[实用新型]一种模块化的仿生爬壁机器人

权利要求书

1.一种模块化的仿生爬壁机器人，其特征在于包括三个T型关节模块、两个I型关节模块和两个真空吸附模块，具有五个自由度；所述I型关节模块是指只有一个转动自由度且关节转轴与模块本身中心线重合或平行的模块；所述T型关节模块是指只有一个转动自由度且关节转轴与模块本身中心线垂直的关节模块；所述真空吸附模块是一种通过抽真空形成负压对光洁平整的物体表面进行吸附的功能模块；各模块采用串联方式通过卡环依次连接，顺序为：第一真空吸附模块—第一I型关节模块—第一T型关节模块—第二T型关节模块—第三T型关节模块—第二I型关节模块—第二真空吸附模块；三个T型关节模块的转轴互相平行，并与两端的I型关节模块的转轴互相垂直；模块之间用卡环连接，在接口处以四个销钉定位并阻止模块间可能的相对转动。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于所述真空吸附模块主要由真空吸盘、单向阀、真空泵、主支架、真空压力传感器、二位二通真空电磁阀、连接架、六角螺帽和各种快插接头以及气管构成；三个真空吸盘呈正三角形布置，各自通过六角螺帽固定于主支架上；三个真空吸盘对应的六角螺帽顶端各自开有螺纹孔，与L形快插式螺纹接头连接；气管从L形快插式螺纹接头引出，用分气接头汇聚后通过二位二通真空电磁阀、单向阀连到真空泵的抽气口上；同时，真空压力传感器通过气管也连接到分气接头，与上述气路相通；真空泵、真空压力传感器、二位二通真空电磁阀以及连接架均通过螺钉固定于主支架上；连接架作为本负压吸附模块与其它机械模块的标准接口。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于所述I型关节模块主要由伺服电机及光电编码器组件、I关节套筒、电机轴套、盘式谐波减速器组件、I关节基座、轴承座、关节输出端连接件、内齿轮、过渡齿轮、过渡齿轮轴、齿轮轴、谐波减速器输出过渡盘构成；各零部件的连接方式为：伺服电机及光电编码器组件与I关节基座通过轴向螺钉紧固，其电机轴通过电机轴套与盘式谐波减速器组件的波发生器间接相连；盘式谐波减速器组件的输入和输出刚轮通过螺钉分别与I关节基座和谐波减速器输出过渡盘紧固连接，而后者另一端再用螺钉与中心齿轮轴紧固连接；I关节套筒套在I关节基座上并沿圆周方向用径向螺钉紧固；轴承座支承于I关节基座上，其与内齿轮和关节输出端连接件三者螺钉紧固，不可相对运动；谐波减速器输出过渡盘通过花键与齿轮轴一端连接，而齿轮轴另一端又与对称分布的三个过渡齿轮啮合，三个过渡齿轮与内齿轮啮合；从而将电机轴的转动经过谐波减速器减速，并通过过渡齿轮与内齿轮的进一步减速增力后，将动力输出至关节输出端连接件，使其相对于I关节套筒产生回转运动。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于所述T型关节模块主要由伺服电机及光电编码器组件、T关节套筒、电机轴套、盘式谐波减速器组件、T关节基座、谐波减速器输出过渡盘、锥齿轮轴、带键端盖、过渡连接端盖、关节连接件、大锥齿轮、关节转轴构成，各零部件的连接方式为： 伺服电机及光电编码器组件与T关节套筒通过轴向螺钉紧固，其电机轴通过电机轴套与盘式谐波减速器组件的波发生器间接相连；盘式谐波减速器组件的输入和输出刚轮通过轴向螺钉分别与T关节套筒和谐波减速器输出过渡盘紧固连接，而谐波减速器输出过渡盘再用轴向螺钉与锥齿轮轴的一端紧固连接；T关节基座外套在关节套筒上并沿圆周方向用径向螺钉紧固；锥齿轮轴支承于T关节基座内，其一端的小锥齿轮与大锥齿轮啮合，而后者安装于关节轴上；关节轴两端开有键槽，与带键端盖配合，而带键端盖则通过过渡连接端盖与关节连接件固连；从而实现将电机轴的转动经谐波减速器减速后，并通过大小锥齿轮再次减速增力和换向，将动力输出至关节连接件，使其相对于T关节套筒产生摆转运动。