[发明专利]钩爪式六足爬壁机器人及其运动方法

说明书

本发明涉及一种钩爪式六足爬壁机器人及其运动方法，涉及攀爬机器人的技术领域。它包括中机体板（2）、左机体板（3）、右机体板（4）、连杆（9）、用于对抓式钩爪传动的齿轮（8）、钩爪式脚掌结构（1）；其特征在于：所述对抓钩爪结构是由一对齿轮连接的且齿轮旋转方向相反的钩爪式脚掌结构（1）构成；而钩爪式脚掌结构（1）包括柔性脚掌基体（12）；柔性脚掌基体（12）的后端通过L型连片（10）安装于俯仰舵机（7）舵盘上，改变相连舵机输出角度可以调节同一条腿连接的两个对抓的柔性脚掌基体（12）间的夹角；柔性脚掌基体（12）的前端设有多个呈扇形分布的柔性矩形条，每个柔性矩形条的末端均安装有钩爪（11）用于抓附。

技术领域

本发明涉及攀爬机器人的技术领域，特别涉及一种钩爪式六足爬壁机器人及其运动方法。

技术背景

对于自然界中的大部分地形，要求爬壁机器人既具有在竖直面爬行又具有在倒置的表面抓附和爬行的能力。如行星探测时火星熔岩管的管壁等特殊地形就要求火星探测器具有在倒置的表面爬行的能力才可以进行勘测等活动。目前，国内外对于可以在竖直面爬行的钩爪爬壁机器人的研究已经很成熟了，但是对于既可以在竖直面爬行又可以在倒置的表面如天花板表面爬行的爬壁机器人研究还不是很多。

目前国内外比较有代表性的在倒置表面的钩爪爬壁机器人包括中国科学院合肥智能所的爪刺式爬壁机器人（刘彦伟.爪刺式爬壁机器人仿生机理与系统研究[D].合肥：中国科学技术大学，2015.）和美国JPL（喷气推进实验室）的LEMUR IIB机器人（Parness A,Frost M, Thatte N, et al. Gravity‐independent Rock‐climbing Robot and aSample Acquisition Tool with Microspine Grippers[J]. Journal of FieldRobotics, 2013, 30(6):897-915.）。这些机器人都能实现一定的倒置表面爬行功能，但以下方面也存在一定的不足：

(1)2足机器人尺寸过小，负载能力较弱；

(2)四足机器人结构与控制相对复杂，制作工艺不易于实现。

发明内容

基于上述背景，本发明提供了一种具有良好的环境适应能力和爬行能力的钩爪式六足爬壁机器人及其运动方法。

一种钩爪式六足爬壁机器人，其特征在于：包括左机体板、中机体板、右机体板，还包括第一连杆、第二连杆；其中左机体板包括一个纵支板、纵支板上端向左伸出一横支板、纵支板中部向右伸出一横支板、纵支板下端向左伸出一横支板；其中右机体板包括一个纵支板、纵板上端向右伸出一横支板、纵支板中部向左伸出一横支板、纵支板下端向右伸出一横支板；上述第一连杆的左端与左机体板的纵支板上端相铰接，第一连杆的中部与中机体板的上端相铰接，第一连杆的右端与右机体板的纵支板上端相铰接；上述第二连杆的左端与左机体板的纵支板下端相铰接，第二连杆的右端与右机体板的纵支板的下端相铰接；

上述左机体板的三个横支板的末端，右机体板的三个横支板的末端均安装一个对抓钩爪结构；该对抓钩爪结构包括俯仰舵机、前齿轮、后齿轮、前柔性脚掌基体、后柔性脚掌基体；前齿轮和后齿轮相啮合，俯仰舵机输出轴与前齿轮相连，前柔性脚掌基体通过L型连片与前齿轮相固定，后柔性脚掌基体通过L型连片与后齿轮相固定；前柔性脚掌基体和后柔性脚掌基体端部设有若干呈扇形分布的柔性矩形条，每个柔性矩形条的端部均安装有钩爪；上述中机体板的后端安装有进退舵机，进退舵机通过舵盘与第二连杆的中部铰接。