[发明专利]气囊行进式蛇形爬行机器人

说明书

本发明涉及一种气囊行进式蛇形爬行机器人，其包括多个行进单元、转向单元及设置于首尾两端行进单元上的侦测单元，行进单元中行进电机设于机架上，行进电机的输出轴与主动齿轮连接，传动轴设于传动轴通孔中，且传动轴的一端与从动齿轮连接，从动齿轮与主动齿轮啮合传动，且气囊设于机架外侧，转向单元设于相邻两个行进单元之间，且转向单元通过环形端板与机架连接。本发明通过气囊结构能够适应复杂非结构化环境，通过气囊的滚动不仅能够实现爬行机器人的快速行进，还能在坡地、管道，废墟等复杂恶劣工况下实现可靠、无损地快速行进，同时通过控制气泵即可控制转向单元中气动球铰的膨胀状态，进而控制机器人的转向，提高机器人的主动避障能力。

技术领域

本发明属于软体机器人技术领域，特别涉及一种气囊行进式蛇形爬行机器人。

背景技术

随着科技的发展，机器人被逐渐地应用在侦察、探测、救援等领域。传统的运动型机器人多为刚性结构，大多是通过轮式结构或履带式结构来实现快速前进。但是此类机器人通常是工作在简单、特定的环境中，对于复杂环境的适用性较差。随着工作环境的非结构化，传统的刚性机器人难以满足需求。软体机器人由高度可变形的柔性材料组成，因为其自身的柔性，在复杂环境中具有更高的适应性和稳定性。

软体爬行机器人因其自身良好的柔顺性与灵活性优势，在侦察、救援等领域具有良好的应用前景，国内外研制出的比较有代表性的软体爬行机器人有首尔国立大学的WANG等在尺蠖运动模式的启发下设计了一个仿尺蠖软体爬行机器人，该机器人在前后左右都镶嵌记忆合金，可以实现爬行和转弯；哈佛大学的RobertF.Shepherd等从自然界中的海星、鱿鱼等动物获得灵感，设计出有5个驱动器的气动四足软体机器人，能通过复杂的障碍物；哈佛大学的MichaelT.Tolley等设计出气动四足软体机器人，可以在冰雪、高温火焰等恶劣环境下运动。但是，目前大多数的软体爬行机器人是依赖于自身软体结构与地面的相互摩擦来实现爬行前进，难以实现快速行进的功能需求。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种适应性强、柔顺性好的气囊行进式蛇形爬行机器人，通过气囊结构能够适应复杂非结构化环境，通过气囊的滚动能够实现爬行机器人的快速行进，可以在坡地、管道，废墟等复杂恶劣工况下实现可靠、无损地快速行进。