[发明专利]基于棘轮的液压驱动双向式蠕动机器人及行走、转向方法

权利要求书

1.基于棘轮的液压驱动双向式蠕动机器人，其特征在于：包括顺次配置的前机身(1)、驱动机构(2)、后机身(3)；

驱动机构(2)为液压驱动机构，包括双向式液压缸(28)和液压回路，双向式液压缸(28)内设双活塞，缸套两端各活动伸出的一根活塞杆，活塞杆头部均为球形，分别活动装入前机身(1)和后机身(3)上的球形连接槽(9)内；位于双活塞之间缸套上的油路开口作为进油口、缸套两端的油路开口作为出油口与液压回路相连，从而形成对前机身(1)和后机身(3)的反向液压驱动；

前机身(1)和后机身(3)上分别设有单向行走机构(4)，单向行走机构(4)包括V形支架(24)，V形支架(24)的“V”字形底端转动安装于前机身(1)和/或后机身(3)的外周上，其两个“V”字形顶端分别转动安装能够绕自身轴向单向转动的顺时针单向行走棘轮(6)和逆时针单向行走棘轮(11)；

前机身(1)和后机身(3)相背一端上分别设有换向机构(7)，包括液压缸(23)，条形连接件(26)一端转动安装在液压缸(23)的活塞杆上，另一端转动安装在V形支架(24)的一条“V”形侧边上，

液压缸(23)驱动其活塞杆伸缩时，能够带动V形支架(24)绕其“V”字形顶端转动，从而改变顺时针单向行走棘轮(6)和/或逆时针单向行走棘轮(11)的位置，使顺时针单向行走棘轮(6)处于工作位或待机位，同时逆时针单向行走棘轮(11)处于待机位或工作位；

前机身(1)和后机身(3)外周上还向外分别伸出弹簧支撑轮机构(5)，包括橡胶支撑轮(18)、滑杆(19)、U形支撑腿(20)和弹簧(21)，U形支撑腿(20)的“U”形底部固装在前机身(1)和后机身(3)外周上，两个顶端上分别沿U形支撑腿(20)的伸出方向开设长形滑槽，橡胶支撑轮(18)轮轴两端活动装入长形滑槽内；弹簧(21)和滑杆(19)顺次内置于U形支撑腿(20)内腔中，弹簧(21)两端分别弹性抵压U形支撑腿(20)内腔和滑杆(19)一端，滑杆(19)另一端设有开口朝向橡胶支撑轮(18)的“U”形支撑口，橡胶支撑轮(18)轮轴两端转动安装在“U”形支撑口两端的通孔内；橡胶支撑轮(18)既能够绕自身轴向转动，也能够随弹簧(21)伸缩沿U形支撑腿(20)的伸出方向在长形滑槽内滑动。

2.根据权利要求1所述的基于棘轮的液压驱动双向式蠕动机器人，其特征在于：所述前机身(1)和后机身(3)均呈两端开口的筒形，两者相对的一端上分别开设球形连接槽(9)；相背的一端分别开设转向机构连接槽(10)，液压缸(23)固装在转向机构连接槽(10)底部安装孔内，转向机构连接槽(10)槽腔顶部对应条形连接件(26)开设避让口，条形连接件(26)位于避让口内；

前机身(1)和后机身(3)外壁上分别开设螺纹孔(8)，螺纹孔(8)内分别旋紧用于转动安装V形支架(24)的螺纹铰链座(25)，以及，U形支撑腿(20)的“U”形底部螺纹段。

3.根据权利要求1所述的基于棘轮的液压驱动双向式蠕动机器人，其特征在于：所述顺时针单向行走棘轮(6)和逆时针单向行走棘轮(11)分别包括橡胶外轮(12)、外棘轮(13)、内轮(14)、棘爪(15)、扭簧(16)；

橡胶外轮(12)外套于外棘轮(13)外圈上，外棘轮(13)内圈为棘齿圈；

外棘轮(13)转动安装于顺时针单向行走棘轮(6)和/或逆时针单向行走棘轮(11)轮轴上，能够相对于固定安装在V形支架(24)上的轮轴转动，为活动轮；

内轮(14)固装在顺时针单向行走棘轮(6)和/或逆时针单向行走棘轮(11)轮轴上，与外棘轮(13)相互脱离，为固定轮；

棘爪(15)一端转动安装在内轮(14)上，另一自由端与外棘轮(13)相配合；棘爪(15)能够根据外棘轮(13)所受力方向不同、改变在外棘轮(13)中的位置，从而实现顺时针单向行走棘轮(6)和/或逆时针单向行走棘轮(11)的转动或自锁；

扭簧(16)一端固定在内轮(14)上，另一端被弹性拉伸，安装在棘爪(15)上。