[发明专利]一种基于曲柄滑块的攀爬机器人

说明书

技术领域

本发明涉及竞技比赛领域，特别涉及一种用于竞技比赛的攀爬机器人。

背景技术

本发明基于Robomasters机器人竞赛哨兵要求而产生，可实现地面直行、竖直沿杆爬行、全方位立体摄像等功能。

竞赛中，大部分参赛队采取压紧轮子与杆柱，通过轮子转动直接往上爬的方式实现竖直沿杆爬行的功能。该方法需提供很大的压紧力、驱动力，且轮子本身质量要求很高（轮胎摩擦性能要求高、轮子上升过程中不能跑偏等），使其可能出现上升不稳、耗能严重、磨损较快等问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于曲柄滑块的攀爬机器人，通过曲柄滑块促使机械臂交替抓紧实现攀爬。

技术方案：为了解决上述问题，本发明提出一种基于曲柄滑块的攀爬机器人，包括机身、车轮、车轮电机、曲柄滑块传动部分和两个机械臂；

其中，机身包括底盘、第一平台、连接第一平台和底盘的导轨，所述底盘中部开设一半圆弧槽，其直径不小于所爬杆柱的直径，便于机器人竖直沿杆爬行；在半圆弧槽开口一侧开设一个三角导槽，其两条三角槽线与圆弧相切，机器人水平运动时，三角导槽确保半圆弧槽正对杆柱，相当于导轨的作用；

车轮，通过轴承座安装于底盘上，用于实现机器人在水平面上的运动；

车轮电机，安装于底盘下面，用于驱动机器人车轮运动；

曲柄滑块传动部分，用于将圆周运动变为直线运动，包括曲柄、曲柄轴、摇杆、曲柄摇杆轴、鼻子、滑块、传动电机和锥齿轮，由传动电机驱动，通过一对锥齿轮传动至曲柄轴；所述曲柄两端通过紧定螺钉分别与曲柄轴和曲柄摇杆轴固定，所述摇杆两端通过深沟球轴承、轴承端盖（固定轴承外圈）、套筒（固定轴承内圈）分别与曲柄摇杆轴和鼻子连接，所述鼻子通过拨叉与滑块相连，所述滑块四角分别套在导轨上，所述曲柄轴通过轴承座支撑，轴承座和传动电机均固定在第一平台上，所述锥齿轮分别直接固定于电机轴和曲柄轴端；

机械臂，用于实现机器人在竖直杆上的爬行，其中一个机械臂固定在第一平台上，另一个机械臂固定在滑块上。

机器人沿杆攀爬时，曲柄旋转一周，机械臂运行一周期。曲柄运行半周内，未与滑块相连的机械臂咬紧竖柱，曲柄滑块运行带动另一机械臂上移；曲柄运行另半周内，与滑块相连的机械臂咬紧竖柱，曲柄滑块运行推动另一机械臂上升；如此反复，可使机器人沿杆到达竖直指定位置。

所述拨叉设置到滑块中部，用于防止运行时摇杆施加到滑块上的力不均匀。

所述轴承座下设有垫块，使得车轮轴心与电机轴心竖直方向上重合，两锥齿轮轴心在同一水平面。

所述底盘半圆弧槽的未开口侧安装一个滚轮，用于将在竖直沿杆爬行过程中的滑动摩擦变为滚动摩擦。

所述导轨采用轴承钢。

所述滑块与导轨之间设有直线轴承，用于使滑块运行更加通畅。

所述机械臂为塑料尼龙，在满足强度要求的情况下，解决了金属机械臂太重导致电机负载过大的问题。

所述机械臂采用片式结构，通过四片相同零件组装成加紧杆柱的结构，加工方便，且减轻了重量。

所述机械臂通过电磁铁实现抱紧和松开动作，在机械臂末端一边装有电磁铁，一边装有铁片。

所述底盘上安装有齿轮齿条，齿条和机械臂垂直安装，在齿条靠近机械臂的一端安装细长的立杆挡板，电机的带动齿轮旋转，实现齿条的直线往复运动，进而通过齿条挡板结构压紧机械臂，使机械臂抱紧，实现攀爬过程中的轻易松开和闭合。

所述机械臂靠近机身的一端使用齿轮啮合，这样便实现了机械臂两边动作同步，使机械臂在运动过程中不会随意摆动。

有益效果：本发明提出的机器人规避了上升不稳、磨损较快等问题，且只需一台电机驱动滚珠丝杠传动，有效的减少了能量的消耗。

附图说明

图1为本发明实施例的底盘上侧视图；

图2为本发明实施例的底盘的下侧视图；

图3为本发明实施例的机器人的整体结构示意图；

图4为本发明实施例的底盘到第一平台之间的部件结构示意图；

图5为本发明实施例的第一平台到摄像平台之间的部件结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等效变换均落于本申请所附权利要求所限定的范围。