一种智能机器人的仿生攀附运动方法与流程

本发明为分案申请，原申请的信息如下，名称：一种智能机器人的仿生攀附运动机构，申请号：2019106853424，申请日：2019.07.27。

本发明涉及智能机器人技术领域，具体来说，涉及一种智能机器人的仿生攀附运动方法。

背景技术：

爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要分支，可以在垂直墙壁上攀爬，并携带工具完成一定的作业任务的自动化机器人，很大的扩展了机器人的应用范围。目前，爬壁机器人在高楼外壁面清洗、抢险救灾以及特殊侦察等方面开展了一定的应用，取得了良好的社会和经济效益，是目前机器人领域研究的热点之一，但是现有的攀附机器人往往只能单一的使用吸附或是钩爪进行固定，使得在遇到光滑和粗糙结合的接触面时，固定的不够牢固，从而不利于机器人的安全和使用，存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种智能机器人的仿生攀附运动机构，来解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能机器人的仿生攀附运动机构，包括机器人底座、固定槽一、固定槽二、连接臂一、连接杆一、连接杆二、连接杆三、吸盘和钩爪，所述机器人底座的底端固定有所述固定槽一，所述固定槽一的底端固定有所述固定槽二，且所述固定槽一和所述固定槽二内部均为镂空结构，所述机器人底座的内部顶端的中部固定有齿轮一，所述齿轮一的一侧边与电机三的输出轴连接，所述齿轮一的两侧底部连接有与所述齿轮一相适配的齿轮二和齿轮三，所述齿轮二和所述齿轮三的中部均固定有连接轴，且所述连接轴的两端贯穿所述机器人底座并延伸至机器人底座的外侧，所述机器人底座的外部两侧边与所述连接轴相对应的位置均固定有连接盘，两侧连接盘相偏离的一侧均与连接杆二的一端连接，所述连接杆二的另一端与连接臂一的中部活动连接，所述连接臂一的顶端与连接杆一的一端活动连接，所述连接杆一的另一端与所述机器人底座的顶部边缘连接，所述连接杆二的中部与连接杆三的一端连接，所述连接杆三的另一端与所述机器人底座的底部边缘连接，所述固定槽一的底端两侧边对称固定有固定板一，所述固定板一的底端一侧边固定有固定板二，所述固定板一的中部滑动连接有滑杆，且所述滑杆的顶端延伸至所述固定槽一的内部与推动结构连接，所述滑杆的底端固定有连接框，所述连接框为u型连接框，所述连接框的底端均固定有滑柱，所述固定板二的底端中部通过活动栓与连接臂二和连接臂三的一端连接，所述连接臂二和所述连接臂三的顶部与所述滑柱相对应的位置开设有与所述滑柱相适配的镂空槽，所述连接臂二和所述连接臂三的底端均固定有所述钩爪，所述固定槽二底端两侧边固定有所述吸盘；通过钩爪和吸盘既可以提供吸附力又可以提供附着力，保障机器人的稳定。

作为优选，所述固定槽一的内部底端的中部开设有容纳腔，所述容纳腔的内部为镂空结构，所述容纳腔的底端两侧边通过支撑杆与所述固定槽二的顶端固定，且所述支撑杆的底端贯穿所述容纳腔，所述容纳腔底部与所述支撑杆相对应的位置开设有与所述支撑杆相适配的通孔一；通过通孔一可以方便支撑杆的滑动。

作为优选，所述容纳腔的内部顶端中部固定有电机一，所述电机一的输出轴与螺纹杆一连接，所述螺纹杆一的底端固定在所述容纳腔的内部底端中部，所述螺纹杆一的外部套设有与所述螺纹杆一相适配的滑套一，所述滑套一的两端均固定有固定杆，所述固定杆上均固定有与所述固定杆相适配的固定套，所述固定套的底端固定有所述支撑杆，所述支撑杆的底端贯穿所述容纳腔与所述固定槽二的顶端两侧连接；通过支撑杆的滑动可以方便调节固定槽二的升降，从而方便吸盘的吸附和使用。

作为优选，所述固定套的顶端通过弹簧一固定在所述容纳腔的内部；可以提高固定套的稳定性，同时对固定套起到缓冲的作用。

作为优选，所述固定杆远离所述滑套一的一端均固定有滑板一，所述容纳腔的内部与所述滑板一相对应的位置开设有与所述滑板一相适配的滑槽一，通过滑槽一可以方便滑板一的滑动，减少相互之间的摩擦。

作为优选，所述固定槽一的内部顶部固定有所述推动结构，所述推动结构包括锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿轮三、隔板和顶杆，所述固定槽一的内部且位于所述容纳腔的顶端固定有所述隔板，所述固定槽一的内部顶端一侧边且位于隔板的上方固定有电机二，所述电机二的输出轴与转轴连接，所述转轴上固定有锥齿轮一和锥齿轮二，所述锥齿轮一和所述锥齿轮二的底端且相同的侧边均固定有与所述锥齿轮一和所述锥齿轮二相适配的锥齿轮三，所述锥齿轮三的底端均固定有螺纹杆二，且所述螺纹杆二的底端贯穿所述隔板并延伸至所述隔板的下方，位于所述隔板下方的所述螺纹杆二的外侧套设有与所述螺纹杆二相适配的滑套二，所述滑套二的内部与所述螺纹杆二相对应的位置开设有通孔二，所述滑套二的底端一侧边固定有所述顶杆，所述顶杆的底端贯穿所述固定槽一与所述滑杆的顶端固定；通过推动结构可以方便控制钩爪与接触面之间的抓取，将机器人固定的更加稳定。

作为优选，所述滑套二靠近所述固定槽一内壁的一端均固定有连接柱，所述连接柱远离所述滑套二的一端固定有滑板二，所述固定槽一的内壁两侧边与所述滑板二相对应的位置开设有与所述滑板二相适配的滑槽二。

作为优选，所述螺纹杆二的底端通过卡套固定在所述固定槽一的内部底端，可以将螺纹杆二固定的更加稳定。

作为优选，所述连接盘的个数为四个，且位于机器人底座的两侧边对称设置；通过对称的四个连接盘更加利于结构的稳定性。

作为优选，所述滑套二的顶端一侧边通过弹簧二与所述隔板的顶端固定；弹簧二可以对滑套二起到固定和缓冲的作用。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、通过吸盘和钩爪使得机器人不仅可以在光滑的地方攀爬，同时在表面凹凸不平的粗糙底端也可以进行攀爬。

2、使得机器人攀爬的效率更高，机器人与攀爬面之间固定的更加牢固盒稳定，从而更加利于机器人的安全。

3、方便人们的操作和控制，更加方便人们的使用，不仅提高了工作的效率，同时节省了劳动力和作业的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的智能机器人的仿生攀附运动的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的机器人底座内部的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的固定槽一与固定槽二的连接示意图；

图4是根据本发明实施例的固定槽一内部的推动结构的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的钩爪的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的容纳腔内部的连接示意图。

图中：

1、机器人底座；2、固定槽一；3、固定槽二；4、连接臂一；5、连接杆一；6、连接杆二；7、连接杆三；8、吸盘；9、钩爪；10、齿轮一；11、电机三；12、齿轮二；13、齿轮三；14、连接轴；15、滑杆；16、连接盘；17、固定板一；18、固定板二；19、推动结构；20、连接框；21、滑柱；22、连接臂二；23、连接臂三；24、镂空槽；25、容纳腔；26、支撑杆；27、电机一；28、螺纹杆一；29、滑套一；30、固定杆；31、固定套；32、弹簧一；33、滑板一；34、滑槽一；35、锥齿轮一；36、锥齿轮二；37、锥齿轮三；38、隔板；39、顶杆；40、电机二；41、转轴；42、螺纹杆二；43、滑套二；44、连接柱；45、滑板二；46、滑槽二；47、弹簧二。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一，如图1-6所示，根据本发明实施例的一种智能机器人的仿生攀附运动机构，包括机器人底座1、固定槽一2、固定槽二3、连接臂一4、连接杆一5、连接杆二6、连接杆三7、吸盘8和钩爪9，所述机器人底座1的底端固定有所述固定槽一2，所述固定槽一2的底端固定有所述固定槽二3，机器人底座1、固定槽一2和固定槽二3均为长方体结构，且所述固定槽一2和所述固定槽二3内部均为镂空结构，镂空的结构可以减轻机器人的重量，更加利于机器人的运动，所述机器人底座1的内部顶端的中部固定有齿轮一10，所述齿轮一10的中部一侧边与电机三11的输出轴连接，所述齿轮一10的两侧底部连接有与所述齿轮一10相适配的齿轮二12和齿轮三13，所述齿轮二12和所述齿轮三13的中部均固定有连接轴14，且两侧连接轴14的两端贯穿所述机器人底座1并延伸至机器人底座1的外侧，所述机器人底座1的外部两侧边与所述连接轴14相对应的位置均固定有连接盘16，且连接盘16的个数为四个，可以保障机器人的稳定和行走，两侧连接盘16相偏离的一侧均与连接杆二6的一端连接，且位于机器人底座1同侧的连接杆二6，其中一个与连接盘16的顶部活动连接，另一个与连接盘16的底部活动连接，所述连接杆二6的另一端与连接臂一4的中部活动连接，连接臂一4的底端均固定有行走足，所述连接臂一4的顶端与连接杆一5的一端活动连接，所述连接杆一5的另一端与所述机器人底座1的顶部边缘连接，所述连接杆二6的中部与连接杆三7的一端连接，所述连接杆三7的另一端与所述机器人底座1的底部边缘连接，且连接杆一5、连接杆二6、连接杆三7和连接臂一4之间均通过活动栓活动连接，不仅利于相互之间的活动同时相互间固定的更加牢固，所述固定槽一2的底端两侧边对称固定有固定板一17，所述固定板一17的底端一侧边固定有比固定板一17薄的固定板二18，所述固定板一17的中部滑动连接有滑杆15，通过比固定板一17薄的固定板二18可以方便滑杆15的滑动，且所述滑杆15的顶端延伸至所述固定槽一2的内部与推动结构19连接，所述滑杆15的底端固定有连接框20，所述连接框20为u型连接框20，所述连接框20的底端一侧边均固定有滑柱21，所述固定板二18的底端中部且靠近连接框20的一侧边通过活动栓与连接臂二22和连接臂三23的一端连接，所述连接臂二22和所述连接臂三23的顶部与所述滑柱21相对应的位置开设有与所述滑柱21相适配的镂空槽24，所述连接臂二22和所述连接臂三23的底端均固定有所述钩爪9，所述固定槽二3底端两侧边固定有所述吸盘8，且吸盘8为负压吸盘8，负压吸盘8通过真空泵控制。

实施例二，如图2和6所示，通过在固定槽一2的内部底端的中部开设有容纳腔25，且所述容纳腔25的内部为镂空结构；可以方便与固定槽之间的连接，同时方便固定槽二3的升降，所述容纳腔25的底端两侧边通过支撑杆26与所述固定槽二3的顶端固定，且所述支撑杆26的底端贯穿所述容纳腔25，通过在容纳腔25底部与所述支撑杆26相对应的位置开设有与所述支撑杆26相适配的通孔一，可以方便支撑杆26的运动，从而通过支撑杆26带动固定槽二3的升降。

实施例三，如图6所示，所述容纳腔25的内部顶端中部固定有电机一27，且底座的外部一侧固定有控制按钮一可以方便控制电机一27的转动，所述电机一27的输出轴与螺纹杆一28连接，所述螺纹杆一28的底端通过轴套固定在所述容纳腔25的内部底端中部，且螺纹杆一28位于容纳腔25的中部且垂直设置，所述螺纹杆一28的外部套设有与所述螺纹杆一28相适配的滑套一29，所述滑套一29的两侧边对称固定有固定杆30，所述固定杆30上均固定有与所述固定杆30相适配的固定套31，且固定套31焊接在固定杆30上，所述固定套31的底端固定有所述支撑杆26，所述支撑杆26的底端贯穿所述容纳腔25与所述固定槽二3的顶端两侧连接。

实施例四，如图6所示，所述固定套31的顶端通过弹簧一32固定在所述容纳腔25的内部；通过弹簧一32不仅可以对固定套31和固定杆30起到固定作用，同时起到缓冲作用，更加利于固定套31的稳定和使用，从而更加利于固定槽二3的安全使用。

实施例五，如图6所示，所述固定杆30远离所述滑套一29的一端均固定有滑板一33，滑板一33靠近容纳腔25内壁的一侧边，所述容纳腔25的内部与所述滑板一33相对应的位置开设有与所述滑板一33相适配的滑槽一34；通过滑槽一34和滑板一33可以方便滑板一33的滑动，减少与容纳腔25内壁之间的摩擦，同时保持固定杆30和装置的稳定。

实施例六，如图4所示，所述固定槽一2的内部顶部固定有所述推动结构19，所述推动结构19包括锥齿轮一35、锥齿轮二36、锥齿轮三37、隔板38和顶杆39，所述固定槽一2的内部且位于所述容纳腔25的顶端固定有所述隔板38，所述固定槽一2的内部顶端一侧边且位于隔板38的上方固定有电机二40，所述电机二40的输出轴与转轴41连接，所述转轴41上固定有锥齿轮一35和锥齿轮二36，所述锥齿轮一35和所述锥齿轮二36的底端且相同的侧边均固定有与所述锥齿轮一35和所述锥齿轮二36相适配的锥齿轮三37，所述锥齿轮三37的底端均固定有螺纹杆二42，且所述螺纹杆二42的底端贯穿所述隔板38并延伸至所述隔板38的下方，位于所述隔板38下方的所述螺纹杆二42的外侧套设有与所述螺纹杆二42相适配的滑套二43，所述滑套二43的内部与所述螺纹杆二42相对应的位置开设有通孔二，所述滑套二43的底端一侧边固定有所述顶杆39，所述顶杆39的底端贯穿所述固定槽一2与所述滑杆15的顶端固定。

实施例七，如图4所示，所述滑套二43靠近所述固定槽一2内壁的一端均固定有连接柱44，所述连接柱44远离所述滑套二43的一端固定有滑板二45，所述固定槽一2的内壁两侧边与所述滑板二45相对应的位置开设有与所述滑板二45相适配的滑槽二46；通过滑槽二46和滑板二45可以减少与固定槽一2内壁之间的摩擦，同时通过连接柱44可以保障滑套二43的稳定。

实施例八，如图4所示，所述螺纹杆二42的底端通过卡套固定在所述固定槽一2的内部底端；通过卡套可以将螺纹杆二42固定在固定槽一2的内部，更加利于螺纹杆二42的稳定和使用。

实施例九，如图1所示，所述连接盘16的个数为四个，且位于机器人底座1的两侧边对称设置；通过两侧对称设置的连接盘16更加利于机器人的行走和稳定。

实施例十，如图4所示，所述滑套二43的顶端一侧边通过弹簧二47与所述隔板38的顶端固定；通过弹簧二47可以对滑套二43起到固定和缓冲的作用，更加利于滑套二43的安全和稳定。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，机器人本体与外部的控制器控制连接，且控制器与电机一27、电机二40和电机三11均控制连接，当机器人运动时，通过控制电机三11的转动，电机三11的转动带动齿轮一10的转动，进而通过齿轮一10的转动带动齿轮二12和齿轮三13的转动，齿轮二12和齿轮三13的转动连接轴14和两侧的连接盘16的运动，进而通过连接盘16的转动带动连接杆二6的运动，从而控制机器人的运动，当需要提供附着力时，通过控制电机二40和电机一27的转动，电机一27的转动带动螺纹杆一28的转动，螺纹杆一28的转动带动滑套一29的滑动，进而通过滑套一29的滑动带动两侧的固定杆30和支撑杆26的运动，从而通过支撑杆26的运动带动固定槽二3的运动，固定槽二3的运动带动负压吸盘8的运动，通过负压吸盘8可以与接触面之间产生吸附力，从而进行吸附住，保障机器人的稳定，同时电机二40的转动带动转轴41、锥齿轮一35和锥齿轮二36的转动，锥齿轮一35和锥齿轮二36的转动带动锥齿轮三37的转动，进而通过锥齿轮三37的转动带动螺纹杆二42的运动，螺纹杆二42的运动带动滑套二43的滑动，从而通过滑套二43的滑动带动顶杆39的运动，通过顶杆39可以对滑杆15进行推动，从而通过滑杆15推动连接框20的运动，连接框20的运动带动滑柱21在镂空槽24内部的滑动，进而通过滑柱21带动连接臂二22和连接臂三23之间角度的转动，从而可以通过钩爪9对接触面产生抓力，通过钩爪9和吸盘8可以将机器人与接触面之间固定的更加牢固，使得机器人既可以在光滑面也可以在粗糙面上的附着力，提高可工作效率，同时还可以单独控制电机一27和电机二40的转动，提供单一的附着力，更加方便人们的操作，当不需要提供附着力，只需控制电机一27和电机二40的反转即可控制机器人的运动，从而节省劳动力，自动化程度比较高。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

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