一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，包括機(jī)體，及設(shè)于所述機(jī)體上的尾部，及設(shè)于所述機(jī)體兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪包括間隔設(shè)置的微刺片和隔片，所述微刺片包括微刺、柔性部件以及設(shè)于所述機(jī)體圓軸上的轉(zhuǎn)盤，所述柔性部件將所述微刺連接于轉(zhuǎn)盤的側(cè)邊緣上。本發(fā)明的爬壁機(jī)器人通過吸振單元來連接機(jī)器人機(jī)體與尾部，尾部在機(jī)器人爬行運(yùn)動(dòng)過程中起平衡作用；吸振單元是通過對(duì)生物機(jī)體剛?cè)峄旌咸匦缘姆律O(shè)計(jì)，在類似脊椎的剛性材料結(jié)構(gòu)的周圍填充柔性材料，具有抗振和吸振功能；機(jī)器人微刺片、隔片、機(jī)體、尾部都采用抗摔材料制造，增加了機(jī)器人整體的抗摔、吸振能力，從而使機(jī)器人可以在高空落下而不被破壞。
【專利說明】一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程仿生學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造等學(xué)科，屬于特種機(jī)器人領(lǐng)域，具體是一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機(jī)器人對(duì)于軍事偵察、極限環(huán)境下救助等有重要意義。傳統(tǒng)的爬壁機(jī)器人采用負(fù)壓吸附和磁吸附兩種粘附方式，對(duì)壁面限制比較大，其中負(fù)壓吸附要求壁面光滑平整，磁吸附要求壁面具有鐵磁性。近年來基于對(duì)壁虎超強(qiáng)爬壁能力的仿生，仿生納米粘附材料發(fā)展很快，然而仿生納米材料制造比較困難且易污染失效，對(duì)于粗糙的壁面粘附效果不佳。自然界，大多數(shù)壁面都是粗糙的，甲蟲等昆蟲利用腿和足部眾多微小的鉤刺抓附壁面凹坑等壁面形貌，這是目前比較理想的仿生粘附方式。斯坦福等大學(xué)研制的Spinybot和Rise系列微刺式爬壁機(jī)器人采用腿式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在粗糙壁面上的爬行，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低且只能實(shí)現(xiàn)在壁面上單個(gè)方向爬行，不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、水平與垂直面之間的過渡等必要的功能。
[0003]對(duì)于爬壁機(jī)器人，在爬壁過程中由于意外掉落或者為執(zhí)行偵察或搜救任務(wù)，可能從高空摔落，為了保護(hù)機(jī)器人自身和機(jī)載的電子元器件和控制器，要求機(jī)器人必須就有一定的吸振、抗摔能力。然而，爬壁機(jī)器人的研究還主要集中于穩(wěn)定爬行方式的研究，并未涉及機(jī)器人抗摔、吸振方面。
[0004]因此設(shè)計(jì)一種可攀爬粗糙壁面，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有一定抗摔、吸振爬壁機(jī)器人具
有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人以輪式結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的腿式結(jié)構(gòu)，速度快、效率高，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、垂直壁面上的爬行、水平與垂直壁面間過渡等功能。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，包括機(jī)體，及設(shè)于所述機(jī)體上的尾部，及設(shè)于所述機(jī)體兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪包括間隔設(shè)置的微刺片和隔片，所述微刺片包括微刺、柔性部件以及設(shè)于所述機(jī)體圓軸上的轉(zhuǎn)盤，所述柔性部件將所述微刺連接于轉(zhuǎn)盤的側(cè)邊緣上。
[0009]兩個(gè)所述轉(zhuǎn)輪各由一電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
[0010]所述機(jī)體和尾部之間還設(shè)有吸振單元，所述吸振單元包括剛性骨架以及嵌設(shè)于所述剛性骨架內(nèi)的柔性塊。
[0011]所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向設(shè)有若干連接孔，所述隔片上設(shè)有用于卡接于所述連接孔內(nèi)的凸起。
[0012]所述轉(zhuǎn)盤與微刺片為一體成型結(jié)構(gòu)。[0013](三)有益效果
[0014]本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果:本發(fā)明的爬壁機(jī)器人通過吸振單元來連接機(jī)器人機(jī)體與尾部，尾部在機(jī)器人爬行運(yùn)動(dòng)過程中起平衡作用；吸振單元是通過對(duì)生物機(jī)體剛?cè)峄旌咸匦缘姆律O(shè)計(jì)，在類似脊椎的剛性材料結(jié)構(gòu)的周圍填充柔性材料，具有抗振和吸振功能；機(jī)器人微刺片、隔片、機(jī)體、尾部都采用抗摔材料制造，增加了機(jī)器人整體的抗摔、吸振能力，從而使機(jī)器人可以在高空落下而不被破壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2為圖1中的轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為圖2中的微刺片的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為圖1中的吸振單元的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0020]如圖1至圖4所示的，一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，包括機(jī)體4，及設(shè)于所述機(jī)體4上的尾部1，及設(shè)于所述機(jī)體4兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪3，所述轉(zhuǎn)輪3包括間隔設(shè)置的微刺片7和隔片6，所述微刺片7包括微刺8、柔性部件9以及設(shè)于所述機(jī)體圓軸上的轉(zhuǎn)盤10，所述柔性部件9將所述微刺8連接于轉(zhuǎn)盤10的側(cè)邊緣上。兩個(gè)所述轉(zhuǎn)輪3各由一電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。所述機(jī)體4和尾部I之間還設(shè)有吸振單元2，所述吸振單元2包括剛性骨架12以及嵌設(shè)于所述剛性骨架12內(nèi)的柔性塊13。所述轉(zhuǎn)盤10上沿圓周方向設(shè)有若干連接孔11，所述隔片6上設(shè)有用于卡接于所述連接孔11內(nèi)的凸起。
[0021]作為優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)盤10與微刺片7為一體成型結(jié)構(gòu)。相比于上述分體式微刺片
結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度更高。
[0022]本發(fā)明的爬壁機(jī)器人通過吸振單元來連接機(jī)器人機(jī)體與尾部，尾部在機(jī)器人爬行運(yùn)動(dòng)過程中起平衡作用；吸振單元是通過對(duì)生物機(jī)體剛?cè)峄旌咸匦缘姆律O(shè)計(jì)，在類似脊椎的剛性材料結(jié)構(gòu)的周圍填充柔性材料，具有抗振和吸振功能；機(jī)器人微刺片、隔片、機(jī)體、尾部都采用抗摔材料制造，增加了機(jī)器人整體的抗摔、吸振能力，從而使機(jī)器人可以在高空落下而不被破壞。
[0023]當(dāng)然，以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，其特征在于:包括機(jī)體，及設(shè)于所述機(jī)體上的尾部，及設(shè)于所述機(jī)體兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪包括間隔設(shè)置的微刺片和隔片，所述微刺片包括微刺、柔性部件以及設(shè)于所述機(jī)體圓軸上的轉(zhuǎn)盤，所述柔性部件將所述微刺連接于轉(zhuǎn)盤的側(cè)邊緣上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，其特征在于:兩個(gè)所述轉(zhuǎn)輪各由一電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)體和尾部之間還設(shè)有吸振單元，所述吸振單元包括剛性骨架以及嵌設(shè)于所述剛性骨架內(nèi)的柔性塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，其特征在于:所述轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向設(shè)有若干連接孔，所述隔片上設(shè)有用于卡接于所述連接孔內(nèi)的凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生吸振結(jié)構(gòu)的微刺式爬壁機(jī)器人，其特征在于:所述轉(zhuǎn)盤與微刺片為一體成型結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B62D57/024GK103847827SQ201310351578
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】劉彥偉, 孫少明, 梅濤, 胡重陽, 吳晅, 張勇杰 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院