[发明专利]一种全地形行走攀爬机构

说明书

本发明公开了一种全地形行走攀爬机构，包括一个以上的行走关节，行走关节之间依次活动式连接；所述的行走关节包括：支架，支架包括安装套以及多个均匀分布于安装套周围的安装壁，其中，安装壁的前端固定在安装套侧壁上；传动机构，包括传动轴，传动轴穿过所述的安装套，且在传动轴与安装套之间设置轴承；位于安装套后侧的传动轴上套装有蜗杆，在每一个安装壁上均设置有与所述蜗杆配合的蜗轮；行走机构，包括行走足和连接件。本发明每个行走关节具有独立的自由度，借助简单的控制单元来实现每个行走关节的扭转并改变行走的角度，提高对地形的适应能力，提高灵活性，可应用在各种装置或机器人上，实现全地形的行走或攀爬。

技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，具体涉及一种仿蛇形类行走的全地形行走攀爬机构，具有更好的地形适应能力以及灵活性。

背景技术

生物蛇无需驱动足，仅仅依靠自身体态的变化就能在障碍物众多、凹凸不平的环境下行走自如。蛇的这个特性引起了科技工作者的关注，不断有仿蛇机器人研究的报道，然而当前仿蛇机器人的变体运动研究大多集中于运动平面内，机器人通过体态变化及界面的摩擦力来实现系统的运动。以适应恶劣环境或人力所限、人所不及的环境下作业的需要，比如地震后对受灾地区的勘察、寻找幸存者、核电站中反应炉的清理、煤气管道内部的在线检测等。

仿生蛇结构具有以下优点：超多自由度使其具有柔软的特性，能够充分适应地形；可以将体重平均分配到支撑面上；可以保持低重心，具有超高稳定性；

其缺点：由于其具有超高自由度，在控制上需要更多的驱动能力和控制能力；其串联结构和爬行的特点，决定其无法完成携带物体操作的任务；无法有效解决能量供给问题；爬行速度相比较其他机构较低。

现在国内外对于蛇类的仿生都有研究，运动形态主要分为蠕动式和蛇形蜿蜒，但是都存在不足。蠕动式速度较慢且相对于蛇的模仿效果不佳；蛇形蜿蜒大多在机器人上加装轮子帮助运动，只能在水泥地等较为平整的地方运动，不能适应复杂多变的地形。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，便于控制的全地形行走攀爬机构，能够更为轻松和灵活地在各种地形上行走和攀爬。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种全地形行走攀爬机构，包括一个以上的行走关节，行走关节之间依次活动式连接；所述的行走关节包括：

支架，支架包括安装套以及多个均匀分布于安装套周围的安装壁，其中，安装壁的前端固定在安装套侧壁上；

传动机构，包括传动轴，传动轴穿过所述的安装套，且在传动轴与安装套之间设置轴承；位于安装套后侧的传动轴上套装有蜗杆，在每一个安装壁上均设置有与所述蜗杆配合的蜗轮；

行走机构，包括行走足和连接件，在行走足的表面上取不同两处位置记为A、B，所述连接件上三处不同位置分别记为C、D、E，则C位置与A位置之间、D位置与B位置之间分别通过第一连接杆活动式连接；E位置上活动式连接第二连接杆的后端，第二连接杆的前端连接一根弧形第三连杆的后端，连接处记为F位置；第三连杆的前端活动式连接于所述的B位置；

所述的F位置活动式连接于所述蜗轮的轮面上，D位置活动式连接在安装壁的后端。

进一步地，所述的安装壁包括第一壁板、第二壁板和第三壁板，其中，第一壁板前端固定在所述安装套上，第二壁板的前端连接在第一壁板后端，第三壁板的前端连接在第二壁板后端的侧面，第一壁板、第二壁板之间的夹角为钝角；

自第一壁板与第二壁板连接位置内侧边缘处开孔，开孔位置记为G位置；自第三壁板后端开孔，开孔位置记为H位置。