专利名称：多关节爬壁蠕虫式机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种壁面移动机器人，更特别地说，是指一种具有模块化、可重构、多关节爬壁蠕虫式机器人。
背景技术：
壁面移动机器人在非铁磁性壁面上吸附的原理，大概可以划分为三种①真空抽吸装置——靠高速气流的抽吸作用排除吸盘固定密闭空间内的气体形成真空；②扩容真空装置——利用定质量气体增加容积减低压力的原理在密封腔(吸盘)内产生真空；③旋翼吸附——借助螺旋桨旋转产生的矢量推力把机器人压向壁面。
总的来说，在面向小型化设计时，它们都暴露出一些共性问题 (1)本征矛盾与地面移动相比，壁面移动的难点在重力的影响。在壁面上，吸附和移动两者始终构成一对矛盾防止跌落，吸盘就须臾不可脱离墙壁，这有赖于足够的摩擦力，而获得它的代价是必须保持强大的正压力；但是要移动，吸盘又不得不克服摩擦力沿壁面做切向滑动。机器人正向压迫壁面越重，摩擦力越大，就越安全，但是移动就越困难，显然这是一种“内斗”、“内耗”，降低了能量的利用效率。
(2)尺度效应如同飞行器，在翼展＜150mm后，传统飞行理论已经不再适用，而需要低雷诺数、非定常条件下的气动力学理论，机翼也应该改成扑翼。为了提供足够的吸附力以及适当的安全系数，上述①、②两种吸附方式都需要相对较大的平面吸盘面积，否则无法可靠地吸附。壁面移动机器人在小型化时同样面临所谓“尺度效应”的困难，需要有创新的吸附理论来化解。但是，目前世界各国对壁面移动机器人小型化可能对科学机理带来的变化尚研究不多，知之甚少。
(3)真空的维持吸盘难免泄漏，而吸附力对泄漏十分敏感，因此国内外几十种有代表性的壁面移动机器人中不乏巧妙的设计用以维系原来已经形成的真空环境，不过为此也付出了高昂的代价。如果面对粗糙壁面，如瓷砖、水泥砂浆、马赛克、土砖墙等，泄漏更是一个困扰因素。众所周知，按照目前气路设计的水平，为了构建和维持真空环境，大量气流被白白地排空到大气中，能源的利用率不会大于20％。小型爬壁机器人具有轻巧、低功耗、低危险性等特点，因此被广泛应用于建筑检测、城市搜救以及对未知环境的探测等。但由于其工作表面大多为复杂曲面，并需要克服重力，已有的爬壁机器人很难兼顾结构轻巧和运动灵活。
发明内容
本发明的目的是提供一种多关节爬壁蠕虫式机器人，该机器人将头部、尾部、躯干采用模块化设计、对六个吸附组件中的振动单元、吸排单元采用模块化设计，有利于机器人的重构；应用十二个舵机实现机器人的蠕动运动，使机器人具有结构轻巧、运动灵活的特点。
本发明的多关节爬壁蠕虫式机器人由头部1、躯干2和尾部3三部分组成，头部1、躯干2和尾部3三者之间通过连接盘与舵机的两个输出轴连接，从而实现多关节爬壁蠕虫式机器人整体构形。其中，头部1包括有两个结构相同的连接臂(A连接臂21、B连接臂22)、两个不同壳体单元、相同吸排单元、振动单元的吸附组件(A吸附组件11、B吸附组件12)、三个舵机(A舵机4A、B舵机4B、C舵机4C)、八个霍尔传感器组成；躯干2由三个结构相同的被动组件(A被动组件31、B被动组件32、C被动组件33)、两个结构相同的吸附组件(C吸附组件13、D吸附组件14)、八个舵机、八个霍尔传感器组成；尾部3由两个结构相同的连接臂(C连接臂23、D连接臂24)、两个吸附组件(E吸附组件15、F吸附组件16)、四个舵机、八个霍尔传感器组成。四个连接臂每两个为一组，一组安装在机器人的头部，另一组安装在机器人的尾部，用于实现机器人首尾的开链运动，解决了机器人的冗余驱动问题。三个被动组件安装于机器人的躯干部位，且与吸附组件间隔布局，用于实现机器人的被动转弯和消除运动过程中的内力干涉。六个吸附组件用于实现机器人与壁面的吸附，每个吸附组件内的吸排单元与振动单元为结构相同的模块化设计，只有头部、尾部的壳体单元约有不同，有利于机器人的可重构。
本发明多关节爬壁蠕虫机器人的优点在于(1)相同模块化的吸附组件与相同模块化的振动组件安装于具有框架特征的壳体中，便于实现机器人的小型化和可重构；(2)通过舵机的连接方式实现机器人的串联式结构，使得机器人具有多自由度的特征；(3)在首尾采用四个连接臂能够实现机器人首尾的开链运动，解决了机器人的冗余驱动问题；(4)采用三个被动组件作为躯干的柔性连接，可以有效地减少机器人运动过程中产生的内力干涉现象，提高了本发明机器人壁面爬行的安装系数；(5)振动组件采用电机作为吸盘的驱动器，避免了真空发生器的笨重结构和应用气管来产生真空，便于机器人实现无缆操作；(6)被动组件中的压簧、拉簧采用力耦合设计，能够实现机器人的转弯和复位；(7)舵机的安装采用与壳体在同一平面内，可以减小机器人爬壁过程中的翻转力矩。
图1是本发明机器人的整体结构图。
图2是本发明头部的结构图。
图2A是本发明头部中A连接臂与B连接臂的结构图。
图2B是本发明头部中B吸附组件的结构图。
图2C是本发明头部中B吸附组件的B壳体的结构图。
图2D是本发明头部中B吸附组件的B壳体的另一角度结构图。
图2E是本发明头部中B吸附组件的B壳体的B框架结构图。
图2F是本发明头部中B吸附组件的未装配B壳体的吸排单元与振动单元的结构图。
图2G是图2F的爆炸示图。
图2H是本发明头部中A吸附组件的结构图。
图2I是本发明头部中A吸附组件的A壳体的结构图。
图3是本发明躯干的结构图。
图3A是本发明躯干中A被动组件的结构图。
图3B是本发明躯干中的A被动组件的U形架的结构图。
图3C是本发明躯干中的A被动组件的T形架的结构图。
图4是本发明尾部的结构图。
图4A是本发明尾部中C连接臂与D连接臂的结构图。
图4B是本发明尾部中F吸附组件的结构图。
图4C是本发明尾部中F吸附组件的F壳体的爆炸示图。
图中1.头部 2.躯干 3.尾部 11.A吸附组件 11a.A吸盘 11b.B吸盘 11c.C吸盘 11d.D吸盘 12.B吸附组件 12a.E吸盘 12c.G吸盘 12d.H吸盘 13.C吸附组件 13a.I吸盘 13b.J吸盘 13c.K吸盘 13d.L吸盘 14.D吸附组件 14a.M吸盘 14b.N吸盘 14c.O吸盘 14d.P吸盘 15.E吸附组件 15a.Q吸盘 15b.R吸盘 15c.S吸盘 15d.T吸盘 16.F吸附组件 16a.U吸盘 16b.V吸盘 16c.W吸盘 16d.X吸盘 21.A连接臂 22.B连接臂 23.C连接臂 24.D连接臂 101.A连接端 102.B连接端 103.C连接端 104.D连接端105.E连接端 106.F连接端 107.A连接头 110.G连接端 111.H连接端112.B连接头 201.K连接端 202.L连接端 203.M连接端 204.N连接端205.O连接端 206.P连接端 207.C连接头 210.Q连接端 211.R连接端212.D连接头 31.A被动组件 32.B被动组件 33.C被动组件 31a.U形架 31b.T形架 301.A拉簧302.B拉簧303.A压簧304.B压簧 305.A导杆 306.B导杆311.I连接端 312.J连接端 313.减重孔 314.横板 315.A通孔316.B通孔317.A锁扣318.B锁扣 321.下支臂 322.上支臂 323.直线轴承 324.横板 325.上轴承座 326.下轴承座 327.C锁扣328.D锁扣329.直线轴承 330.直线轴承 331.上转轴 332.下转轴 4A.A舵机 4B.B舵机 4C.C舵机 4D.D舵机 4E.E舵机 4F.F舵机 4G.G舵机 4H.H舵机 4I.I舵机 4J.J舵机 4K.K舵机 4L.L舵机 401.A连接盘 402.B连接盘 403.C连接盘 404.D连接盘405.E连接盘 406.F连接盘 407.G连接盘 408.H连接盘 409.I连接盘410.J连接盘 411.K连接盘 412.L连接盘 413.M连接盘 414.N连接盘415.O连接盘 416.P连接盘 417.Q连接盘 418.R连接盘 419.S连接盘420.T连接盘 421.U连接盘 422.V连接盘 423.W连接盘 424.X连接盘 5A.A振动单元 5B.B振动单元 5B-1.A直线滑块 5B-11.A销柱 5B-12.A偏心轮5B-13.A滚动轴承 5B-14.销连接端 5B-15.上滑槽 5B-16.偏心外框 5B-17.下滑槽 5B-2.B直线滑块 5B-21.B销柱 5B-22.B偏心轮5B-23.B滚动轴承 5B-24.销连接端 5B-25.上滑槽 5B-26.偏心外框 5B-27.下滑槽 5B-3.上限位块5B-4.下限位块 5B-5.电机 5B-6.内轴5B-7.单向轴承5B-8.凸轮5C.C振动单元 5D.D振动单元 5E.E振动单元 5F.F振动单元 7A.A吸排单元 7B.B吸排单元 7B-1.A杠杆 7B-2.B杠杆 7B-3.吸排压件7B-11.A直线轴承 7B-12.B直线轴承 7B-13.C直线轴承 7B-14.D直线轴承 7B-21.A吸盘导柱 7B-22.B吸盘导柱 7B-23.C吸盘导柱 7B-24.D吸盘导柱 7C.C吸排单元7D.D吸排单元 7E.E吸排单元 7F.F吸排单元 8A.A壳体单元 8A-1.A上盖板8A-2.A框架 8A-3.A底板 8A-2a.A轴承座 8A-2b.B轴承座 8A-2c.C轴承座 8A-2d.D轴承座8A-21.左连接板 8A-22.右连接板8A-23.后连接板 8A-24.前连接板 8A-25.空腔 8B.B壳体单元 8B-1.B上盖板 8B-2.B框架 8B-3.B底板 8B-2a.A轴承座8B-2b.B轴承座8B-2c.C轴承座 8B-2d.D轴承座 8B-21.左连接板 8B-22.右连接板 8B-23.后连接板 8B-24.前连接板8B-25.空腔 8B-26.上支臂8B-27.下支臂 8C.C壳体单元 8D.D壳体单元 8E.E壳体单元 8F.F壳体单元8F-1.F上盖板 8F-2.F框架 8F-3.F底板8F-2a.A轴承座 8F-2b.B轴承座 8F-2c.C轴承座8F-2d.D轴承座8F-21.左连接板8F-22.右连接板 8F-23.后连接板 8F-24.前连接板 8F-25.空腔 8F-26.上支臂 8F-27.下支臂 6A.A霍尔传感器6B.B霍尔传感器6C.C霍尔传感器6D.D霍尔传感器 6E.E霍尔传感器6F.F霍尔传感器6G.G霍尔传感器6H.H霍尔传感器 6I.I霍尔传感器6J.J霍尔传感器6K.K霍尔传感器6L.L霍尔传感器 6M.M霍尔传感器6N.N霍尔传感器6O.O霍尔传感器6P.P霍尔传感器 6Q.Q霍尔传感器6R.R霍尔传感器6S.S霍尔传感器6T.T霍尔传感器 6U.U霍尔传感器6V.V霍尔传感器6W.W霍尔传感器6X.X霍尔传感器
具体实施例方式 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明的多关节爬壁蠕虫式机器人由头部1、躯干2和尾部3三部分组成。其中，六个吸附组件用于实现机器人与壁面的吸附。三个被动组件用于实现机器人的被动转弯和消除运动过程中的内力干涉。四个连接臂用于实现机器人首尾的开链运动，解决了机器人的冗余驱动问题。十二个舵机实现机器人的蠕动运动。二十四个霍尔传感器用于检测吸盘在运动状态的振动位置。
在本发明中，六个吸附组件是指A吸附组件11、B吸附组件12、C吸附组件13、D吸附组件14、E吸附组件15、F吸附组件16，其中B吸附组件12、C吸附组件13、D吸附组件14、E吸附组件15的结构完全相同； 每个吸附组件由壳体单元、吸排单元、振动单元构成，所述的壳体单元包括有A壳体单元8A、B壳体单元8B、C壳体单元8C、D壳体单元8D、E壳体单元8E、F壳体单元8F；所述的振动单元包括有A振动单元8A、B振动单元8B、C振动单元8C、D振动单元8D、E振动单元8E、F振动单元8F；所述吸排单元包括有A吸排单元8A、B吸排单元8B、C吸排单元8C、D吸排单元8D、E吸排单元8E、F吸排单元8F；每个吸排单元中的四个导柱分别安装有四个吸盘，共计二十四个吸盘，即A吸排单元8A中的四个导柱分别安装有A吸盘11a、B吸盘11b、C吸盘11c、D吸盘11d(参见图2H所示)；B吸排单元8B中的四个导柱(A吸盘导柱7B-21、B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23、D吸盘导柱7B-24)分别安装有E吸盘12a、F吸盘(图2B中未示出)、G吸盘12c、H吸盘12d(参见图2B、图2H所示)；C吸排单元8C中的四个导柱分别安装有I吸盘13a、J吸盘13b、K吸盘13c、L吸盘13d；D吸排单元8D中的四个导柱分别安装有M吸盘14a、N吸盘14b、O吸盘14c、P吸盘14d；E吸排单元8E中的四个导柱分别安装有Q吸盘15a、R吸盘15b、S吸盘15c、T吸盘15d；F吸排单元8F中的四个导柱分别安装有U吸盘16a、V吸盘16b、W吸盘16c、X吸盘16d。
六个吸附组件中的吸排单元、振动单元结构完全相同，六个吸附组件中的壳体单元除A吸附组件11、F吸附组件16不同以外，其余四个吸附组件的壳体单元结构相同；在本发明中对于吸排单元、振动单元的具体结构请参见图2F、图2G所示的B吸附组件12的结构图，为了简约，其余五个吸附组件未给出图示和文字说明。在本发明中对于B吸附组件12、C吸附组件13、D吸附组件14、E吸附组件15的四个壳体单元请参见图2B～图2E所示，但A吸附组件11与F吸附组件16的壳体单元结构请参见图2H、图2I、图4C所示。
在本发明中，三个被动组件是指结构完全相同的A被动组件31、B被动组件32、C被动组件33，其中，A被动组件31安装在B吸附组件12与C吸附组件13之间，B被动组件32安装在C吸附组件13与D吸附组件14之间，C被动组件33安装在D吸附组件14与E吸附组件15之间。
在本发明中，十二个舵机分别被夹持安装在连接臂、或壳体上。二十四个霍尔传感器每四个霍尔传感器为一组，每一组安装在一个壳体单元上，且两个安装在一个壳体单元的前连接板外侧，另两个安装在壳体单元的后连接板外侧。
本发明的多关节爬壁蠕虫式机器人，从头部至尾部的连接关系为A吸附组件11连接在A舵机4A的两个输出轴上，A舵机4A安装在A连接臂21上；A连接臂21连接在B舵机4B的两个输出轴上，B舵机4B安装在B连接臂22上；B连接臂22连接在C舵机4C的两个输出轴上，C舵机4C安装在B吸附组件12上；B吸附组件12连接在D舵机4D的两个输出轴上，D舵机4D安装在A被动组件31上；A被动组件31连接在E舵机4E的两个输出轴上，E舵机4E安装在C吸附组件13上；C吸附组件13连接在F舵机4F的两个输出轴上，F舵机4F安装在B被动组件32上；B被动组件32连接在G舵机4G的两个输出轴上，G舵机4G安装在D吸附组件14上；D吸附组件14连接在H舵机4H的两个输出轴上，H舵机4H安装在C被动组件33上；C被动组件33连接在I舵机4I的两个输出轴上，I舵机4I安装在E吸附组件15上；E吸附组件15连接在J舵机4J的两个输出轴上，J舵机4J安装在C连接臂23上；C连接臂23连接在K舵机4K的两个输出轴上，K舵机4K安装在D连接臂24上；D连接臂24连接在L舵机4L的两个输出轴上，L舵机4L安装在F吸附组件16上。
关于本发明的多关节爬壁蠕虫式机器人，下面将对各部分进行详细的结构说明。针对如吸盘、霍尔传感器、连接盘的标识号图中有的未示出，是为了方便区别说明。连接盘可以从图1、图2、图2B、图2H、图3、图4、图4A中可以看出其结构和连接关系，连接盘是用于与舵机的输出轴连接用的。部分吸盘可以从图1、图2、图2B、图2H、图3、图4、图4B中可以看出其结构和连接关系，吸盘用于与壁面接触，同时在抬起与落下的运动过程中实现机器人的移动。
一、头部 参见图1、图2、图2A所示，头部1包括有两个结构相同的连接臂(A连接臂21、B连接臂22)、两个吸附组件(A吸附组件11、B吸附组件12)、三个舵机(A舵机4A、B舵机4B、C舵机4C)、八个霍尔传感器组成；A吸附组件11上安装有A霍尔传感器6A、B霍尔传感器6B、C霍尔传感器6C、D霍尔传感器6D，B吸附组件12上安装有E霍尔传感器6E、F霍尔传感器6F、G霍尔传感器6G、H霍尔传感器6H； 参见图2A所示，A连接臂21与B连接臂22结构相同，且为一体成型的Y形结构；A连接臂21上设有A连接端101、B连接端102、C连接端103、D连接端104；C连接端103的端部安装有C连接盘403；D连接端104的端部安装有D连接盘404；A连接端101与B连接端102的端部构成A连接头107，A连接头107用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使A舵机4A夹紧在A连接端101与B连接端102之间。C连接盘403与D连接盘404分别与B舵机4B的输出轴连接。B连接臂22上设有E连接端105、F连接端106、G连接端110、H连接端111；G连接端110的端部安装有E连接盘405；H连接端111的端部安装有F连接盘406；E连接端105与F连接端106的端部构成B连接头112，B连接头112用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使B舵机4B夹紧在E连接端105与F连接端106之间。E连接盘405与F连接盘406分别与C舵机4C的输出轴连接。采用一体加工成型连接臂，有利于减少形位误差。A连接臂21与B连接臂22的通过B舵机4B连为一运动体，能够使本发明的多关节爬壁蠕虫机器人的头部1实现开链运动。
参见图2H、图2I所示，A吸附组件11由A壳体单元8A、A吸排单元7A、A振动单元5A组成；且A吸排单元7A与B吸排单元7B的结构相同，A振动单元5A与B振动单元5B的结构相同，故未作详细说明，作为本领域的技术人员可以通过B吸排单元7B、B振动单元5B的结构以及说明书附图中得知其装配关系。A霍尔传感器6A、B霍尔传感器6B安装在前连接板8A-24的外侧面上，C霍尔传感器6C、D霍尔传感器6D安装在后连接板8A-23的外侧面上； A壳体单元8A由A上盖板8A-1、A框架8A-2、A底板8A-3组成，A上盖板8A-1、A底板8A-3分别安装在A框架8A-2的上下；A底板8A-3上安装有A吸排单元7A、A振动单元5A，且A吸排单元7A、A振动单元5A置于A框架8A-2的空腔8A-25内；A上盖板8A-1上设有减重方孔；A框架8A-2的A左连接板8A-21与A右连接板8A-22相对，A前连接板8A-24与A后连接板8A-23相对；左连接板8A-21的U形端部安装有B连接盘402，右连接板8A-22的U形端部安装有A连接盘401；在A框架8A-2的空腔8A-25内的四个直角处分别设有A轴承座8A-2a、B轴承座8A-2b、C轴承座8A-2c、D轴承座8A-2d；A轴承座8A-2a、B轴承座8A-2b、C轴承座8A-2c、D轴承座8A-2d内分别安装有四个直线轴承(所述的四个直线轴承为A吸排单元7A中的一部分)；该四个直线轴承的下端分别安装有A吸盘11a、B吸盘11b、C吸盘11c、D吸盘11d。A上盖板8A-1的结构可以参见图4C所示。A底板8A-3的结构可以参见图4C所示。B上盖板8B-1的结构可以参见图4C所示。B底板8B-3的结构可以参见图4C所示。
本发明中，参见图2B、图2C、图2D、图2E所示，B吸附组件12由B壳体单元8B、B吸排单元7B、B振动单元5B组成。E霍尔传感器6E、F霍尔传感器6F安装在前连接板8B-24的外侧面上，G霍尔传感器6G、H霍尔传感器6H安装在后连接板8B-23的外侧面上； 参见图2C、图2D所示，B壳体单元8B由B上盖板8B-1、B框架8B-2、B底板8B-3组成，B上盖板8B-1、B底板8B-3分别安装在B框架8B-2的上下；B底板8B-3上安装有B吸排单元7B、B振动单元5B，且B吸排单元7B、B振动单元5B置于B框架8B-2的空腔8B-25内；B上盖板8B-1上设有减重方孔；B框架8B-2的左连接板8B-21与右连接板8B-22相对，B前连接板8B-24与B后连接板8B-23相对，B前连接板8B-24的外侧面上有上支臂8B-26、下支臂8B-27，上支臂8B-26与下支臂8B-27相对，上支臂8B-26、下支臂8B-27用于夹紧C舵机4C；在B框架8B-2的空腔8B-25内的四个直角处分别设有A轴承座8B-2a、B轴承座8B-2b、C轴承座8B-2c、D轴承座8B-2d；A轴承座8B-2a、B轴承座8B-2b、C轴承座8B-2c、D轴承座8B-2d内分别安装有A直线轴承7B-11、B直线轴承7B-12、C直线轴承7B-13、D直线轴承7B-14；B左连接板8B-21的U形端部安装有H连接盘408，B右连接板8B-22的U形端部安装有G连接盘407； 参见图2F所示，B吸排单元7B由四个直线轴承(A直线轴承7B-11、B直线轴承7B-12、C直线轴承7B-13、D直线轴承7B-14)、四根吸盘导柱(A吸盘导柱7B-21、B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23、D吸盘导柱7B-24)、A杠杆7B-1、B杠杆7B-2、B吸排压件7B-3组成；A直线轴承7B-11、B直线轴承7B-12、C直线轴承7B-13、D直线轴承7B-14分别套接在A吸盘导柱7B-21、B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23、D吸盘导柱7B-24上；A吸盘导柱7B-21、B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23、D吸盘导柱7B-24的下端分别安装有E吸盘12a、F吸盘12b(图中未示出)、G吸盘12c、H吸盘12d，A吸盘导柱7B-21与D吸盘导柱7B-24的上端连接在A杠杆7B-1的两端，A杠杆7B-1的支点连接在后连接板8B-23的内侧面上，B吸盘导柱7B-22与C吸盘导柱7B-23的上端连接在B杠杆7B-2的两端，B杠杆7B-2的支点连接在前连接板8B-24的内侧面上；B吸排压件7B-3安装在B底板8B-3上；在本发明中，A吸盘导柱7B-21、B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23和D吸盘导柱7B-24的中心导孔内分别插接有A气管、B气管、C气管、D气管(这四根气管，图中未标示出)。B气管、C气管的一端分别插接在B吸盘导柱7B-22、C吸盘导柱7B-23的中心导孔内，B气管、C气管的另一端由B吸排压件7B-3的一端压紧，B吸排压件7B-3的另一端压紧A气管、D气管的另一端；A气管、D气管的一端分别插接在A吸盘导柱7B-21、D吸盘导柱7B-24的中心导孔内，A气管、D气管的另一端压紧在B吸排压件7B-3的另一端下。
参见图2G所示，B振动单元5B包括有A直线滑块5B-1、B直线滑块5B-2、上限位块5B-3、下限位块5B-4、电机5B-5、单向轴承5B-7、A偏心轮5B-12、B偏心轮5B-22、A滚动轴承5B-13、B滚动轴承5B-23；电机5B-5安装在A底板8B-3上，电机5B-5输出轴上顺次连接有内轴5B-6、B偏心轮5B-22、A偏心轮5B-12，内轴5B-6的外部套接有单向轴承5B-7，单向轴承5B-7的外部套接有凸轮5B-8，B偏心轮5B-22的外部套接有B滚动轴承5B-23，B滚动轴承5B-23置于B直线滑块5B-2的偏心外框5B-26内，A偏心轮5B-12的外部套接有A滚动轴承5B-13，A滚动轴承5B-13置于A直线滑块5B-1的偏心外框5B-16内；A销柱5B-11的一端连接在A直线滑块5B-1的销连接端5B-14上，A销柱5B-11的另一端与A杠杆7B-1的一端连接；B销柱5B-21的一端连接在B直线滑块5B-2的销连接端5B-24上，B销柱5B-21的另一端与B杠杆7B-2的一端连接；上限位块5B-3安装在A直线滑块5B-1的上滑槽5B-15，以及B直线滑块5B-2的上滑槽5B-25内，下限位块5B-4安装在A直线滑块5B-1的下滑槽5B-17，以及B直线滑块5B-2的下滑槽5B-27内。A直线滑块5B-1与B直线滑块5B-2重叠放置在一起。
在本发明中，A吸附组件11与B吸附组件12除了壳体单元不同以外，吸排单元和振动单元的结构完全相同。
写出吸排单元与振动单元的运动过程电机5B-5的正转带动B偏心轮5B-22、A偏心轮5B-12转动，使B直线滑块5B-2、A直线滑块5B-1带动四个吸盘导柱上下交替振动，进而使四个吸盘上下交替振动；电机5B-5的反转使凸轮5B-8转动，进而使B吸排压件7B-3抬起给四个吸盘放气。
头部1装配关系 A吸附组件11通过A框架8A-2的左连接板8A-21上的B连接盘402与A舵机4A的一输出端连接、右连接板8A-22上的A连接盘401与A舵机4A的另一输出端连接，实现A吸附组件11与A连接臂21的连接(因A舵机4A夹紧在A连接臂21的A连接端101与B连接端102之间)； A连接臂21通过C连接端103上的C连接盘403与B舵机4B的一输出端连接，D连接端104上的D连接盘404与B舵机4B的另一输出端连接，实现A连接臂21与B连接臂22的连接； B连接臂22通过G连接端110上的E连接盘405与C舵机4C的一输出端连接，H连接端111上的F连接盘406与C舵机4C的另一输出端连接，实现B连接臂22与B吸附组件12的连接； B吸附组件12通过B框架8B-2的左连接板8B-21上的H连接盘408与D舵机4D的一输出端连接、右连接板8B-22上的G连接盘407与D舵机4D的另一输出端连接，实现B吸附组件12与A被动组件31的连接。
二、躯干 躯干2由三个结构相同的被动组件、两个结构相同的吸附组件、八个舵机、八个霍尔传感器组成； 三个被动组件是指A被动组件31、B被动组件32、C被动组件33； 五个舵机是指D舵机4D、E舵机4E、F舵机4F、G舵机4G、H舵机4H； 两个吸附组件是指C吸附组件13、D吸附组件14；C吸附组件13上安装有四个霍尔传感器(I霍尔传感器6I、J霍尔传感器6J、K霍尔传感器6K、L霍尔传感器6L)，D吸附组件14上安装有四个霍尔传感器(M霍尔传感器6M、N霍尔传感器6N、O霍尔传感器6O、P霍尔传感器6P)； 在本发明的躯干2中的，C吸附组件13、D吸附组件14与B吸附组件12的结构相同，请参见图2B～图2I所示，故在此部分中不作详细说明。
参见图3、图3A所示，A被动组件31由两组拉簧(A拉簧301、B拉簧302)、两组压簧(A压簧303、B压簧304)、U形架31a和T形架31b组成， 参见图3、图3B所示，U形架31a的I连接端311的端部安装有I连接盘409(I连接盘409与E舵机4E的一输出轴连接)，U形架31a的J连接端312的端部安装有J连接盘410(J连接盘410与E舵机4E的另一输出轴连接)，U形架31a的横板314的中心开有减重孔313，横板314与I连接端311的接合处安装有B锁扣318，横板314与J连接端312的接合处安装有A锁扣317，在横板314上设有A通孔315、B通孔316，且A通孔315、B通孔316与减重孔313同轴线；在本发明中，B锁扣318用于挂接B拉簧302的一端，B拉簧302的另一端挂接在T形架31b上的D锁扣328上。A锁扣317用于挂接A拉簧301的一端，A拉簧301的另一端挂接在T形架31b上的C锁扣327上。A通孔315用于A导杆305的一端穿过。B通孔316用于B导杆306的一端穿过。
参见图3、图3C所示，T形架31b的上支臂322上安装有上轴承座325，T形架31b的下支臂321上安装有下轴承座326，上轴承座325与下轴承座326结构相同；上轴承座325为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有两个直线轴承(直线轴承323、直线轴承330)，该两个直线轴承套接在A导杆305上；下轴承座326为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有两个直线轴承(直线轴承329、另一直线轴承图中未示出)，该两个直线轴承套接在B导杆306上；T形架31b的横板324的两端安装有C锁扣327、D锁扣328。
在本发明中，A拉簧301的一端挂接在A锁扣317上，A拉簧301的另一端挂接在C锁扣327上。B拉簧302的一端挂接在B锁扣318上，B拉簧302的另一端挂接在D锁扣328。当T形架31b绕上转轴331、下转轴332发生转动时，A拉簧301、B拉簧302能够将T形架31b复位，使得A被动组件31的内力干涉现象被消除。
在本发明中，A压簧303套接在A导杆305上。B压簧304套接在B导杆306上。当T形架31b与U形架31a之间的距离减小时，A压簧303、B压簧304能够将T形架31b与U形架31a之间的距离复位，使得A被动组件31的内力干涉现象被消除。
在本发明中，A被动组件31在整个多关节爬壁蠕虫机器人中具有两个作用一方面是多关节爬壁蠕虫机器人在直线前进中能够消除关节内的力干涉现象；另一方面是当多关节爬壁蠕虫机器人在转弯运动时能够实现驱赶部分的转弯和复位。
三、尾部 尾部3由两个结构相同的连接臂、两个吸附组件、四个舵机、八个霍尔传感器组成； 两个连接臂是指C连接臂23、D连接臂24；在本发明中，A连接臂21、B连接臂22、C连接臂23和D连接臂24结构相同。
四个舵机是指I舵机4I、J舵机4J、K舵机4K、L舵机4L； 两个吸附组件是指E吸附组件15、F吸附组件16；E吸附组件15上安装有Q霍尔传感器6Q、R霍尔传感器6R、S霍尔传感器6S、T霍尔传感器6T，F吸附组件16上安装有U霍尔传感器6U、V霍尔传感器6V、W霍尔传感器6W、X霍尔传感器6X； 参见图4、图4A所示，C连接臂23与D连接臂24结构相同，且为一体成型的Y形结构；C连接臂23上设有K连接端201、L连接端202、M连接端203、N连接端204；M连接端203的端部安装有U连接盘421；N连接端204的端部安装有V连接盘422；K连接端201与L连接端202的端部构成C连接头207，B连接头207用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使J舵机4J夹紧在K连接端201与L连接端202之间。U连接盘421与V连接盘422分别与K舵机4K的输出轴连接。D连接臂24上设有O连接端205、P连接端206、Q连接端210、R连接端211；Q连接端210的端部安装有W连接盘423；R连接端211的端部安装有X连接盘424；O连接端205与P连接端206的端部构成D连接头212，D连接头212用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使L舵机4L夹紧在O连接端205与P连接端206之间。W连接盘423与X连接盘424分别与L舵机4L的输出轴连接。采用一体加工成型连接臂，有利于减少形位误差。C连接臂23与D连接臂24的通过K舵机4K连为一运动体，能够使本发明的多关节爬壁蠕虫机器人的尾部3实现开链运动。
参见图4B所示，F吸附组件16由F壳体单元8F、F吸排单元7F、F振动单元5F组成；且F吸排单元7F与B吸排单元7B的结构相同，F振动单元5F与B振动单元5B的结构相同，故未作详细说明，作为本领域的技术人员可以通过B吸排单元7B、B振动单元5B的结构以及说明书附图中得知其装配关系。U霍尔传感器6U、V霍尔传感器6V安装在前连接板8F-24的外侧面上(图中未示出)，W霍尔传感器6W、X霍尔传感器6X安装在后连接板8F-23的外侧面上； F壳体单元8F由F上盖板8F-1、F框架8F-2、F底板8F-3组成，F上盖板8F-1、F底板8F-3分别安装在F框架8F-2的上下；F底板8F-3上安装有F吸排单元7F、F振动单元5F，且F吸排单元7F、F振动单元5F置于F框架8F-2的空腔8F-25内；F上盖板8F-1上设有减重方孔；F框架8F-2的F左连接板8F-21与F右连接板8F-22相对，F前连接板8F-24与F后连接板8F-23相对；在F框架8F-2的空腔8F-25内的四个直角处分别设有A轴承座8F-2a、B轴承座8F-2b、C轴承座8F-2c、D轴承座8F-2d；A轴承座8F-2a、B轴承座8F-2b、C轴承座8F-2c、D轴承座8F-2d内分别安装有四个直线轴承(所述的四个直线轴承为F吸排单元7F中的一部分)；该四个直线轴承的下端分别安装有U吸盘16a、V吸盘16b、W吸盘16c、X吸盘16d。
本发明的多关节蠕虫式机器人的运动过程为首先尾部在舵机的作用下抬起和落下使机器人产生一步距，然后躯干在舵机的作用下与尾部协调蠕动，将该步距传递到头部，最后头部在舵机的作用下抬起和落下将该步距转化为机器人的前进距离，从而实现机器人的前行。
权利要求
1、一种多关节蠕虫式机器人，其特征在于该机器人由头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三部分组成；头部(1)、躯干(2)和尾部(3)之间通过连接盘与舵机的两个输出轴连接，从而实现多关节爬壁蠕虫式机器人整体构形；
头部(1)由A连接臂(21)、B连接臂(22)、A吸附组件(11)、B吸附组件(12)、A舵机(4A)、B舵机(4B)、C舵机(4C)、八个霍尔传感器组成；
躯干(2)由A被动组件(31)、B被动组件(32)、C被动组件(33)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、D舵机(4D)、E舵机(4E)、F舵机(4F)、G舵机(4G)、H舵机(4H)、八个霍尔传感器组成；
尾部(3)由C连接臂(23)、D连接臂(24)、E吸附组件(15)、F吸附组件(16)、I舵机(4I)、J舵机(4J)、K舵机(4K)、L舵机(4L)、八个霍尔传感器组成；
A连接臂(21)、B连接臂(22)、C连接臂(23)、D连接臂(24)结构相同；
B吸附组件(12)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、E吸附组件(15)结构相同；A吸附组件(11)、B吸附组件(12)、C吸附组件(13)、D吸附组件(14)、E吸附组件(15)和F吸附组件(16)分别由壳体单元、吸排单元和振动单元构成；
A被动组件(31)、B被动组件(32)、C被动组件(33)结构相同；
该机器人从头部至尾部的连接关系为A吸附组件(11)连接在A舵机(4A)的两个输出轴上，A舵机(4A)安装在A连接臂(21)上；A连接臂(21)连接在B舵机(4B)的两个输出轴上，B舵机(4B)安装在B连接臂(22)上；B连接臂(22)连接在C舵机(4C)的两个输出轴上，C舵机(4C)安装在B吸附组件(12)上；B吸附组件(12)连接在D舵机(4D)的两个输出轴上，D舵机(4D)安装在A被动组件(31)上；A被动组件(31)连接在E舵机(4E)的两个输出轴上，E舵机(4E)安装在C吸附组件(13)上；C吸附组件(13)连接在F舵机(4F)的两个输出轴上，F舵机(4F)安装在B被动组件(32)上；B被动组件(32)连接在G舵机(4G)的两个输出轴上，G舵机(4G)安装在D吸附组件(14)上；D吸附组件(14)连接在H舵机(4H)的两个输出轴上，H舵机(4H)安装在C被动组件(33)上；C被动组件(33)连接在I舵机(4I)的两个输出轴上，I舵机(4I)安装在E吸附组件(15)上；E吸附组件(15)连接在J舵机(4J)的两个输出轴上，J舵机(4J)安装在C连接臂(23)上；C连接臂(23)连接在K舵机(4K)的两个输出轴上，K舵机(4K)安装在D连接臂(24)上；D连接臂(24)连接在L舵机(4L)的两个输出轴上，L舵机(4L)安装在F吸附组件(16)上；
A连接臂(21)与B连接臂(22)结构相同，且为一体成型的Y形结构；A连接臂(21)上设有A连接端(101)、B连接端(102)、C连接端(103)、D连接端(104)；C连接端(103)的端部安装有C连接盘(403)；D连接端(104)的端部安装有D连接盘(404)；A连接端(101)与B连接端(102)的端部构成A连接头(107)，A连接头(107)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使A舵机(4A)夹紧在A连接端(101)与B连接端(102)之间；C连接盘(403)与D连接盘(404)分别与B舵机(4B)的输出轴连接；B连接臂(22)上设有E连接端(105)、F连接端(106)、G连接端(110)、H连接端(111)；G连接端(110)的端部安装有E连接盘(405)；H连接端(111)的端部安装有F连接盘(406)；E连接端(105)与F连接端(106)的端部构成B连接头(112)，B连接头(112)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使B舵机(4B)夹紧在E连接端(105)与F连接端(106)之间；E连接盘(405)与F连接盘(406)分别与C舵机(4C)的两个输出轴连接；
C连接臂(23)与D连接臂(24)结构相同，且为一体成型的Y形结构；C连接臂(23)上设有K连接端(201)、L连接端(202)、M连接端(203)、N连接端(204)；M连接端(203)的端部安装有U连接盘(421)；N连接端(204)的端部安装有V连接盘(422)；K连接端(201)与L连接端(202)的端部构成C连接头(207)，B连接头(207)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使J舵机(4J)夹紧在K连接端(201)与L连接端(202)之间；U连接盘(421)与V连接盘(422)分别与K舵机(4K)的两个输出轴连接；D连接臂(24)上设有O连接端(205)、P连接端(206)、Q连接端(210)、R连接端(211)；Q连接端(210)的端部安装有W连接盘(423)；R连接端(211)的端部安装有X连接盘(424)；O连接端(205)与P连接端(206)的端部构成D连接头(212)，D连接头(212)用于一螺钉穿过，且通过螺母与螺钉的配合使L舵机(4L)夹紧在O连接端(205)与P连接端(206)之间；W连接盘(423)与X连接盘(424)分别与L舵机(4L)的两个输出轴连接；
A吸附组件(11)由A壳体单元(8A)、A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)组成；且A吸排单元(7A)与B吸排单元(7B)的结构相同，A振动单元(5A)与B振动单元(5B)的结构相同；A霍尔传感器(6A)、B霍尔传感器(6B)安装在前连接板(8A-24)的外侧面上，C霍尔传感器(6C)、D霍尔传感器(6D)安装在后连接板(8A-23)的外侧面上；A壳体单元(8A)由A上盖板(8A-1)、A框架(8A-2)、A底板(8A-3)组成，A上盖板(8A-1)、A底板(8A-3)分别安装在A框架(8A-2)的上下；A底板(8A-3)上安装有A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)，且A吸排单元(7A)、A振动单元(5A)置于A框架(8A-2)的空腔(8A-25)内A上盖板(8A-1)上设有减重方孔；A框架(8A-2)的A左连接板(8A-21)与A右连接板(8A-22)相对，A前连接板(8A-24)与A后连接板(8A-23)相对；左连接板(8A-21)的U形端部安装有B连接盘(402)，右连接板(8A-22)的U形端部安装有A连接盘(401)；在A框架(8A-2)的空腔(8A-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8A-2a)、B轴承座(8A-2b)、C轴承座(8A-2c)、D轴承座(8A-2d)；A轴承座(8A-2a)、B轴承座(8A-2b)、C轴承座(8A-2c)、D轴承座(8A-2d)内分别安装有四个直线轴承；该四个直线轴承分别套接在四根吸盘导柱上，该四根吸盘导柱的下端分别安装有A吸盘(11a)、B吸盘(11b)、C吸盘(11c)、D吸盘(11d)；
B吸附组件(12)由B壳体单元(8B)、B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)组成；E霍尔传感器(6E)、F霍尔传感器(6F)安装在前连接板(8B-24)的外侧面上，G霍尔传感器(6G)、H霍尔传感器(6H)安装在后连接板(8B-23)的外侧面上；B壳体单元(8B)由B上盖板(8B-1)、B框架(8B-2)、B底板(8B-3)组成，B上盖板(8B-1)、B底板(8B-3)分别安装在B框架(8B-2)的上下；B底板(8B-3)上安装有B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)，且B吸排单元(7B)、B振动单元(5B)置于B框架(8B-2)的空腔(8B-25)内；B上盖板(8B-1)上设有减重方孔；B框架(8B-2)的左连接板(8B-21)与右连接板(8B-22)相对，B前连接板(8B-24)与B后连接板(8B-23)相对，B前连接板(8B-24)的外侧面上有上支臂(8B-26)、下支臂(8B-27)，上支臂(8B-26)与下支臂(8B-127)相对，上支臂(8B-26)、下支臂(8B-27)用于夹紧C舵机(4C)；在B框架(8B-2)的空腔(8B-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8B-2a)、B轴承座(8B-2b)、C轴承座(8B-2c)、D轴承座(8B-2d)；A轴承座(8B-2a)、B轴承座(8B-2b)、C轴承座(8B-2c)、D轴承座(8B-2d)内分别安装有A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)；B左连接板(8B-21)的U形端部安装有H连接盘(408)，B右连接板(8B-22)的U形端部安装有G连接盘(407)；B吸排单元(7B)由A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)、A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)、A杠杆(7B-1)、B杠杆(7B-2)、B吸排压件(7B-3)组成；A直线轴承(7B-11)、B直线轴承(7B-12)、C直线轴承(7B-13)、D直线轴承(7B-14)分别套接在A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)上；A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)、D吸盘导柱(7B-24)的下端分别安装有E吸盘(12a)、F吸盘(12b)、G吸盘(12c)、H吸盘(12d)，A吸盘导柱(7B-21)与D吸盘导柱(7B-24)的上端连接在A杠杆(7B-1)的两端，A杠杆(7B-1)的支点连接在后连接板(8B-23)的内侧面上，B吸盘导柱(7B-22)与C吸盘导柱(7B-23)的上端连接在B杠杆(7B-2)的两端，B杠杆(7B-2)的支点连接在前连接板(8B-24)的内侧面上；B吸排压件(7B-3)安装在B底板(8B-3)上；A吸盘导柱(7B-21)、B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)和D吸盘导柱(7B-24)的中心导孔内分别插接有A气管、B气管、C气管、D气管；B气管、C气管的一端分别插接在B吸盘导柱(7B-22)、C吸盘导柱(7B-23)的中心导孔内，B气管、C气管的另一端由B吸排压件(7B-3)的一端压紧，B吸排压件(7B-3)的另一端压紧A气管、D气管的另一端；A气管、D气管的一端分别插接在A吸盘导柱(7B-21)、D吸盘导柱(7B-24)的中心导孔内，A气管、D气管的另一端压紧在B吸排压件(7B-3)的另一端下；B振动单元(5B)包括有A直线滑块(5B-1)、B直线滑块(5B-2)、上限位块(5B-3)、下限位块(5B-4)、电机(5B-5)、单向轴承(5B-7)、A偏心轮(5B-12)、B偏心轮(5B-22)、A滚动轴承(5B-13)、B滚动轴承(5B-23)；电机(5B-5)安装在A底板(8B-3)上，电机(5B-5)输出轴上顺次连接有内轴(5B-6)、B偏心轮(5B-22)、A偏心轮(5B-12)，内轴(5B-6)的外部套接有单向轴承(5B-7)，单向轴承(5B-7)的外部套接有凸轮(5B-8)，B偏心轮(5B-22)的外部套接有B滚动轴承(5B-23)，B滚动轴承(5B-23)置于B直线滑块(5B-2)的偏心外框(5B-26)内，A偏心轮(5B-12)的外部套接有A滚动轴承(5B-13)，A滚动轴承(5B-13)置于A直线滑块(5B-1)的偏心外框(5B-16)内；A销柱(5B-11)的一端连接在A直线滑块(5B-1)的销连接端(5B-14)上，A销柱(5B-11)的另一端与A杠杆(7B-1)的一端连接；B销柱(5B-21)的一端连接在B直线滑块(5B-2)的销连接端(5B-24)上，B销柱(5B-21)的另一端与B杠杆(7B-2)的一端连接；上限位块(5B-3)安装在A直线滑块(5B-1)的上滑槽(5B-15)，以及B直线滑块(5B-2)的上滑槽(5B-25)内，下限位块(5B-4)安装在A直线滑块(5B-1)的下滑槽(5B-17)，以及B直线滑块(5B-2)的下滑槽(5B-27)内；A直线滑块(5B-1)与B直线滑块(5B-2)重叠放置在一起；
F吸附组件(16)由F壳体单元(8F)、F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)组成；且F吸排单元(7F)与B吸排单元(7B)的结构相同，F振动单元(5F)与B振动单元(5B)的结构相同；U霍尔传感器(6U)、V霍尔传感器(6V)安装在前连接板(8F-24)的外侧面上，W霍尔传感器(6W)、X霍尔传感器(6X)安装在后连接板(8F-23)的外侧面上；F壳体单元(8F)由F上盖板(8F-1)、F框架(8F-2)、F底板(8F-3)组成，F上盖板(8F-1)、F底板(8F-3)分别安装在F框架(8F-2)的上下；F底板(8F-3)上安装有F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)，且F吸排单元(7F)、F振动单元(5F)置于F框架(8F-2)的空腔(8F-25)内；F上盖板(8F-1)上设有减重方孔；F框架(8F-2)的F左连接板(8F-21)与F右连接板(8F-22)相对，F前连接板(8F-24)与F后连接板(8F-23)相对；在F框架(8F-2)的空腔(8F-25)内的四个直角处分别设有A轴承座(8F-2a)、B轴承座(8F-2b)、C轴承座(8F-2c)、D轴承座(8F-2d)；A轴承座(8F-2a)、B轴承座(8F-2b)、C轴承座(8F-2c)、D轴承座(8F-2d)内分别安装有四个直线轴承；该四个直线轴承套接在四根吸盘导柱上，该四根吸盘导柱的下端分别安装有U吸盘(16a)、V吸盘(16b)、W吸盘(16c)、X吸盘(16d)；
A被动组件(31)由A拉簧(301)、B拉簧(302)、A压簧(303)、B压簧(304)、U形架(31a)和T形架(31b)组成，U形架(31a)的I连接端(311)的端部安装有I连接盘(409)，U形架(31a)的J连接端(312)的端部安装有J连接盘(410)，U形架(31a)的横板(314)的中心开有减重孔(313)，横板(314)与I连接端(311)的接合处安装有B锁扣(318)，横板(314)与J连接端(312)的接合处安装有A锁扣(317)，在横板(314)上设有A通孔(315)、B通孔(316)，且A通孔(315)、B通孔(316)与减重孔(313)同轴线设置；B锁扣(318)用于挂接B拉簧(302)的一端，B拉簧(302)的另一端挂接在T形架(31b)上的D锁扣(328)上；A锁扣(317)用于挂接A拉簧(301)的一端，A拉簧(301)的另一端挂接在T形架(31b)上的C锁扣(327)上；A通孔(315)用于A导杆(305)的一端穿过；B通孔(316)用于B导杆(306)的一端穿过；T形架(31b)的上支臂(322)上安装有上轴承座(325)，T形架(31b)的下支臂(321)上安装有下轴承座(326)，上轴承座(325)与下轴承座(326)结构相同；上轴承座(325)为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有直线轴承(323)、直线轴承(330)，该两个直线轴承套接在A导杆(305)上；下轴承座(326)为凹形体结构，在凹形体的两凸部的通孔内安装有两个直线轴承，该两个直线轴承套接在B导杆(306)上；T形架(31b)的横板(324)的两端安装有C锁扣(327)、D锁扣(328)。
2、根据权利要求1所述的多关节蠕虫式机器人，其特征在于A连接臂(21)与B连接臂(22)的通过B舵机(4B)连为一运动体，能够使机器人的头部(1)实现开链运动。
3、根据权利要求1所述的多关节蠕虫式机器人，其特征在于C连接臂(23)与D连接臂(24)的通过K舵机(4K)连为一运动体，能够使机器人的尾部(3)实现开链运动。
4、根据权利要求1所述的多关节蠕虫式机器人，其特征在于B振动单元(5B)中的电机(5B-5)的正转带动B偏心轮(5B-22)、A偏心轮(5B-12)转动，使B直线滑块(5B-2)、A直线滑块(5B-1)带动四个吸盘导柱上下交替振动，进而使四个吸盘上下交替振动；电机(5B-5)的反转使凸轮(5B-8)转动，进而使B吸排压件(7B-3)抬起给四个吸盘放气。
5、根据权利要求1所述的多关节蠕虫式机器人，其特征在于三个被动组件在多关节爬壁蠕虫机器人中具有两个作用一方面是多关节爬壁蠕虫机器人在直线前进中能够消除关节内的力干涉现象；另一方面是当多关节爬壁蠕虫机器人在转弯运动时能够实现驱赶部分的转弯和复位。
6、根据权利要求1所述的多关节蠕虫式机器人，其特征在于该机器人首先尾部在舵机的作用下抬起和落下使机器人产生一步距，然后躯干在舵机的作用下与尾部协调蠕动，将该步距传递到头部，最后头部在舵机的作用下抬起和落下将该步距转化为机器人的前进距离，从而实现机器人的前行。
全文摘要
本发明公开了一种多关节爬壁蠕虫式机器人由头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三部分组成，头部(1)、躯干(2)和尾部(3)三者之间通过连接盘与舵机的两个输出轴连接，从而实现多关节爬壁蠕虫式机器人整体构形。其中，头部(1)包括有两个结构相同的连接臂、两个不同壳体单元、相同吸排单元、振动单元的吸附组件、三个舵机、八个霍尔传感器组成；躯干(2)包括有三个结构相同的被动组件、两个结构相同的吸附组件、五个舵机、八个霍尔传感器组成；尾部(3)包括有两个结构相同的连接臂、两个吸附组件、四个舵机、八个霍尔传感器组成。本发明的多关节蠕虫式机器人的运动过程为首先尾部在舵机的作用下抬起和落下使机器人产生一步距，然后躯干在舵机的作用下与尾部协调蠕动，将该步距传递到头部，最后头部在舵机的作用下抬起和落下将该步距转化为机器人的前进距离，从而实现机器人的前行。
文档编号B62D57/00GK101332838SQ20081011747
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者巍 王, 坤 王, 李大寨, 宗光华 申请人:北京航空航天大学