本發(fā)明涉及一種仿生液壓爬行機器人，具體涉及一種仿生液壓機器人。

背景技術(shù)：

爬行機器人是移動機器人的一種，爬行機器人按仿生學(xué)角度來分，可以仿生多種昆蟲和動物爬行方式；也可以按照工作方式來分，管道爬行機器人和平面爬行機器人；按功能用途可分為：焊弧爬行機器人、檢測爬行機器人、清洗爬行機器人、提升爬行機器人、巡線爬行機器人和玩具爬行機器人；按行走方式可分為：輪式、履帶式、蠕動式等。根據(jù)不同的驅(qū)動方式和功能等可以設(shè)計多種不同的結(jié)構(gòu)和用途的爬行機器人，能代替人類做一些難以完成的操作，因此爬行機器人在科研、生產(chǎn)及生活等多個領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有技術(shù)的爬行機器人通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此制造及維護(hù)成本較高。因此，為了降低成本，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一些簡化結(jié)構(gòu)的爬行機器人，但這種簡化結(jié)構(gòu)的爬行機器人又難以達(dá)到理想的爬行精度。所以，如何以較為簡單的結(jié)構(gòu)就實現(xiàn)高精度，這是爬行機器人領(lǐng)域內(nèi)的一大難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供仿生液壓爬行機器人。

本發(fā)明提供了一種仿生液壓爬行機器人，具有這樣的特征，包括：

頭頸部，包括依次連接的下巴、頭上顎、前頸部、后頸部和固定支架；前驅(qū)體，包括前驅(qū)體支架、設(shè)置在前驅(qū)體支架上的脖頸部結(jié)構(gòu)連接架、設(shè)置在前驅(qū)體支架兩側(cè)的前腿部機構(gòu)、設(shè)置在前驅(qū)體支架后的壓縮彈簧以及設(shè)置在前驅(qū)體支架后端的下轉(zhuǎn)動盤；后軀體，包括后驅(qū)體支架、設(shè)置在后驅(qū)體支架上的后腿部機構(gòu)、設(shè)置在后軀體前端的上轉(zhuǎn)動盤、設(shè)置在后軀體支架后的尾部擺動步進(jìn)電機和設(shè)置在后軀體支架最后的轉(zhuǎn)動鉸支座；以及尾部，包括六個活動關(guān)節(jié)單元，每個活動關(guān)節(jié)單元包括活動關(guān)節(jié)、設(shè)置在活動關(guān)節(jié)上的擺動連接件和設(shè)置在活動關(guān)節(jié)上的十字?jǐn)[動件，其中，第一個活動關(guān)節(jié)單元的活動關(guān)節(jié)上設(shè)有一個球形副，后軀體機構(gòu)通過轉(zhuǎn)動鉸支座和球形副與尾部機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，頭頸部通過固定支架和脖頸部機構(gòu)與頭頸部連接，前驅(qū)體通過下轉(zhuǎn)動盤和上轉(zhuǎn)動盤與后軀體轉(zhuǎn)動連接，后軀體通過轉(zhuǎn)動鉸支座和球形副與尾部轉(zhuǎn)動連接。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，頭頸部還包括下巴驅(qū)動組件、頭上顎驅(qū)動組件、前頸部驅(qū)動組件和后頸部驅(qū)動組件，后頸部驅(qū)動組件包括設(shè)置在固定支架的第一步進(jìn)電機、連接在第一步進(jìn)電機上的第一曲柄和連接在第一曲柄上的第一連桿，第一步進(jìn)電機驅(qū)動第一曲柄牽引第一連桿，從而帶動后頸部運動，前頸部驅(qū)動組件包括設(shè)置在脖子上的第二步進(jìn)電機、連接在第二布進(jìn)電機上的第二曲柄和連接在第二曲柄上的第二連桿，第二步進(jìn)電機驅(qū)動第二曲柄牽引第二連桿，從而帶動前頸部運動，頭上顎驅(qū)動組件包括設(shè)置在頸部上的第三步進(jìn)電機、連接在第三布進(jìn)電機上的第三曲柄和連接在第三曲柄上的第三連桿，第三步進(jìn)電機驅(qū)動第三曲柄牽引第三連桿，從而帶動頭上顎運動，下巴驅(qū)動組件包括設(shè)置在頭上顎上的第四步進(jìn)電機、連接在第四步進(jìn)電機上的第四曲柄和連接在第四曲柄上的第四連桿，第四步進(jìn)電機驅(qū)動第四曲柄牽引第四連桿，從而帶動下巴運動。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，前驅(qū)體支架兩側(cè)分別設(shè)置有前髖關(guān)節(jié)支座、前大腿支座以及前側(cè)擺支座，前腿部包括連接在前驅(qū)體的前髖關(guān)節(jié)支座上的前髖關(guān)節(jié)、連接在前大腿支座上的前大腿關(guān)節(jié)、連接在前大腿關(guān)節(jié)上的前小腿關(guān)節(jié)、連接在前側(cè)擺支座的十字活動關(guān)節(jié)以及連接在前小腿關(guān)節(jié)的球腳。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，前腿部還包括連接在前部髖關(guān)節(jié)的前側(cè)擺液壓缸、連接前大腿關(guān)節(jié)的前大腿液壓缸和連接前小腿關(guān)節(jié)的前小腿液壓缸，前側(cè)擺液壓缸驅(qū)動前髖關(guān)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，前大腿液壓缸驅(qū)動前大腿關(guān)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，前小腿液壓缸驅(qū)動前小腿關(guān)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，后軀體支架兩側(cè)分別設(shè)置有后髖關(guān)節(jié)支座、后大腿支座以及后側(cè)擺支座，后腿部包括連接在后髖關(guān)節(jié)支座上的后髖關(guān)節(jié)、連接在后大腿支座上的后大腿關(guān)節(jié)、連接在后大腿關(guān)節(jié)上的后小腿關(guān)節(jié)、連接在后側(cè)擺支座的十字活動關(guān)節(jié)以及連接在后小腿關(guān)節(jié)的球腳。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，其中，后腿部還包括連接在后髖關(guān)節(jié)的后側(cè)擺液壓缸、連接后大腿關(guān)節(jié)的后大腿液壓缸和連接后小腿關(guān)節(jié)的后小腿液壓缸，后側(cè)擺液壓缸驅(qū)動后髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，后大腿液壓缸驅(qū)動后大腿關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，后小腿液壓缸驅(qū)動后小腿關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。

在本發(fā)明提供的仿生液壓爬行機器人中，還可以具有這樣的特征：其中，尾部活動關(guān)節(jié)活動呈圓環(huán)狀，十字?jǐn)[動件設(shè)置在活動關(guān)節(jié)的中心，尾部機構(gòu)還包括多個伸縮彈簧和五個連接組件，伸縮彈簧分別設(shè)置在相鄰兩個活動關(guān)節(jié)之間，用于連接相鄰兩個活動關(guān)節(jié)，連接組件分別設(shè)置在相鄰兩個活動關(guān)節(jié)之間，包括與前一個活動關(guān)節(jié)連接的擺動連接件和與后一個活動關(guān)節(jié)連接的十字?jǐn)[動件，擺動連接件與十字?jǐn)[動件連接，使得尾部機構(gòu)能夠扭動，尾部擺動步進(jìn)電機通過聯(lián)軸器與連桿半球鉸座連接，用于驅(qū)動尾部機構(gòu)扭動。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的仿生液壓爬行機器人，仿生液壓爬行機器人，具有頭頸部機構(gòu)，尾部機構(gòu)，腿部機構(gòu)，軀體關(guān)節(jié)等；該機器人通過液壓系統(tǒng)控制腿部關(guān)節(jié)，進(jìn)而控制器行走，頭頸部機構(gòu)通過步進(jìn)電機控制其全方位擺動，尾部為柔性機構(gòu)，擺動靈活，該爬行機器人的驅(qū)動關(guān)節(jié)設(shè)置有兩部分，該兩部分通過轉(zhuǎn)動副連接，擺動自如，所以本發(fā)明的仿生液壓爬行機器人具有更加容易控制，行走穩(wěn)定性能好，擺動靈活的特點，更加貼近爬行機器人的研究需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中仿生液壓爬行機器人的總體結(jié)構(gòu)視圖；

圖2是本發(fā)明的實施例中仿生液壓機器人的俯視圖；

圖3是本發(fā)明的實施例中仿生液壓機器人的頭頸部示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例中仿生液壓爬行機器人的前驅(qū)體示意圖；

圖5是本發(fā)明的實施例中仿生液壓爬行機器人的后軀體示意圖；

圖6是本發(fā)明的實施例中仿生液壓機器人的尾部示意圖；

圖7是本發(fā)明的實施例中仿生液壓機器人的腿部示意圖；

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體闡述。

實施例：

圖1是本發(fā)明的實施例中的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的實施例中的機器人俯視圖。

如圖1及圖2所示，本實施例的一種仿生液壓爬行機器人100，包括：頭頸部10、前驅(qū)體20、后軀體30、尾部40、腿部50。

圖3是本發(fā)明的實施例中的頭頸部示意圖。

如圖3所示，頭頸部10包括下巴11、頭上顎12、前頸部13、后頸部14、固定支架15、第一步進(jìn)電機16、第一曲柄17、第一連桿18、第二步進(jìn)電機19、第二曲柄110、第二連桿111、第三步進(jìn)電機112、第三曲柄113、第三連桿114、第四步進(jìn)電機115、第四曲柄116和第四連桿117。

第一步進(jìn)電機16設(shè)置在固定支架15上，在第一步進(jìn)電機16上的第一曲柄17和第一連桿18連接，第一步進(jìn)電機16驅(qū)動第一曲柄17牽引一連桿18，構(gòu)成前頸部驅(qū)動構(gòu)成后頸部驅(qū)動。前頸部上的第二步進(jìn)電機19連接第二曲柄110，第二連桿111連接第二曲柄110，第二步進(jìn)電機19驅(qū)動第二曲柄110牽引第二連桿111構(gòu)成前頸部驅(qū)動。第三步進(jìn)電機112連接第三曲柄113，第三連桿114連接第三曲柄113，第三步進(jìn)電機112驅(qū)動第三曲柄113牽引第三連桿114，構(gòu)成頭上顎驅(qū)動。第四步進(jìn)電機115連接第四曲柄116，第四連桿117連接第四曲柄116，第四步進(jìn)電機115驅(qū)動第四曲柄116牽引第四連桿117，構(gòu)成下巴驅(qū)動。

圖4圖5圖6是本發(fā)明的實施例中的前驅(qū)體、后軀體和尾部示意圖。

如圖4所示，前驅(qū)體20包括頭頸部連接架21、前側(cè)擺支座22、前髖關(guān)節(jié)支座23、前大腿支座24、壓縮彈簧25和前軀體下轉(zhuǎn)動盤26。如圖5所示，后軀體30包括后軀體上轉(zhuǎn)動盤31、后大腿支座32、后髖關(guān)節(jié)支座33、后側(cè)擺支座34、尾部擺動步進(jìn)電機35和轉(zhuǎn)動鉸支座36。如圖6所示，尾部40包括多個活動關(guān)節(jié)(41、42、43、44、45、46)、球形副47、擺動連接件48、十字?jǐn)[動件49和伸縮彈簧410。

前驅(qū)體20通過前驅(qū)體下轉(zhuǎn)動盤26和后軀體上轉(zhuǎn)動盤31與后軀體30轉(zhuǎn)動連接。后軀體30通過轉(zhuǎn)動鉸支座36和球形副47與尾部40轉(zhuǎn)動連接。伸縮彈簧410分別設(shè)置在相鄰兩個活動關(guān)節(jié)之間，用于連接相鄰兩個活動關(guān)節(jié)，活動關(guān)節(jié)連接的擺動連接件48和與后一個活動關(guān)節(jié)連接的十字?jǐn)[動件49連接，使得尾部連接在一起，構(gòu)成扭動連接，尾部擺動步進(jìn)電機35通過聯(lián)軸器與連桿半球鉸座36連接，用于驅(qū)動尾部扭動。

圖7是本發(fā)明的實施例中的腿部示意圖。

如圖7所示，前腿部50包括髖關(guān)節(jié)51、大腿關(guān)節(jié)52、小腿關(guān)節(jié)53、球腳54、壓縮彈簧55、小腿液壓缸56、大腿液壓缸57十字活動關(guān)節(jié)58和側(cè)擺液壓缸59。前驅(qū)體20兩側(cè)分別設(shè)置有前髖關(guān)節(jié)支座23、前大腿支座24以及前側(cè)擺支座25，前腿部50包括連接在前驅(qū)體30的前髖關(guān)節(jié)支座23上的髖關(guān)節(jié)51、連接在前大腿支座上24的大腿關(guān)節(jié)52、連接在大腿關(guān)節(jié)52上的小腿關(guān)節(jié)53、連接在前側(cè)擺支座22的十字活動關(guān)節(jié)58以及連接在小腿關(guān)節(jié)53的球腳54。

前腿部50還包括連接在髖關(guān)節(jié)51的側(cè)擺液壓缸59、連接在大腿關(guān)節(jié)的大腿液壓缸57和連接小腿關(guān)節(jié)53的小腿液壓缸56，側(cè)擺液壓缸59驅(qū)動髖關(guān)節(jié)51進(jìn)行轉(zhuǎn)動，大腿液壓缸57驅(qū)動大腿關(guān)節(jié)52進(jìn)行轉(zhuǎn)動，小腿液壓缸56驅(qū)動小腿關(guān)節(jié)53進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

后腿部的各個組件與前腿部一致，各個部分連接關(guān)系與前腿部一致，在此不再贅述。

本實施例仿生液壓爬行機器人運作的工作過程如下：

本發(fā)明是仿生液壓爬行機器人，頭頸部的擺動通過步進(jìn)電機來控制，其相互配合可實現(xiàn)該爬行機器人嘴巴的張合，脖子的擺動；尾部為柔性機構(gòu)，通過尾部擺動步進(jìn)電機來實現(xiàn)尾部的擺動，尾部各個關(guān)節(jié)為被動自由度，靠尾部擺動步進(jìn)電機35帶動活動關(guān)節(jié)，靠著慣性實現(xiàn)擺動，并通過壓縮彈簧55復(fù)位，腿部機構(gòu)實現(xiàn)其行走，通過液壓缸控制腿部關(guān)節(jié)的擺動來實現(xiàn)行走功能，前驅(qū)體20與后軀體30通過轉(zhuǎn)動副連接，實現(xiàn)柔性扭動。

實施例的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的仿生液壓爬行機器人，因為爬行機器人具有其他機器人所不具備的特征，仿生液壓爬行機器人，具有頭頸部機構(gòu)，尾部機構(gòu)，腿部機構(gòu)，軀體關(guān)節(jié)等；該機器人通過液壓系統(tǒng)控制腿部關(guān)節(jié)，進(jìn)而控制器行走，頭頸部機構(gòu)通過步進(jìn)電機控制其全方位擺動，尾部為柔性機構(gòu)，擺動靈活，該爬行機器人的驅(qū)動關(guān)節(jié)設(shè)置有兩部分，該兩部分通過轉(zhuǎn)動副連接，擺動自如，所以本發(fā)明的仿生液壓爬行機器人具有更加容易控制，行走穩(wěn)定性能好，擺動靈活的特點，更加貼近爬行機器人的研究需要。

本實施例的爬行機器人還設(shè)置有壓縮彈簧，能夠防止相鄰兩個軀體之間相互碰撞。

本實施例的爬行機器人還設(shè)置有防震彈簧，能夠很好的減輕該爬行機器人在爬行時產(chǎn)生的震動，使其運動平穩(wěn)。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。