[发明专利]一种基于剪叉机构的单自由度可伸缩旋转爬行机器人

权利要求书

1.一种基于剪叉机构的单自由度可伸缩旋转爬行机器人，其特征在于，包括主动腿装置、从动腿装置和可伸缩装置，主动腿装置与从动腿装置之间通过可伸缩装置连接；所述主动腿装置包括第二吸盘组、第一步进电机、主动椭圆外壳、第一稳压模块、第一驱动器、第一电源、主动椭圆轨道和主动双向移动副，所述第二吸盘组安装在所述主动椭圆外壳的底部，所述第一稳压模块、所述第一驱动器、所述第一电源和所述第一步进电机安装在主动椭圆外壳内部，第一电源通过第一稳压模块给第一驱动器提供稳定的电压，第一驱动器通过电源线和信号线与第一步进电机相连，第一步进电机通过主动双向移动副与主动椭圆轨道相连；所述从动腿装置主要包括第一吸盘组、从动椭圆轨道、从动椭圆外壳、从动双向移动副、储气罐和电气缸，所述储气罐和所述电气缸安装在从动椭圆外壳里面，所述储气罐和所述电气缸通过导气管连接，所述储气罐通过导气管以及电磁阀分别与第一吸盘组、第二吸盘组连接，电磁阀控制第一吸盘组和第二吸盘组吸附和放松，第一吸盘组安装在从动椭圆外壳底部，从动双向移动副安装在从动椭圆轨道上；所述可伸缩装置包括第一可伸缩外壳和第一剪叉机构，所述第一剪叉机构由若干个剪叉单元通过转动副连接构成，一个剪叉单元由两个剪叉杆和一个转动副组成，第一剪叉机构安装在第一可伸缩外壳里面，第一可伸缩外壳根据剪叉机构的伸缩进行伸长或缩短，第一可伸缩外壳和第一剪叉机构通过转动副与主动双向移动副和从动双向移动副两端分别安装在主动腿装置和从动腿装置之间。

2.根据权利要求1所述的单自由度可伸缩旋转爬行机器人，其特征在于，所述主动腿装置包括主动圆形外壳、第一滑块轨道、主动曲柄、第一棘轮机构、第一滑块、第二驱动器、第二步进电机、第一电磁铁组和第二稳压模块，第一滑块安装在第一滑块轨道上并在第一滑块轨道上自由移动，主动曲柄的中心位置和两端留有安装孔，主动曲柄中心的安装孔与第二步进电机相连，两端的安装孔通过连接杆和转动副分别连接一个第一滑块，第一滑块轨道和第一棘轮机构连接，第一棘轮机构是单向转动机构并使第一滑块轨道与第一棘轮机构顺时针同步运动，逆时针运动时，第一棘轮机构自锁，固定住第一滑块轨道，使得第一滑块在第一滑块轨道上产生相对位移，第一电磁铁组安装在主动圆形外壳底部，第二驱动器、第二步进电机和第二稳压模块安装在主动圆形外壳内部，第二驱动器通过电源线和信号线与第二步进电机相连，第二稳压模块通过电源线与第二驱动器相连，为第二驱动器提供稳定的和所需要的电压。

3.根据权利要求2所述的单自由度可伸缩旋转爬行机器人，其特征在于，所述从动腿装置包括从动圆形外壳、第二滑块轨道、从动曲柄、第二电磁铁组、第二滑块、第二棘轮机构、继电器和第二电源，第二滑块安装在第二滑块轨道上并在第二滑块轨道上自由移动，从动曲柄的中心位置和两端留有安装孔，从动曲柄中心的安装孔通过转动副安装在从动圆形外壳上，两端的安装孔通过连接杆和转动副分别连接一个第二滑块，第二滑块轨道和第二棘轮机构固定在一起，第二电磁铁组安装在从动圆形外壳底部，继电器和第二电源安装在从动圆形外壳内部，继电器通过电源线与第一电磁铁组和第二电磁铁组连接，控制它们的得电和断电，第二电源通过电源线与第二稳压模块相连并为整个爬行机器人提供电能。

4.根据权利要求3所述的单自由度可伸缩旋转爬行机器人，其特征在于，所述可伸缩装置包括第二可伸缩外壳和第二剪叉机构，所述第二剪叉机构由若干个剪叉单元通过转动副连接构成，一个剪叉单元由两个剪叉杆和一个转动副组成，第二剪叉机构安装在第二可伸缩外壳里面，第二可伸缩外壳根据剪叉机构的伸缩进行伸长或缩短，第二剪叉机构的两端通过第一滑块和第二滑块分别安装在主动腿装置和从动腿装置之间。