一種具有地面行走及柔性表面爬行能力的移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有地面行走及柔性表面爬行能力的移動(dòng)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]攀爬機(jī)器人通常用于代替人類(lèi)進(jìn)行高空作業(yè)，在消防，核工業(yè)，建筑等危險(xiǎn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，能夠給人類(lèi)帶來(lái)極大的工作效益和安全保障。開(kāi)發(fā)具有攀爬功能的機(jī)器人代替人去從事危險(xiǎn)工作將有重要意義，從而受到人們的高度重視。國(guó)外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有一百多年的歷史，并設(shè)計(jì)了多種結(jié)構(gòu)的階梯攀爬服務(wù)機(jī)器人，其攀爬的基本結(jié)構(gòu)包括履帶式、輪式、足式和復(fù)合式。國(guó)內(nèi)的研究相對(duì)較晚，雖然也有很多專(zhuān)利，但由于受到體積、重量、穩(wěn)定性及安全性的限制，還沒(méi)有產(chǎn)品真正投入使用。
[0003]目前，在攀爬機(jī)器人領(lǐng)域大部分的注意力都放在了剛性物體表面上，對(duì)于柔性可變性物體表面的攀爬機(jī)器人研究很少。在爬衣服機(jī)器人方面，Birkmeyer研制了第一款可以在衣服上爬行的機(jī)器人。深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的爬衣服機(jī)器人clothbot引起了國(guó)際的關(guān)注。爬衣服機(jī)器人是一種小巧的能夠在衣服上爬行的仿生機(jī)器人，它通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)，可抓住衣服的皺紋進(jìn)行爬行。該機(jī)器人具有體積小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，能夠作為寵物機(jī)器人與人玩耍，還能夠作為“移動(dòng)手機(jī)”爬到人的肩膀上解放雙手，具有較高的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)爬行機(jī)器人的體積大、質(zhì)量重、穩(wěn)定性和安全性較差的問(wèn)題，從而提出一種輕巧、方便，并且可以地面爬行和豎直攀爬兩用的具有地面行走及柔性表面爬行能力的移動(dòng)機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種具有地面行走及柔性表面爬行能力的移動(dòng)機(jī)器人，包括頭部和與所述頭部相連的機(jī)身，所述頭部包括夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)夾緊臂，兩個(gè)夾緊臂上均設(shè)有電機(jī)，各所述電機(jī)的輸出端均設(shè)有第一滾輪，兩個(gè)夾緊臂上的第一滾輪在夾緊機(jī)構(gòu)的作用下可夾持在物體兩側(cè)并可沿物體滾動(dòng)，兩個(gè)夾緊臂的外側(cè)對(duì)應(yīng)第一滾輪設(shè)置第二滾輪，夾緊機(jī)構(gòu)上設(shè)有可使同一夾緊臂上的第二滾輪與第一滾輪配合或脫離的滾輪支架，第二滾輪與第一滾輪配合時(shí)，第一滾輪的圓周面與第二滾輪的軸向端面偏心摩擦傳動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述夾緊機(jī)構(gòu)為彈簧片，所述彈簧片的兩端向上彎折形成兩個(gè)夾緊臂，兩個(gè)夾緊臂的頂端向內(nèi)側(cè)彎折形成安裝所述電機(jī)的安裝位。
[0007]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，兩個(gè)夾緊臂分體設(shè)置，兩個(gè)夾緊臂的底端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸上裝有使兩個(gè)夾緊臂繞所述轉(zhuǎn)軸向內(nèi)側(cè)收攏的扭轉(zhuǎn)彈簧，兩個(gè)夾緊臂的頂端設(shè)有向內(nèi)側(cè)彎折以安裝所述電機(jī)的安裝位。
[0008]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述安裝位上設(shè)有過(guò)孔，所述電機(jī)固定安裝在安裝位的下側(cè)，電機(jī)的輸出軸穿過(guò)所述過(guò)孔后連接第一滾輪。
[0009]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述滾輪支架為U型架，所述U型架包括連接部和由所述連接部的兩端向同側(cè)伸出的轉(zhuǎn)動(dòng)部，所述第二滾輪均通過(guò)輪軸裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的頂端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部上在第二滾輪和連接部間設(shè)有將U型架可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在夾緊臂外側(cè)的銷(xiāo)釘，U型架可繞銷(xiāo)釘轉(zhuǎn)動(dòng)并使同一夾緊臂上的第二滾輪與第一滾輪配合或脫離。
[0010]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述機(jī)身包括頸部擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，頸部擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頭頸部連接件、頸尾部連接件以及通過(guò)頸部舵機(jī)支撐架裝在頭頸部連接件和頸尾部連接件間的頸部舵機(jī)。
[0011]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述機(jī)身包括尾部擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，尾部擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括尾部平衡件、通過(guò)尾部舵機(jī)支撐架裝在所述頸尾部連接件和尾部平衡件間的尾部舵機(jī)。
[0012]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述頸尾部連接件具有互成90°夾角的頸部舵機(jī)安裝面和尾部舵機(jī)支撐架安裝面，所述頸部舵機(jī)安裝在所述頸部舵機(jī)安裝面上，所述尾部舵機(jī)支撐架裝在所述尾部舵機(jī)支撐架安裝面上。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明中，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人豎直攀爬時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)通過(guò)夾緊臂負(fù)責(zé)將第一滾輪夾持在柔性物體表面兩側(cè)，啟動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)機(jī)器人便可沿柔性物體表面前行；當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人需要在地面爬行時(shí)，通過(guò)滾輪支架使第二滾輪與第一滾輪配合，利用第一滾輪的圓周面和第二滾輪的端面之間的摩擦力使第二滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在地面上爬行。本發(fā)明輕巧、方便，并且可以地面爬行和豎直攀爬兩用，解決了傳統(tǒng)爬行機(jī)器人的體積大、質(zhì)量重、穩(wěn)定性和安全性較差的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明夾緊機(jī)構(gòu)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明夾緊機(jī)構(gòu)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1至圖3，其顯示出了本發(fā)明之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。以下將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明各元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)時(shí)，是以圖1所示的結(jié)構(gòu)為參考描述，但本發(fā)明的實(shí)際使用方向并不局限于此。
[0016]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供了一種具有地面行走及柔性表面爬行能力的移動(dòng)機(jī)器人，包括頭部I和與所述頭部I相連的機(jī)身2，所述頭部I包括夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)夾緊臂11，兩個(gè)夾緊臂11上均設(shè)有直流電機(jī)12，各所述直流電機(jī)12的輸出端均設(shè)有第一滾輪13，兩個(gè)夾緊臂11上的第一滾輪13在夾緊機(jī)構(gòu)的作用下可夾持在柔性物體兩側(cè)并可沿柔性物體滾動(dòng)，兩個(gè)夾緊臂11的外側(cè)對(duì)應(yīng)第一滾輪13設(shè)置第二滾輪14，夾緊機(jī)構(gòu)上設(shè)有可使同一夾緊臂11上的第二滾輪14與第一滾輪13配合或脫離的滾輪支架15，第二滾輪14與第一滾輪13配合時(shí)，第一滾輪13的圓周面與第二滾輪14的軸向端面偏心摩擦傳動(dòng)。
[0017]本發(fā)明中，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人豎直攀爬時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)通過(guò)夾緊臂11負(fù)責(zé)將第一滾輪13夾持在柔性物體表面兩側(cè)，啟動(dòng)直流電機(jī)12，移動(dòng)機(jī)器人便可沿柔性物體表面前行，第二滾輪14平時(shí)作為手臂垂放于機(jī)身；當(dāng)移動(dòng)機(jī)器