本發(fā)明涉及氣動控制領域，尤其是一種氣動控制仿生爬行裝置。

背景技術：

目前，隨著工業(yè)的發(fā)展、機電液一體化技術水平的提高，移動機器人紛紛投入市場，為人們的生活提供了更多便利。爬行機器人按仿生學角度來分可分為螳螂式爬行機器人、蜘蛛式爬行機器人、蛇形機器人、尺蠖式爬行機器人等；按驅(qū)動方式來分可分為：氣動爬行機器人、電動爬行機器人和液壓驅(qū)動爬行機器人等；按工作空間來分可分為：管道爬行機器人、壁面爬行機器人和球面爬行機器人等；按行走方式可分為：輪式、履帶式、蠕動式等。爬行機器狗也屬于一種移動機器人，但目前市場上的爬行機器狗結構復雜，使用率低。因此，開發(fā)出可以實際應用的機器人將成為今后的一個發(fā)展趨勢,特別是在一些人類不易到達的地方或不容易做的事情，機器人的應用起到了十分重要的作用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種基于四連桿機構和并聯(lián)機構的腿足式機器狗與生物原型相似度極高，且負載能力強，可實現(xiàn)多方位移動，運動靈活的無線控制氣動仿生爬行機器狗。

為實現(xiàn)上述目的，采用了以下技術方案：本發(fā)明主要包括支架和連接件，所述支架分為左右兩個，且兩個支架為完全相同的結構；支架采用雙層板體框架結構，在兩層板體之間安裝電磁換向閥，在兩層板體周圍使用連桿進行上下連接；兩個支架之間通過連接件進行活動連接；在兩個支架的上層板同一側安裝轉(zhuǎn)向單元，且轉(zhuǎn)向單元的兩端分別與兩個支架鉸鏈連接；在支架的下層板底部平行固定安裝大腿氣缸A和大腿氣缸B，大腿氣缸A的活動端與小腿氣缸A相連，小腿氣缸A與大腿氣缸A呈垂直狀態(tài)，在小腿氣缸A的底部垂直固接腳掌A；大腿氣缸B的活動端與小腿氣缸B相連，小腿氣缸B與大腿氣缸B呈垂直狀態(tài)，在小腿氣缸B的底部垂直固接腳掌B；大腿氣缸A、B均與電磁換向閥相連，所述轉(zhuǎn)向單元、電磁換向閥、大腿氣缸A、小腿氣缸A均由電氣控制系統(tǒng)進行控制。

進一步的，所述大腿氣缸和小腿氣缸均為雙軸氣缸。

進一步的，所述連接件由四根連接鋼片和三根連接螺栓組成，在兩個支架的相向端分別上下對稱安裝一組連接鋼片，在一組連接鋼片的頂端通過螺栓與另一組連接鋼片進行活動連接。

進一步的，所述腳掌為長方板體結構，且在底面附有防滑層。

進一步的，所述轉(zhuǎn)向單元由兩個轉(zhuǎn)向氣缸組成，兩個轉(zhuǎn)向氣缸的缸體末端分別與兩個支架進行鉸鏈連接，兩個轉(zhuǎn)向氣缸的活塞桿末端固定連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：結構簡單、使用率高、轉(zhuǎn)向方便、穩(wěn)定性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構簡圖。

附圖標號：1—支架；2—電磁換向閥；3—大腿氣缸A；4—小腿氣缸A；5—小腿氣缸B；6—腳掌A；7—大腿氣缸B；8—腳掌B；9—連接件；10—轉(zhuǎn)向單元。11—大腿氣缸C、12—大腿氣缸D、13—小腿氣缸C、14—小腿氣缸D。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1所示的本發(fā)明的結構簡圖中，本發(fā)明主要包括支架1和連接件9，所述支架分為左右兩個，且兩個支架為完全相同的結構；支架采用雙層板體框架結構，在兩層板體之間安裝電磁換向閥2，在兩層板體周圍使用連桿進行上下連接；兩個支架之間通過連接件進行活動連接；在兩個支架的上層板同一側安裝轉(zhuǎn)向單元10，且轉(zhuǎn)向單元的兩端分別與兩個支架鉸鏈連接；在支架A的下層板底部平行固定安裝大腿氣缸A3和大腿氣缸B7，大腿氣缸A的活動端與小腿氣缸A4相連，小腿氣缸A與大腿氣缸A呈垂直狀態(tài)，在小腿氣缸A的底部垂直固接腳掌A6；大腿氣缸B的活動端與小腿氣缸B5相連，小腿氣缸B與大腿氣缸B呈垂直狀態(tài)，在小腿氣缸B的底部垂直固接腳掌B8；大腿氣缸A、B均與電磁換向閥相連，所述轉(zhuǎn)向單元、電磁換向閥、大腿氣缸A、小腿氣缸A均由電氣控制系統(tǒng)進行控制。

在支架B的下層板底部平行固定安裝大腿氣缸C11和大腿氣缸D12，大腿氣缸C的活動端與小腿氣缸C13相連，在小腿氣缸C的底部垂直固接腳掌C；大腿氣缸D的活動端與小腿氣缸D14相連，在小腿氣缸D的底部垂直固接腳掌D。

進一步的，所述大腿氣缸和小腿氣缸均為雙軸氣缸，可以防止轉(zhuǎn)動并允許承受一定徑向力。

進一步的，所述連接件由四根連接鋼片和三根連接螺栓組成，在兩個支架的相向端分別上下對稱安裝一組連接鋼片，在一組連接鋼片的頂端通過螺栓與另一組連接鋼片進行活動連接。

進一步的，所述腳掌為長方板體結構，且在底面附有防滑層。

進一步的，所述轉(zhuǎn)向單元由兩個轉(zhuǎn)向氣缸組成，兩個轉(zhuǎn)向氣缸的缸體末端分別與兩個支架進行鉸鏈連接，兩個轉(zhuǎn)向氣缸的活塞桿末端固定連接。

四個小腿氣缸中處于對角線位置的兩個氣缸同步動作，在完成起步動作后，四個大腿氣缸中處于行走步態(tài)同側的兩個氣缸同步動作。大腿氣缸控制前進后退動作，小腿氣缸控制抬起落下動作。

如圖1所示，假設左端支架為機器狗頭部，則無線控制氣動仿生爬行機器狗三種輸出步態(tài)如下：

初始步態(tài)：小腿氣缸全部縮回，大腿氣缸全部縮回，轉(zhuǎn)向氣缸一缸伸出一缸縮回。

前進時的步態(tài)：

起步動作：小腿氣缸B、小腿氣缸C同時伸出→大腿氣缸A伸出→小腿氣缸B、小腿氣缸C同時縮回→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時伸出→大腿氣缸C伸出→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時縮回。

行走動作：小腿氣缸A、小腿氣缸D同時伸出→大腿氣缸A、大腿氣缸C同時縮回，與此同時，大腿氣缸B、大腿氣缸D同時伸出。由于腳掌與地面有摩擦力，支架在大腿氣缸A、大腿氣缸D帶動下向前運動，進而小腿氣缸B、小腿氣缸C同時伸出→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時縮回→大腿氣缸B、大腿氣缸C同時縮回，與此同時，大腿氣缸A、大腿氣缸C同時伸出，由于腳掌與地面有摩擦力，支架在大腿氣缸B、大腿氣缸C帶動下向前運動。如此循環(huán)往復。

后退時的步態(tài)：

起步動作：小腿氣缸B、小腿氣缸C同時伸出→大腿氣缸D伸出→小腿氣缸B、小腿氣缸C同時縮回→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時伸出→大腿氣缸B伸出→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時縮回。

行走動作：小腿氣缸A、小腿氣缸D同時伸出→大腿氣缸A、大腿氣缸C同時伸出，與此同時，大腿氣缸B、大腿氣缸D同時縮回。由于腳掌與地面有摩擦力，支架在大腿氣缸A、大腿氣缸D帶動下向后運動，進而小腿氣缸B、小腿氣缸C同時伸出→小腿氣缸A、小腿氣缸D同時縮回→大腿氣缸B、大腿氣缸D同時伸出，與此同時，大腿氣缸A、大腿氣缸C同時縮回，由于腳掌與地面有摩擦力，支架在大腿氣缸B、大腿氣缸C帶動下向后運動。如此循環(huán)往復。

轉(zhuǎn)向氣缸在前進后退時一缸伸出一缸縮回，左轉(zhuǎn)時兩缸均伸出，右轉(zhuǎn)時兩缸均縮回。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。