本发明涉及行走机器人,特别是涉及一种滚爬一体机器人。
背景技术:
1、随着科技的发展,机器人已经广泛运用于医疗、救援、工业、农业等多种领域;但现有机器人大部分是传统刚性机器人,运动速度快、精度高、易于控制;但因其结构复杂、灵活性差、环境适应性不佳等缺点不能满足人们对当前复杂工作环境的要求,促使越来越多的研究人员开发软体机器人。
2、但是目前的软体机器人通常仅能实现单一的爬行,如专利cn202210152580.0提供的一种形状记忆合金驱动的多腔软体爬行机器人及爬行方法,能够实现机器人的爬行动作,但是单一的爬行难以应用于复杂的环境,导致适用性较差。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种滚爬一体机器人,以解决上述现有技术存在的问题,能够实现滚动和爬行,提升适用性。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、本发明提供一种滚爬一体机器人,包括本体,所述本体包括驱动装置和同轴且设置于所述驱动装置两侧的两个滚爬装置;
4、各所述滚爬装置均包括第一连板和滚爬部件,所述滚爬部件设置于所述第一连板和所述驱动装置一端之间,两个所述第一连板均与所述驱动装置固定连接,各所述滚爬部件一端与所述第一连板固定连接,另一端与所述驱动装置一侧端位置相对固定;各所述滚爬部件具有能够相互转换的第一姿态和第二姿态,且所述第一姿态和所述第二姿态下,各所述滚爬部件沿周向均具有能够支撑于工作面的支撑部;
5、所述第一姿态下,所述驱动装置能够驱动两端的所述第一连板相对于所述驱动装置沿轴向运动,以驱动各所述滚爬部件发生拉压变形以使所述支撑部对所述工作面具有垂直于轴线方向的水平作用力以使所述本体能够绕轴线滚动;所述第二姿态下,所述驱动装置能够驱动两端的所述第一连板相对于所述驱动装置沿轴向运动,以驱动各所述滚爬部件发生拉压变形以使所述支撑部对所述工作面具有平行于轴线方向的水平作用力以使所述本体能够沿平行于轴线方向爬行。
6、优选地,各所述滚爬部件均包括多个沿周向均匀分布的滚爬棒,各所述滚爬棒一端与所述第一连板固定连接,另一端与所述驱动装置一侧端位置相对固定,且各所述滚爬棒中间均设置为朝向外侧的所述支撑部,所述支撑部两侧的所述滚爬棒部分能够以所述支撑部为铰接点相对活动以靠近或远离,且所述支撑部两侧的所述滚爬棒部分相对于所述支撑部中心所在的垂直于所述本体轴线的一截面对称;
7、所述第一姿态下,各所述滚爬棒中心线所在的截面不包含所述本体轴线,所述驱动装置能够驱动两端的所述第一连板相对于所述驱动装置沿轴向反向运动,以驱动各所述滚爬棒发生拉压变形,使各所述支撑部两侧的所述滚爬棒部分能够以所述支撑部为铰接点相对活动以靠近或远离,以使支撑于所述工作面的所述支撑部对所述工作面具有垂直于轴线方向的水平作用力;所述第二姿态下,各所述滚爬棒中心线所在的截面包含所述本体轴线,所述驱动装置能够驱动两端的所述第一连板相对于所述驱动装置沿轴向同向运动,以驱动各所述滚爬棒发生拉压变形,使各所述支撑部两侧的所述滚爬棒部分能够以所述支撑部为铰接点相对活动以靠近或远离,以使支撑于所述工作面的所述支撑部对所述工作面具有平行于轴线方向的水平作用力。
8、优选地,各所述滚爬棒均设置为形状记忆材质,所述滚爬部件能够在外界刺激下实现所述第一姿态和所述第二姿态的转换。
9、优选地,各所述滚爬装置还包括第二连板,所述第二连板固定设置于所述驱动装置一侧,所述滚爬部件设置于所述第一连板和所述第二连板之间,且所述滚爬部件背离所述第一连板的一端与所述第二连板固定连接。
10、优选地,所述驱动装置包括同轴且对称设置的两个驱动部件,两个所述驱动部件之间相对的两侧端固定连接,两个所述驱动部件之间相背的两侧端均同轴固定设置有一驱动杆,各所述驱动杆滑动穿设于对应所述第二连板并与对应所述第一连板固定连接;各所述驱动部件能够驱动对应所述驱动杆沿轴向伸缩以驱动对应所述第一连板沿轴向运动。
11、优选地,各所述驱动部件均设置为压电层叠驱动器。
12、优选地,所述驱动装置还包括同轴固定套设于各所述驱动部件外的筒体,两个所述筒体之间相对的两侧端固定连接,两个筒体之间相背的两侧端分别与两个所述第二连板固定连接;各所述驱动杆均滑动穿设于对应所述第二连板和所述筒体一侧端并与对应所述第一连板固定连接。
13、优选地,各所述驱动杆均中空设置。
14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
15、本发明提供的滚爬一体机器人,驱动装置两侧均设置有滚爬装置,驱动装置能够驱动两侧的滚爬装置运动,实现本体的滚动和爬行;其中滚爬部件具有能够相互转换的第一姿态和第二姿态,在第一姿态下,驱动装置驱动两侧的第一连板沿本体轴向运动,使滚爬部件发生拉压变形,使支撑部对工作面具有垂直于轴线方向的水平作用力即切向力,在反作用力下能够驱动本体绕轴线滚动;在第二姿态下,驱动装置驱动两侧的第一连板沿本体轴向运动,使滚爬部件发生拉压变形,使支撑部对工作面具有平行于轴线方向的水平作用力即水平推力,在反作用力下能够驱动本体沿平行于轴线方向爬行;如此本发明提供的机器人,能够实现滚动和爬行,提升适用性。
1.一种滚爬一体机器人,其特征在于:包括本体,所述本体包括驱动装置(10)和同轴且设置于所述驱动装置(10)两侧的两个滚爬装置(20);
2.根据权利要求1所述的滚爬一体机器人,其特征在于:各所述滚爬部件(22)均包括多个沿周向均匀分布的滚爬棒(222),各所述滚爬棒(222)一端与所述第一连板(21)固定连接,另一端与所述驱动装置(10)一侧端位置相对固定,且各所述滚爬棒(222)中间均设置为朝向外侧的所述支撑部(221),所述支撑部(221)两侧的所述滚爬棒(222)部分能够以所述支撑部(221)为铰接点相对活动以靠近或远离,且所述支撑部(221)两侧的所述滚爬棒(222)部分相对于所述支撑部(221)中心所在的垂直于所述本体轴线的一截面对称;
3.根据权利要求2所述的滚爬一体机器人,其特征在于:各所述滚爬棒(222)均设置为形状记忆材质,所述滚爬部件(22)能够在外界刺激下实现所述第一姿态和所述第二姿态的转换。
4.根据权利要求1所述的滚爬一体机器人,其特征在于:各所述滚爬装置(20)还包括第二连板(23),所述第二连板(23)固定设置于所述驱动装置(10)一侧,所述滚爬部件(22)设置于所述第一连板(21)和所述第二连板(23)之间,且所述滚爬部件(22)背离所述第一连板(21)的一端与所述第二连板(23)固定连接。
5.根据权利要求4所述的滚爬一体机器人,其特征在于:所述驱动装置(10)包括同轴且对称设置的两个驱动部件(11),两个所述驱动部件(11)之间相对的两侧端固定连接,两个所述驱动部件(11)之间相背的两侧端均同轴固定设置有一驱动杆(12),各所述驱动杆(12)滑动穿设于对应所述第二连板(23)并与对应所述第一连板(21)固定连接;各所述驱动部件(11)能够驱动对应所述驱动杆(12)沿轴向伸缩以驱动对应所述第一连板(21)沿轴向运动。
6.根据权利要求5所述的滚爬一体机器人,其特征在于:各所述驱动部件(11)均设置为压电层叠驱动器。
7.根据权利要求6所述的滚爬一体机器人,其特征在于:所述驱动装置(10)还包括同轴固定套设于各所述驱动部件(11)外的筒体(13),两个所述筒体(13)之间相对的两侧端固定连接,两个筒体(13)之间相背的两侧端分别与两个所述第二连板(23)固定连接;各所述驱动杆(12)均滑动穿设于对应所述第二连板(23)和所述筒体(13)一侧端并与对应所述第一连板(21)固定连接。
8.根据权利要求5所述的滚爬一体机器人,其特征在于:各所述驱动杆(12)均中空设置。
