CN108725623B - 具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构 - Google Patents

具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，包括动力源连接装置、若干依次连接的仿生肢节及设置于最末端仿生肢节上的钩爪，其中所述动力源连接装置包括限位块及动力输出杆；所述最前端仿生肢节与动力输出杆连接，相邻的仿生肢节之间通过连接件活动连接，且其间设置有转角限位结构及缓冲结构，使得各仿生肢节在一定角度范围内可自由调节；所述钩爪与最末端仿生肢节之间通过连接件转动连接，其间设置有锁止限位结构，使得钩爪在一定角度范围内可自由调节。本发明结构简单，能够折叠，空间利用率高；结构路况适应性强；具有攀爬能力，功能性强；能够有效缓冲部件间的刚性冲击，且整体具有一定的抗冲击能力，具备广泛的应用前景。

Description

具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构
技术领域
本发明涉及仿生机器人领域，特别涉及一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构。
背景技术
机器人的研究在近几年甚至十几年以来，都是一项比较热门的领域，包括机器人结构、外观、控制***、人工智能、远程控制等方面。而且机器人在航空航天、制造业、服务业、科学研究、军事等等许多行业中已经得到了相当广泛的应用。
随着科学技术水平的不断提高，各式各样、各种功能的机器人应运而生。然而，在某些空间受限、路况比较极端的条件下，大部分的机器人的行走结构就显露出过于复杂、结构尺寸大、路况适应能力差、功能过于单一、整体不具备一定的抗冲击能力、链接部件之间为刚性冲击等不足。
因此，迫切需要一种新型机器人行走结构来解决上述问题。对现有专利检索，未发现有关海蟑螂腿仿生结构的发明，通过以上分析，更加肯定了本发明的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，包括动力源连接装置、若干依次连接的仿生肢节及设置于最末端仿生肢节上的钩爪，其中
所述动力源连接装置包括限位块及动力输出杆；
所述最前端仿生肢节与动力输出杆连接，相邻的仿生肢节之间通过连接件活动连接，且其间设置有转角限位结构及缓冲结构，使得各仿生肢节在一定角度范围内可自由调节；
所述钩爪与最末端仿生肢节之间通过连接件转动连接，其间设置有锁止限位结构，使得钩爪在一定角度范围内可自由调节。
作为上述技术方案的改进，所述动力源连接装置用于将机器人动力源与仿生肢节连接，其限位块安装于机器人上，且限位块间隙可调，其动力输出杆一端与机器人动力源连接，另一端固定在一球铰链上，该球铰链安装于最前端仿生肢节的顶端。
作为上述技术方案的改进，所述仿生肢节包括依次连接的第一肢节、第二肢节、第三肢节、第四肢节、第五肢节及第六肢节，其中所述动力输出杆与第一肢节相连，所述钩爪设置于第六肢节末端。
作为上述技术方案的改进，所述第一至第五肢节的末端均设置有转角限位块，转角限位块下部安装有缓冲垫，构成转角限位结构及缓冲结构，所述第六肢节的末端设置有钩爪锁止杆、钩爪限位杆，构成锁止限位结构，所述第六肢节末端设置有缓冲垫。
作为上述技术方案的改进，所述钩爪包括大钩爪、小钩爪，所述钩爪锁止杆包括大、小钩爪锁止杆，用于将钩爪锁定在某一转角状态下，所述钩爪限位杆包括大、小钩爪限位杆，用于限制钩爪的极限转角。钩爪根据任务需求可收回或放出，其大小及尖端形状可根据使用或设计需求进行调整。
作为上述技术方案的改进，所述转角限位块为与仿生肢节末端一体成型的结构或安装于仿生肢节末端的独立结构，所述第一肢节、第二肢节之间的转角限位块与第三肢节、第四肢节、第五肢节之间的转角限位块的限制转向不同，前者用于限制顺时针的转向，后者用于限制逆时针转向，使得所述第二肢节、第三肢节与第四肢节、第五肢节、第六肢节的弯向相反。
作为上述技术方案的改进，所述缓冲垫为具有一定弹性的物质，如橡胶垫，或具有缓冲作用的结构或装置。
作为上述技术方案的改进，所述连接件为可以调节角度的铰链或销轴结构，或其它活动连接结构。
作为上述技术方案的改进，所述钩爪限位杆为与第六肢节末端一体成型的结构或安装于第六肢节末端的独立结构。
作为上述技术方案的改进，当机器人正常行进时，根据路况选择使用第六肢节末端的钩爪或缓冲垫与路面接触；
当机器人行进或调解腿部姿态时，腿部各仿生肢节间会产生冲击，安装在转角限位块上的缓冲垫起到缓冲作用；
当机器人从一定高度跳下时，调节腿部姿态并将钩爪收起，以第六肢节末端的缓冲垫着陆；
当机器人在空间受限的环境下爬行时，第一肢节、第二肢节和第三肢节收起以节约空间；
当机器人攀爬时，根据需求实时调节适宜的钩爪转角，并以钩爪锁止杆锁定钩爪。
本发明的有益效果：
本发明的具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，结构简单，能够折叠、伸缩调节，空间利用率高；结构路况适应性强；具有攀爬能力，功能性强；能够有效缓冲部件间的刚性冲击，降低了肢节间以及肢节与地面间的振动与冲击，且整体具有一定的抗冲击能力，具备广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
附图1是本发明具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构整体结构示意图；
附图2是附图1中A部分，即第一肢节末端局部放大图；
附图3是附图1中B部分，即钩爪局部放大图；
附图4是附图1中C部分，即第六肢节末端局部放大图；
图中序号对应为：
1-限位块，2-动力输出杆，3-球铰链，4-第一肢节，5-转角限位块，6-第二肢节，7-第三肢节，8-第四肢节，9-第五肢节，10-第六肢节，11-连接件，12-缓冲垫，13-钩爪限位杆，14-钩爪锁止杆，15-钩爪。
具体实施方式
实施例1
一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构。
参照附图1，本仿生海蟑螂腿结构包括动力源连接装置、六节依次连接的仿生肢节及设置于第六肢节10上的钩爪15，其中，动力源连接装置用于将机器人动力源与仿生肢节连接，其包括限位块1、动力输出杆2及球铰链3，限位块1安装于机器人上，且两块限位块1的间隙可调，动力输出杆2一端与机器人动力源连接，另一端固定在一球铰链3上，球铰链3安装于第一肢节4的顶端。
第一肢节4与动力输出杆2连接，相邻的仿生肢节之间通过连接件11活动连接，且其间设置有转角限位结构及缓冲结构，使得各仿生肢节在一定角度范围内可自由调节。钩爪15与第六肢节10之间也通过连接件11转动连接，其间设置有锁止限位结构，使得钩爪15在一定角度范围内可自由调节。
参照附图2，上述的转角限位结构及缓冲结构具体是指：第一至第五肢节9的末端均设置有转角限位块5，转角限位块5下部安装有缓冲垫12，构成转角限位结构及缓冲结构。参照附图3，上述的锁止限位结构是指：第六肢节10的末端设置有钩爪锁止杆14、钩爪限位杆13，构成锁止限位结构，参照附图4，第六肢节10末端同时设置有缓冲垫12。
具体的，钩爪15包括大钩爪、小钩爪，钩爪锁止杆14对应的包括大、小钩爪锁止杆，用于将钩爪15锁定在某一转角状态下，钩爪限位杆13对应的包括大、小钩爪限位杆，用于限制钩爪15的极限转角。钩爪15根据任务需求可收回或放出，其大小及尖端形状可根据使用或设计需求进行调整。
在不同的实施方式中，转角限位块5可以是与仿生肢节末端一体成型的结构，也可以是安装于仿生肢节末端的独立结构。
其中，第一肢节4、第二肢节6之间的转角限位块5与第三肢节7、第四肢节8、第五肢节9之间的转角限位块5的限制转向不同，前者用于限制顺时针的转向，后者用于限制逆时针转向，使得第二肢节6、第三肢节7与第四肢节8、第五肢节9、第六肢节10的弯向相反。
在不同的实施方式中，缓冲垫12可以是具有一定弹性的物质，如橡胶垫，也可以是具有缓冲作用的某种结构或装置。
在不同的实施方式中，连接件11可以是可调节角度的铰链或销轴结构，或其它可实现活动连接的结构。
在不同的实施方式中，钩爪限位杆13可以是与第六肢节10末端一体成型的结构，或安装于第六肢节10末端的独立结构。
实施例2
具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构的机器人。
当机器人正常行进时，根据路况选择使用第六肢节10末端的钩爪15或缓冲垫12与路面接触。
当机器人行进或调解腿部姿态时，腿部各仿生肢节间会产生冲击，安装在转角限位块5上的缓冲垫12起到缓冲作用。
当机器人从一定高度跳下时，调节腿部姿态并将钩爪15收起，以第六肢节10末端的缓冲垫12着陆。
当机器人在空间受限的环境下爬行时，第一肢节4、第二肢节6和第三肢节7收起以节约空间。
当机器人攀爬时，根据需求实时调节适宜的钩爪15转角，并以钩爪锁止杆14锁定钩爪15。
上述介绍了本发明的不同实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
同时应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，本说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，其特征在于：包括动力源连接装置、若干依次连接的仿生肢节及设置于最末端仿生肢节上的钩爪，其中
所述动力源连接装置包括限位块及动力输出杆；
设置于最前端仿生肢节与动力输出杆连接，相邻的仿生肢节之间通过连接件活动连接，且其间设置有转角限位结构及缓冲结构，使得各仿生肢节在一定角度范围内可自由调节；
所述钩爪与最末端仿生肢节之间通过连接件转动连接，其间设置有锁止限位结构，使得钩爪在一定角度范围内可自由调节；
所述动力源连接装置用于将机器人动力源与仿生肢节连接，其限位块安装于机器人上，且限位块间隙可调，其动力输出杆一端与机器人动力源连接，另一端固定在一球铰链上，该球铰链安装于最前端仿生肢节的顶端；
其中，所述仿生肢节包括依次连接的第一肢节、第二肢节、第三肢节、第四肢节、第五肢节及第六肢节，其中所述动力输出杆与第一肢节相连，所述钩爪设置于第六肢节末端；
所述第一至第五肢节的末端均设置有转角限位块，转角限位块下部安装有缓冲垫，构成转角限位结构及缓冲结构，所述第六肢节的末端设置有钩爪锁止杆、钩爪限位杆，构成锁止限位结构，所述第六肢节末端设置有缓冲垫；
所述转角限位块为与仿生肢节末端一体成型的结构或安装于仿生肢节末端的独立结构，所述第一肢节、第二肢节之间的转角限位块与第三肢节、第四肢节、第五肢节之间的转角限位块的限制转向不同，前者用于限制顺时针的转向，后者用于限制逆时针转向，使得所述第二肢节、第三肢节与第四肢节、第五肢节、第六肢节的弯向相反；
当机器人正常行进时，根据路况选择使用第六肢节末端的钩爪或缓冲垫与路面接触；
当机器人行进或调解腿部姿态时，腿部各仿生肢节间会产生冲击，安装在转角限位块上的缓冲垫起到缓冲作用；
当机器人从一定高度跳下时，调节腿部姿态并将钩爪收起，以第六肢节末端的缓冲垫着陆；
当机器人在空间受限的环境下爬行时，第一肢节、第二肢节和第三肢节收起以节约空间；
当机器人攀爬时，根据需求实时调节适宜的钩爪转角，并以钩爪锁止杆锁定钩爪。
2.根据权利要求1所述的一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，其特征在于：所述钩爪包括大钩爪、小钩爪，所述钩爪锁止杆包括大、小钩爪锁止杆，用于将钩爪锁定在某一转角状态下，所述钩爪限位杆包括大、小钩爪限位杆，用于限制钩爪的极限转角。
3.根据权利要求1所述的一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，其特征在于：所述缓冲垫为具有一定弹性的物质或具有缓冲作用的结构或装置。
4.根据权利要求1所述的一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，其特征在于：所述连接件为可以调节角度的铰链或销轴结构。
5.根据权利要求1所述的一种具有缓冲功能的仿生海蟑螂腿结构，其特征在于：所述钩爪限位杆为与第六肢节末端一体成型的结构或安装于第六肢节末端的独立结构。
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