部与环形支架(1)转动连接;连杆(2‑2)的外端与越障支撑板(2‑1‑4)固定;连杆(2‑2)的内端与环形支架(1)通过牵引弹簧(2‑3)连接;短杆(2‑1‑5)、长杆(2‑1‑6)与越障外板(2‑

1‑3)的铰接点连线,跟短杆(2‑1‑5)、长杆(2‑1‑6)与越障支撑板(2‑1‑4)的铰接点连线交叉设置;同一攀爬机构(2)中两个麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)的旋向相反。

2.根据权利要求1所述的一种杆体外壁攀爬越障机器人,其特征在于:还包括停留自锁装置(3);所述的停留自锁装置(3)安装在环形支架(1)中部,包括对称设置的两个夹持单元,用于从两侧夹紧被攀爬的杆体。

3.根据权利要求2所述的一种杆体外壁攀爬越障机器人,其特征在于:两个夹持单元分别安装在环形支架(1)内的两侧;夹持单元包括弧形卡盘(3‑1)、丝杠(3‑2)、导杆(3‑3)、夹持支架和丝杠电机(3‑7);夹持支架固定在环形支架(1)的对应连接支架上;丝杠电机(3‑7)固定在夹持支架上;丝杠电机(3‑7)与丝杠(3‑2)连接;弧形卡盘(3‑1)的外侧与导杆(3‑3)的一端固定;导杆(3‑3)与夹持支架滑动连接;丝杠(3‑2)的一端与弧形卡盘(3‑1)的外侧构成转动副;通过驱动丝杠(3‑2)螺旋运动实现弧形卡盘(3‑1)的横向移动;两个夹持单元中的弧形卡盘(3‑1)的内侧相对设置,并朝向环形支架(1)的中心轴线。

4.根据权利要求1所述的一种杆体外壁攀爬越障机器人,其特征在于:所述的环形支架(1)包括两个安装环和两个连接支架;两个安装环同轴且间隔设置,并通过两个连接支架固定;两个连接支架对中设置在安装环轴线的两侧;安装环包括两个半圆环(1‑1)和铰链(1‑

2);两个半圆环(1‑1)的一端通过铰链(1‑2)转动连接;两个半圆环(1‑1)的另一端可拆卸固定。

5.根据权利要求1所述的一种杆体外壁攀爬越障机器人,其特征在于:所述的攀爬机构(2)包括攀爬越障单元(2‑1)和中间杆(2‑4);中间杆(2‑4)呈U形,包括一体成型的竖直杆,以及位于竖直杆两端的横杆;中间杆(2‑4)的两端均安装有攀爬越障单元(2‑1);竖直杆与环形支架(1)固定。

6.如权利要求1所述的一种杆体外壁攀爬越障机器人的攀爬方法,其特征在于:步骤一:将环形支架(2)打开后套置到被攀爬杆体上并重新闭合,使得各麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑

2)在牵引弹簧(2‑3)的作用下抵住杆体;

步骤二:杆体外壁攀爬越障机器人在杆体上进行爬升、下降或旋转;各麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)同步同向转动时,带动杆体外壁攀爬越障机器人爬升或下降;当同一攀爬机构(2)上的两个麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)同步反向转动时,带动杆体外壁攀爬越障机器人绕杆体旋转;

当机器人在爬升运动中遇到障碍时,接触障碍物的麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)受到障碍物的阻力;该阻力带动越障外板(2‑1‑3)相对于越障支撑板(2‑1‑4)向远离障碍物的一侧运动;越障外板(2‑1‑3)进一步带动短杆(2‑1‑5)和长杆(2‑1‑6)转动,转动的短杆(2‑1‑5)和长杆(2‑1‑6)带动和越障外板(2‑1‑3)麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)远离杆体,达到越过障碍物的效果;同时,转动的短杆(2‑1‑5)和长杆(2‑1‑6)将拉长越障弹簧(2‑1‑7);在麦克纳姆攀爬轮(2‑1‑2)越过障碍物后,越障弹簧(2‑1‑7)拉动短杆(2‑1‑5)和长杆(2‑1‑6)复位。