一种多功能六足攀爬机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种多功能六足攀爬机器人。
【背景技术】
[0002]随着现代社会经济的不断发展，人们越来越希望可以利用机器人代替人类从事危险性工作以及重复性的劳动。在制造业领域，无论是汽车等产品的生产线，还是齿轮等零部件的生产线，机器人使用的越来越广;在食品行业，各种食品生产线，包括包装、注塑等，对机器人的需求量也越来越大。目前在抗震救灾以及山道清洁中机器人的使用率很低，主要还是依靠人力来进行这些危险的工作。
[0003]中国发明专利CN102774445公开了一种仿生攀爬机器人，该机器人具有躯干、尾部、夕卜壳三部分，躯干上对称设置六条腿部。但是它有以下缺点:(I)六条腿部分别控制，每条腿部都装有两个舵机驱动、零位弹簧限制位置，这样导致驱动复杂、控制复杂，而且驱动由电子器件实现，可靠性不高；(2)虽然有两种攀爬模式，但是一种攀爬钢铁、一种攀爬粗糙墙壁，对于其他表面，比如说山体道路等无法攀爬，限制了其应用。
[0004]中国发明专利CN103056882公开了一种仿尺蠖步态式攀爬机器人，该机器人由躬曲部分、转弯部分、前爪部分及后爪部分组成。它也存在以下不足:(I)该机器人需要躬曲电机、转弯电机等实现相应功能，控制复杂；(2)仅能攀爬直线杆状物体，而不能实现在具有多种表面形貌的结构上攀爬。
[0005]中国发明专利CN203806033公开了一种仿生单马达驱动的四足攀爬机器人，该机器人之所以采用了一个动力源，是因为它设计了一种凸轮传动机构，但是凸轮机构存在以下不足:凸轮容易磨损，精度不高，制造加工困难。
【发明内容】
[0006]针对现有攀爬机器人存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能六足攀爬机器人。
[0007]为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0008]包括传动模块、飞爪模块、抓取模块、腿部模块以及壳体模块，所述腿部模块包括六只腿，所述六只腿分布在壳体模块的左右两侧，每侧按照前部、中部以及后部位置分布有三只腿，所述六只腿分别与设置于壳体模块上对应位置处的曲柄摇杆机构相连，所述六只腿在各自对应的曲柄摇杆机构带动下前后摆动，所述飞爪模块、抓取模块以及传动模块设置于壳体模块上，传动模块包括正交槽轮机构以及由正交槽轮机构分时驱动的位于正交槽轮机构左右两侧的齿轮，其中，位于正交槽轮机构左侧的齿轮通过多级传动驱动用于带动壳体模块右侧后部、右侧前部以及左侧中部的三只腿摆动的对应曲柄摇杆机构，位于正交槽轮机构右侧的齿轮通过多级传动驱动用于带动壳体模块左侧后部、左侧前部以及右侧中部的三只腿摆动的对应曲柄摇杆机构，正交槽轮机构由设置于壳体模块上的自带减速器的电机驱动。
[0009]所述传动模块包括由正交槽轮机构驱动的第一斜齿圆柱齿轮、与第一斜齿圆柱齿轮啮合的第一齿轮轴、设置于第一齿轮轴上的第一直齿圆柱齿轮、与第一直齿圆柱齿轮啮合的第二直齿圆柱齿轮、与第二直齿圆柱齿轮同轴安装的第三直齿圆柱齿轮、与第三直齿圆柱齿轮啮合的第四直齿圆柱齿轮以及与第四直齿圆柱齿轮同轴安装的第五直齿圆柱齿轮，第五直齿圆柱齿轮与设置于第一传动轴上的第六直齿圆柱齿轮啮合，第一传动轴与第一曲柄摇杆机构的曲柄部分相连，第二传动轴与第三曲柄摇杆机构的曲柄部分相连，第一V带分别与设置于第一传动轴以及第二传动轴上的带轮相连，第一齿轮轴与第五曲柄摇杆机构的曲柄部分相连。
[0010]所述传动模块包括由正交槽轮机构驱动的第二斜齿圆柱齿轮、与第二斜齿圆柱齿轮啮合的第二齿轮轴、与设置于第二齿轮轴以及第三传动轴上的带轮分别相连的第二 V带、设置于第三传动轴上的第七直齿圆柱齿轮、与第七直齿圆柱齿轮啮合的第八直齿圆柱齿轮以及与第八直齿圆柱齿轮同轴安装的第九直齿圆柱齿轮，第九直齿圆柱齿轮与设置于第四传动轴上的第十直齿圆柱齿轮啮合，第四传动轴与第六曲柄摇杆机构的曲柄部分相连，第五传动轴与第四曲柄摇杆机构的曲柄部分相连，第三V带分别与设置于第四传动轴以及第五传动轴上的带轮相连，第二齿轮轴与第二曲柄摇杆机构的曲柄部分相连。
[0011]所述正交槽轮机构包括相对设置且正交的第一双拨销盘和第二双拨销盘、连接第一双拨销盘与第二双拨销盘中心的连接轴、与第一双拨销盘配合的第一槽轮以及与第二双拨销盘配合的第二槽轮，第一槽轮以及第二槽轮上分别同轴安装有第二斜齿圆柱齿轮以及第一斜齿圆柱齿轮，所述连接轴由所述电机带动。
[0012]所述飞爪模块包括绳索、飞爪以及发射管，发射管与设置于壳体模块上的发射管支架相连，飞爪嵌套在发射管中，并且飞爪与开设于壳体模块前端上的发射通孔相对，飞爪外侧以及发射管外侧均缠绕有导线，绳索的一端与飞爪相连，另一端缠绕并设置在壳体模块上。
[0013]所述抓取模块包括夹持手、与所述夹持手相连的可屈伸的机械臂以及设置于壳体模块上的机械手保护架，所述机械臂设置于所述机械手保护架上，夹持手包括可开合的手指O
[0014]每只腿包括大腿、小腿、脚趾部以及螺旋桨，大腿与小腿相连，并且大腿与对应的曲柄摇杆机构相连，大腿采用平行四边形机构，小腿内部安装有弹簧减震装置，脚趾部包括设置于小腿下端的可转动的脚趾以及设置于脚趾上的脚趾轮，螺旋桨设置于小腿的上端。
[0015]所述壳体模块包括上壳体以及与上壳体相连的下壳体，上壳体采用双曲面设计，上壳体上安装有CCD视觉传感器，下壳体的设计基于上壳体的俯视投影图，保证上、下壳体互相匹配。
[0016]本发明的有益效果体现在:
[0017]本发明针对现有攀爬机器人存在的不足，提供了一种多功能六足攀爬机器人。机器人的攀爬功能由传动模块、腿部模块统一实现，其拾取物品的功能由抓取模块实现，其钩住岩石辅助攀爬的功能由飞爪模块实现。三大功能相互配合，实现了这款多功能六足攀爬机器人。由于正交槽轮传动机构的巧妙设计，只需一个控制电机就可以实现六足以三个为一组的分时传动，控制简单，而且机械结构占主要部分，可靠性高。
[0018]进一步的，该机器人攀爬功能有两种方式，一种是脚趾钩攀爬粗糙路面，一种是脚趾轮攀爬光滑路面，另外，飞爪模块作为补充，可以辅助机器人越过障碍物，实现垂直升降，实现了多种表面的攀爬，用途广泛。
[0019]进一步的，小腿内部安装有弹簧减震装置，防止冲击对腿部造成伤害;脚趾部为双功能脚趾，既可以通过脚趾插入地面，也可以通过脚趾轮在地面滚动，这样，在崎岖路面保证攀爬安全，在平坦路面保证攀爬高效；螺旋桨用于提供负压，使机器人紧密贴合在路面上。
【附图说明】
[0020]图1为本发明所述多功能六足攀爬机器人隐去上壳体的示意图；
[0021]图2为本发明所述多功能六足攀爬机器人壳体模块的上壳体示意图；
[0022]图3为本发明所述多功能六足攀爬机器人隐去上壳体、飞爪模块以及抓取模块的示意图；
[0023]图4为本发明所述多功能六足攀爬机器人的传动模块示意图；
[0024]图5a、图5b为本发明所述多功能六足攀爬机器人的传动模块俯视图；
[0025]图6为本发明所述多功能六足攀爬机器人传动模块的正交槽轮机构示意图；
[0026]图7为本发明所述多功能六足攀爬机器人的腿部模块示意图；
[0027]图8为本发明所述多功能六足攀爬机器人的飞爪模块示意图；
[0028]图9为本发明所述多功能六足攀爬机器人的抓取模块示意图；
[0029]图10为本发明所述多功能六足攀爬机器人抓取模块的夹持手示意图；
[0030]图中:I为传动模块，2为飞爪模块，3为腿部模块，4为抓取模块，5为壳体模块，6为右前腿，7为右中腿，8为右后腿，9为左后腿，10为左中腿，11为左前腿，12为自带减速器的电机，13为带轮，14为第一双拨销盘，15为第二双拨销盘，16为第二槽轮，17为第一斜齿圆柱齿轮，18为第一齿轮轴，19为第一直齿圆柱齿轮，20为第二直齿圆柱齿轮，21为第三直齿圆柱齿轮，22为第四直齿圆柱齿轮，23为第五直齿圆柱齿轮，24为第六直齿圆柱齿轮，25为第一传动轴，26为第一曲柄摇杆机构，27为第二曲柄摇杆机构，28为第一 V带，29为第二传动轴，30为第三