多关节爬壁蠕虫式机器人

摘要

本发明公开了一种多关节爬壁蠕虫式机器人由头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三部分组成，头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三者之间通过连接盘与舵机的两个输出轴连接，从而实现多关节爬壁蠕虫式机器人整体构形。其中，头部(1)包括有两个结构相同的连接臂、两个不同壳体单元、相同吸排单元、振动单元的吸附组件、三个舵机、八个霍尔传感器组成；躯干(2)包括有三个结构相同的被动组件、两个结构相同的吸附组件、五个舵机、八个霍尔传感器组成；尾部(3)包括有两个结构相同的连接臂、两个吸附组件、四个舵机、八个霍尔传感器组成。本发明的多关节蠕虫式机器人的运动过程为：首先尾部在舵机的作用下抬起和落下使机器人产生一步距，然后躯干在舵机的作用下与尾部协调蠕动，将该步距传递到头部，最后头部在舵机的作用下抬起和落下将该步距转化为机器人的前进距离，从而实现机器人的前行。

主权项

1、一种多关节蠕虫式机器人，其特征在于：该机器人由头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三部分组成；头部(1)、躯干(2)和尾部(3)之间通过连接盘与舵机的两个输出轴连接，从而实现多关节爬壁蠕虫式机器人整体构形；头部(1)由A连接臂(21)、B连接臂(22)、A吸附组件(11)、B吸附组件(12)、A舵机(4A)、B舵机(4B)、C舵机(4C)、八个霍尔传感器组成；躯干(2)由A被动组件(31)、B被动组件(32)、C被动组件(33)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、D舵机(4D)、E舵机(4E)、F舵机(4F)、G舵机(4G)、H舵机(4H)、八个霍尔传感器组成；尾部(3)由C连接臂(23)、D连接臂(24)、E吸附组件(15)、F吸附组件(16)、I舵机(4I)、J舵机(4J)、K舵机(4K)、L舵机(4L)、八个霍尔传感器组成；A连接臂(21)、B连接臂(22)、C连接臂(23)、D连接臂(24)结构相同；B吸附组件(12)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、E吸附组件(15)结构相同；A吸附组件(11)、B吸附组件(12)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、E吸附组件(15)和F吸附组件(16)分别由壳体单元、吸排单元和振动单元构成；A被动组件(31)、B被动组件(32)、C被动组件(33)结构相同；该机器人从头部至尾部的连接关系为：A吸附组件(11)连接在A舵机(4A)的两个输出轴上，A舵机(4A)安装在A连接臂(21)上；A连接臂(21)连接在B舵机(4B)的两个输出轴上，B舵机(4B)安装在B连接臂(22)上；B连接臂(22)连接在C舵机(4C)的两个输出轴上，C舵机(4C)安装在B吸附组件(12)上；B吸附组件(12)连接在D舵机(4D)的两个输出轴上，D舵机(4D)安装在A被动组件(31)上；A被动组件(31)连接在E舵机(4E)的两个输出轴上，E舵机(4E)安装在C吸附组件(13)上；C吸附组件(13)连接在F舵机(4F)的两个输出轴上，F舵机(4F)安装在B被动组件(32)上；B被动组件(32)连接在G舵机(4G)的两个输出轴上，G舵机(4G)安装在D吸附组件(14)上；D吸附组件(14)连接在H舵机(4H)的两个输出轴上，H舵机(4H)安装在C被动组件(33)上；C被动组件(33)连接在I舵机(4I)的两个输出轴上，I舵机(4I)安装在E吸附组件(15)上；E吸附组件(15)连接在J舵机(4J)的两个输出轴上，J舵机(4J)安装在C连接臂(23)上；C连接臂(23)连接在K舵机(4K)的两个输出轴上，K舵机(4K)安装在D连接臂(24)上；D连接臂(24)连接在L舵机(4L)的两个输出轴上，L舵机(4L)安装在F吸附组件(16)上；A连接臂(21)与B连接臂(22)结构相同，且为一体成型的Y形结构；A连接臂(21)上设有A连接端(101)、B连接端(102)、C连接端(103)、D连接端(104)；C连接端(103)的端部安装有C连接盘(403)；D连接端(104)的端部安装有D连接盘(404)；A连接端(101)与B连接端(102)的端部构成A连接头(107)，A连接头(107)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使A舵机(4A)夹紧在A连接端(101)与B连接端(102)之间；C连接盘(403)与D连接盘(404)分别与B舵机(4B)的输出轴连接；B连接臂(22)上设有E连接端(105)、F连接端(106)、G连接端(110)、H连接端(111)；G连接端(110)的端部安装有E连接盘(405)；H连接端(111)的端部安装有F连接盘(406)；E连接端(105)与F连接端(106)的端部构成B连接头(112)，B连接头(112)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使B舵机(4B)夹紧在E连接端(105)与F连接端(106)之间；E连接盘(405)与F连接盘(406)分别与C舵机(4C)的两个输出轴连接；C连接臂(23)与D连接臂(24)结构相同，且为一体成型的Y形结构；C连接臂(23)上设有K连接端(201)、L连接端(202)、M连接端(203)、N连接端(204)；M连接端(203)的端部安装有U连接盘(421)；N连接端(204)的端部安装有V连接盘(422)；K连接端(201)与L连接端(202)的端部构成C连接头(207)，B连接头(207)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使J舵机(4J)夹紧在K连接端(201)与L连接端(202)之间；U连接盘(421)与V连接盘(422)分别与K舵机(4K)的两个输出轴连接；D连接臂(24)上设有O连接端(205)、P连接端(206)、Q连接端(210)、R连接端(211)；Q连接端(210)的端部安装有W连接盘(423)；R连接端(211)的端部安装有X连接盘(424)；O连接端(205)与P连接端(206)的端部构成D连接头(212)，D连接头(212)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使L舵机(4L)夹紧在O连接端(205)与P连接端(206)之间；W连接盘(423)与X连接盘(424)分别与L舵机(4L)的两个输出轴连接；A吸附组件(11)由A壳体单元(8A)、A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)组成；且A吸排单元(7A)与B吸排单元(7B)的结构相同，A振动单元(5A)与B振动单元(5B)的结构相同；A霍尔传感器(6A)、B霍尔传感器(6B)安装在前连接板(8A-24)的外侧面上，C霍尔传感器(6C)、D霍尔传感器(6D)安装在后连接板(8A-23)的外侧面上；A壳体单元(8A)由A上盖板(8A-1)、A框架(8A-2)、A底板(8A-3)组成，A上盖板(8A-1)、A底板(8A-3)分别安装在A框架(8A-2)的上下；A底板(8A-3)上安装有A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)，且A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)置于A框架(8A-2)的空腔(8A-25)内：A上盖板(8A-1)上设有减重方孔；A框架(8A-2)的A左连接板(8A-21)与A右连接板(8A-22)相对，A前连接板(8A-24)与A后连接板(8A-23)相对；左连接板(8A-21)的U形端部安装有B连接盘(402)，右连接板(8A-22)的U形端部安装有A连接盘(401)；在A框架(8A-2)的空腔(8A-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8A-2a)、B轴承座(8A-2b)、C轴承座(8A-2c)、D轴承座(8A-2d)；A轴承座(8A-2a)、B轴承座(8A-2b)、C轴承座(8A-2c)、D轴承座(8A-2d)内分别安装有四个直线轴承；该四个直线轴承分别套接在四根吸盘导柱上，该四根吸盘导柱的下端分别安装有A吸盘(11a)、B吸盘(11b)、C吸盘(11c)、D吸盘(11d)；B吸附组件(12)由B壳体单元(8B)、B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)组成；E霍尔传感器(6E)、F霍尔传感器(6F)安装在前连接板(8B-24)的外侧面上，G霍尔传感器(6G)、H霍尔传感器(6H)安装在后连接板(8B-23)的外侧面上；B壳体单元(8B)由B上盖板(8B-1)、B框架(8B-2)、B底板(8B-3)组成，B上盖板(8B-1)、B底板(8B-3)分别安装在B框架(8B-2)的上下；B底板(8B-3)上安装有B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)，且B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)置于B框架(8B-2)的空腔(8B-25)内；B上盖板(8B-1)上设有减重方孔；B框架(8B-2)的左连接板(8B-21)与右连接板(8B-22)相对，B前连接板(8B-24)与B后连接板(8B-23)相对，B前连接板(8B-24)的外侧面上有上支臂(8B-26)、下支臂(8B-27)，上支臂(8B-26)与下支臂(8B-127)相对，上支臂(8B-26)、下支臂(8B-27)用于夹紧C舵机(4C)；在B框架(8B-2)的空腔(8B-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8B-2a)、B轴承座(8B-2b)、C轴承座(8B-2c)、D轴承座(8B-2d)；A轴承座(8B-2a)、B轴承座(8B-2b)、C轴承座(8B-2c)、D轴承座(8B-2d)内分别安装有A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)；B左连接板(8B-21)的U形端部安装有H连接盘(408)，B右连接板(8B-22)的U形端部安装有G连接盘(407)；B吸排单元(7B)由A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)、A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)、A杠杆(7B-1)、B杠杆(7B-2)、B吸排压件(7B-3)组成；A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)分别套接在A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)上；A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)的下端分别安装有E吸盘(12a)、F吸盘(12b)、G吸盘(12c)、H吸盘(12d)，A吸盘导柱(7B-21)与D吸盘导柱(7B-24)的上端连接在A杠杆(7B-1)的两端，A杠杆(7B-1)的支点连接在后连接板(8B-23)的内侧面上，B吸盘导柱(7B-22)与C吸盘导柱(7B-23)的上端连接在B杠杆(7B-2)的两端，B杠杆(7B-2)的支点连接在前连接板(8B-24)的内侧面上；B吸排压件(7B-3)安装在B底板(8B-3)上；A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)和D吸盘导柱(7B-24)的中心导孔内分别插接有A气管、B气管、C气管、D气管；B气管、C气管的一端分别插接在B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)的中心导孔内，B气管、C气管的另一端由B吸排压件(7B-3)的一端压紧，B吸排压件(7B-3)的另一端压紧A气管、D气管的另一端；A气管、D气管的一端分别插接在A吸盘导柱(7B-21)、D吸盘导柱(7B-24)的中心导孔内，A气管、D气管的另一端压紧在B吸排压件(7B-3)的另一端下；B振动单元(5B)包括有A直线滑块(5B-1)、B直线滑块(5B-2)、上限位块(5B-3)、下限位块(5B-4)、电机(5B-5)、单向轴承(5B-7)、A偏心轮(5B-12)、B偏心轮(5B-22)、A滚动轴承(5B-13)、B滚动轴承(5B-23)；电机(5B-5)安装在A底板(8B-3)上，电机(5B-5)输出轴上顺次连接有内轴(5B-6)、B偏心轮(5B-22)、A偏心轮(5B-12)，内轴(5B-6)的外部套接有单向轴承(5B-7)，单向轴承(5B-7)的外部套接有凸轮(5B-8)，B偏心轮(5B-22)的外部套接有B滚动轴承(5B-23)，B滚动轴承(5B-23)置于B直线滑块(5B-2)的偏心外框(5B-26)内，A偏心轮(5B-12)的外部套接有A滚动轴承(5B-13)，A滚动轴承(5B-13)置于A直线滑块(5B-1)的偏心外框(5B-16)内；A销柱(5B-11)的一端连接在A直线滑块(5B-1)的销连接端(5B-14)上，A销柱(5B-11)的另一端与A杠杆(7B-1)的一端连接；B销柱(5B-21)的一端连接在B直线滑块(5B-2)的销连接端(5B-24)上，B销柱(5B-21)的另一端与B杠杆(7B-2)的一端连接；上限位块(5B-3)安装在A直线滑块(5B-1)的上滑槽(5B-15)，以及B直线滑块(5B-2)的上滑槽(5B-25)内，下限位块(5B-4)安装在A直线滑块(5B-1)的下滑槽(5B-17)，以及B直线滑块(5B-2)的下滑槽(5B-27)内；A直线滑块(5B-1)与B直线滑块(5B-2)重叠放置在一起；F吸附组件(16)由F壳体单元(8F)、F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)组成；且F吸排单元(7F)与B吸排单元(7B)的结构相同，F振动单元(5F)与B振动单元(5B)的结构相同；U霍尔传感器(6U)、V霍尔传感器(6V)安装在前连接板(8F-24)的外侧面上，W霍尔传感器(6W)、X霍尔传感器(6X)安装在后连接板(8F-23)的外侧面上；F壳体单元(8F)由F上盖板(8F-1)、F框架(8F-2)、F底板(8F-3)组成，F上盖板(8F-1)、F底板(8F-3)分别安装在F框架(8F-2)的上下；F底板(8F-3)上安装有F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)，且F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)置于F框架(8F-2)的空腔(8F-25)内；F上盖板(8F-1)上设有减重方孔；F框架(8F-2)的F左连接板(8F-21)与F右连接板(8F-22)相对，F前连接板(8F-24)与F后连接板(8F-23)相对；在F框架(8F-2)的空腔(8F-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8F-2a)、B轴承座(8F-2b)、C轴承座(8F-2c)、D轴承座(8F-2d)；A轴承座(8F-2a)、B轴承座(8F-2b)、C轴承座(8F-2c)、D轴承座(8F-2d)内分别安装有四个直线轴承；该四个直线轴承套接在四根吸盘导柱上，该四根吸盘导柱的下端分别安装有U吸盘(16a)、V吸盘(16b)、W吸盘(16c)、X吸盘(16d)；A被动组件(31)由A拉簧(301)、B拉簧(302)、A压簧(303)、B压簧(304)、U形架(31a)和T形架(31b)组成，U形架(31a)的I连接端(311)的端部安装有I连接盘(409)，U形架(31a)的J连接端(312)的端部安装有J连接盘(410)，U形架(31a)的横板(314)的中心开有减重孔(313)，横板(314)与I连接端(311)的接合处安装有B锁扣(318)，横板(314)与J连接端(312)的接合处安装有A锁扣(317)，在横板(314)上设有A通孔(315)、B通孔(316)，且A通孔(315)、B通孔(316)与减重孔(313)同轴线设置；B锁扣(318)用于挂接B拉簧(302)的一端，B拉簧(302)的另一端挂接在T形架(31b)上的D锁扣(328)上；A锁扣(317)用于挂接A拉簧(301)的一端，A拉簧(301)的另一端挂接在T形架(31b)上的C锁扣(327)上；A通孔(315)用于A导杆(305)的一端穿过；B通孔(316)用于B导杆(306)的一端穿过；T形架(31b)的上支臂(322)上安装有上轴承座(325)，T形架(31b)的下支臂(321)上安装有下轴承座(326)，上轴承座(325)与下轴承座(326)结构相同；上轴承座(325)为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有直线轴承(323)、直线轴承(330)，该两个直线轴承套接在A导杆(305)上；下轴承座(326)为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有两个直线轴承，该两个直线轴承套接在B导杆(306)上；T形架(31b)的横板(324)的两端安装有C锁扣(327)、D锁扣(328)。