专利名称：地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动机器人。
背景技术：
当今移动机器人及工业机器人操作臂研究技术中，己被研发出的在地面行 走的轮式移动机器人、腿式移动机器人、履带式移动机器人很多，都存在移动 机能单一、环境适应性不强的缺点，多为在连续介质表面或管道内移动，无法 在不连续介质上移动。目前己被研究的腿式移动机器人多为仿人双足步行机器 人、四足、六足、八足步行机，仿人双足步行机器人总是在腰部以下的半空间 内通过双足交替成为支撑脚和游脚实现行走的，需要的驱动电机十数台以上； 四足以上的多足步行机器人机构复杂，更适于在野外地面行走；无论双足、四 足以上的多足歩行机都不具备通过脚部去抓握抓牢桁架杆的能力，它们都不适 于在空间桁架内的狭小空间内移动。日本名古屋大学福田敏男教授早在上世纪 80年代末开始研究模仿猴子荡树枝移动的、只有一个驱动关节的两杆欠驱动移 动机器人，并取得了成功。但由于采用的是欠驱动的形式，而且所谓的手爪仅 是一个非常简单、无任何驱动的钩子，至今该机器人尚未找到应用前景，也根 本不能完成地面行走和空间桁架内移动等功能。另外，目前不管是机器人多指 灵巧手还是手爪的研究和开发都只是考虑将其作为机器人操作臂的末端操作器 使用，仅从其刚度、结构设计与功能上来看，根本无法作为双臂手移动机器人 的根基抓住桁架杆同时承担起支撑整臂移动的能力。
发明内容
本发明的目的是为解决现有移动机器人及工业机器人操作臂不具备通过手 或脚部去抓握抓牢桁架杆的能力，不能完成空间桁架内移动的问题，提供一种 地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人。
本发明包括左臂、中部平台、右臂和电源，中部平台由台板和四个连接盘 组成，台板的四个侧端面上分别设有一个连接盘，左臂和右臂均由第一十字关 节、第二十字关节、臂、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机组成，臂的一端与第一十字关节上的左接口连接，臂的另一端与第二十字关 节上的右接口连接，第一电机设置在第一十字关节上的右侧筒内，第二电机设 置在第二十字关节上的左侧筒内，第三电机设置在臂中，第四电机设置在第二 十字关节右侧筒的下部，第五电机设置在第一十字关节左侧筒的下部，第四电 机和第五电机分别通过同步带传动与第一十字关节和第二十字关节上的横筒输 入端连接，左臂和右臂对称通过中部平台左右端的连接盘对称固接在中部平台 的左右端上，电源设置在台板上，它还包括转换器、控制器、两个第一视觉传 感器、计算机、左手爪、右手爪和两个力矩传感器，控制器设置在台板上，转 换器设置在控制器上，两个第一视觉传感器对称设置在台板的上端面上且靠近 外侧，计算机设置在台板的下端面上，左手爪和右手爪均由连接法兰、爪座、 抓握机构和轮式移动机构组成，连接法兰设置在爪座的里侧面上，抓握机构设 置在爪座的外侧面上，轮式移动机构设置在抓握机构的上面，左手爪上的连接 法兰通过力矩传感器与左臂的左端连接，右手爪上的连接法兰通过力矩传感器 与右臂的右端连接，左手爪与右手爪对称设置。
本发明的优点是 一、由于本发明在左手爪和右手爪上设计了抓握机构和 轮式移动机构，使得本发明不仅能在空间桁架内灵活移动且能抓握不同断面形 状和大小的桁架杆，还能以较小的能耗在地面上移动。二、本发明能耗低、环 境适应性强，能模仿猴子等动物在树干间灵活移动方式，利用双臂手实现空间 桁架内外移动，并具有地面移动功能。三、本发明具有脚式步行、轮式移动、 攀爬桁架移动等功能，适用于桥梁、高架线塔类等建筑结构的检测和维护作业， 特别适用于空间站站外平台上自动移动、攀爬站外空间桁架建筑结构、核工业 等自动化程度要求高的极限作业。
图1是本发明的双臂手移动机器人的整体结构示意图，图2是中部平台7
的结构示意图，图3是左臂6或右臂8的结构示意图，图4是左手爪5或右手 爪9的结构示意图，图5是轮式移动机构5-4的结构示意图，图6是抓握机构 5-3的结构示意图，图7是图5的A向视图，图8是具体实施方式
四的结构示 意图(抓握圆形桁架杆13)，图9是具体实施方式
四的结构示意图(去掉圆形桁 架杆13)，图IO是具体实施方式
四的结构示意图(抓握角钢17)，图ll是双臂手移动机器人左手爪5和右手爪9上的行走轮5-4-23同时着地进行轮式移动的 状态图，图12是双臂手移动机器人左手爪5和右手爪9其中一个手爪上的行走 轮5-4-23着地进行轮式移动的状态图，图13是双臂手移动机器人左手爪5和右 手爪9上的行走轮5-4-23同时收回，左手爪5或右手爪9上的定爪5-3-1和动 爪5-3-2着地作脚式步行的状态图，图14是双臂手移动机器人左手爪5和右手 爪9上的行走轮5-4-23同时收回，左手爪5和右手爪9上的定爪5-3-1和动爪 5-3-2同时着地作脚式步行的状态图，图15是双臂手移动机器人攀爬、抓握空 间桁架杆12的过程示意图，图16是具体实施方式
七的结构示意图，图17是具 体实施方式八的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1 图4说明本实施方式，本实施方式包括左臂6、 中部平台7、右臂8和电源10，中部平台7由台板7-l和四个连接盘7-2组成， 台板7-1的四个侧端面上分别设有一个连接盘7-2，左臂6和右臂8均由第一十 字关节6-l、第二十字关节6-2、臂6-3、第一电机6-4、第二电机6-5、第三电 机6-6、第四电机6-7和第五电机6-8组成，臂6-3的一端与第一"h字关节6-1 上的左接口 6-1-2连接，臂6-3的另一端与第二十字关节6-2上的右接口 6-2-1 连接，第一电机6-4设置在第一十字关节6-l上的右侧筒内，第二电机6-5设置 在第二十字关节6-2上的左侧筒内，第三电机6-6设置在臂6-3中，第四电机6-7 设置在第二十字关节6-2右侧筒的下部，第五电机6-8设置在第一十字关节6-1 左侧筒的下部，第四电机6-7和第五电机6-8分别通过同步带传动与第一十字关 节6-1和第二十字关节6-2上的横筒输入端连接，第一电机6-4驱动第一十字关 节6-1绕纵轴X回转，第二电机6-5驱动第二十字关节6-2的左侧接口部6-2-2 绕X轴转动，第三电机6-6驱动第二十字关节6-2绕X轴转动，第四电机6-7 通过同步带传动驱动第二十字关节6-2上的横筒绕第二轴线Y'转动，第五电 机6-8通过同步带传动驱动第一十字关节6-1上的横筒及臂6-3绕第一轴线Y转 动，左臂6和右臂8对称通过中部平台7左右端的连接盘7-2对称固接在中部 平台7的左右端上，电源10设置在台板7-1上，它还包括转换器1、控制器2、 两个第一视觉传感器3、计算机4、左手爪5、右手爪9和两个力矩传感器11， 控制器2设置在台板7-1上，.转换器1设置在控制器2上，两个第一视觉传感器3对称设置在台板7-1的上端面上且靠近外侧，计算机4设置在台板7-1的下 端面上，左手爪5和右手爪9均由连接法兰5-l、爪座5-2、抓握机构5-3和轮 式移动机构5-4组成，连接法兰5-1设置在爪座5-2的里侧面上，抓握机构5-3 设置在爪座5-2的外侧面上，轮式移动机构5-4设置在抓握机构5-3的上面，左 手爪5上的连接法兰5-1通过力矩传感器11与左臂6的左端连接，右手爪9上 的连接法兰5-1通过力矩传感器11与右臂8的右端连接，左手爪5与右手爪9 对称设置。左手爪5与右手爪9皆可作为脚式步行时的脚使用，左手爪5与右 手爪9的外侧端面为脚底面。第一电机6-4、第二电机6-5和第三电机6-6均为 带光电编码器的驱动电机，第四电机6-7和第五电机6-8为带有减速器和光电编 码器的驱动电机。转换器l、控制器2、两个第一视觉传感器3和计算机4构成 集成化控制系统，中部平台7为左臂6和右臂8及扩展为多臂手时的连接臂并 携带集成化控制系统；左臂6和右臂8上的第一十字关节6-1和第二十字关节 6-2为回转型关节；两个力矩传感器11分别为左手爪5上的抓握机构5-3和右 手爪9上的抓握机构5-3在抓握桁架杆12的过程中力的控制提供力和力矩的反 馈信息，从而进行抓握的力位混合控制；两个力矩传感器11分别为左手爪5上 的轮式移动机构5-4和右手爪9上的轮式移动机构5-4在地面上步行及轮式移动 控制时提供力和力矩的反馈信息，从而进行步行和轮式移动的稳定控制。两个 第一视觉传感器3的图像信息经计算机4处理后用来控制双臂手移动机器人在 完成攀爬过程中的抓握对象、抓握位置、力控制和移动控制。左手爪5和右手 爪9为高刚度和多感知机能的开合手爪。
本发明的双臂手移动机器人在空间桁架上攀爬的工作过程见图15，当双 臂手中的右手爪9抓牢桁架杆13后成为固定爪，支撑整臂并在所述集成化控制 系统控制下各臂关节回转将左臂6、中部平台7、右臂8和左手爪5移向作为抓 握目标的桁架杆13'，抓牢后左手爪5成为固定爪，将原来的固定爪9从桁架 杆13上松开成为游爪，并在所述集成化控制系统控制下移向新的抓握目标桁架 杆，如此在桁架内连续移动下去直至完成作业。本发明的双臂手移动机器人在 地面上步行移动时，左手爪5上的抓握机构5-3和右手爪9上的抓握机构5-3 作为脚使用，见图13和图14;脚外侧的轮式移动机构5-4可以实现机器人的轮 式移动功能，轮式移动时，作为脚使用的抓握机构5-3抬离地面，见图ll和图12。
具体实施方式
二结合图4和图6说明本实施方式，本实施方式的抓握机
构5-3由定爪5國3-l、动爪5-3-2、螺杆5-3-3、第一螺母5-3-4、挡板5-3-5、从 动齿轮5-3-6、主动齿轮5-3-7、第一减速器5-3-8、第六电机5-3-9、超声测距传 感器5-3-ll、小视觉传感器5-3-12和爪内侧接触力传感器5-3-13组成，螺杆5-3-3 的两端分别通过轴承设置在定爪5-3-1和挡板5-3-5中，第一螺母5-3-4与动爪 5-3-2上的孔压配固接且一同套装在螺杆5-3-3上，第一螺母5-3-4和动爪5-3-2 在螺杆5-3-3上移动，从动齿轮5-3-6套装在外露于定爪5-3-1外的螺杆5-3-3 上，从动齿轮5-3-6与主动齿轮5-3-7啮合，主动齿轮5-3-7套装在第一减速器 5-3-8的输出端上，第一减速器5-3-8与第六电机5-3-9连接，第一减速器5-3-8 固装在定爪5-3-1的下端面上，定爪5-3-1相对于动爪5-3-2的端面上设有定爪 握槽5-3-1-1，动爪5-3-2相对于定爪5-3-1的端面上设有动爪握槽5-3-2-1，爪 内侧接触力传感器5-3-13设置在动爪握槽5-3-2-1所在的底平面内，小视觉传感 器5-3-12设置在动爪握槽5-3-2-1所在底平面的外侧面上，超声测距传感器 5-3-11设置在动爪5-3-2外侧的立面内。第六电机5-3-9为带光电编码器的驱动 电机。在移动过程中，超声测距传感器5-3-11和小视觉传感器5-3-12用来测 量、计算抓握对象的距离。实现抓握的工作过程启动第六电机5-3-9通过第一 减速器5-3-8驱动主动齿轮5-3-7转动，主动齿轮5-3-7带动从动齿轮5-3-6转动， 从动齿轮5-3-6带动螺杆5-3-3转动，第一螺母5-3-4带动动爪5-3-2沿着螺杆 5-3-3作直线移动，从而实现了定爪5-3-1与动爪5-3-2抓握和松开桁架12上的 桁架杆13 (见图10中角钢形桁架杆、图15中矩形桁架杆)的开合动作。
具体实施方式
三结合图4、图5和图7说明本实施方式，本实施方式的轮 式移动机构5-4由支板5-4-1、第一轴5-4-2、主齿轮5-4-3、副齿轮5-4-4、主 动带轮5-4-5、被动带轮5-4-6、第二减速器5-4-7、第七电机5-4-8、第一同步 带5_4-9、螺杆轴5-4-10、第一支撑板5-4-ll、第二支撑板5-4-12、第三轴5-4-13、 轮座5—4-14、连杆5-4-15、传动轴5-4-16、第八电机5-4-17、主带轮5-4-18、 第二同步带5-4-19、副带轮5-4-20、支轴5-4-21、两个行走轮5-4-23、第三减 速器5-4-24、第二螺母5-4-25和轴套5-4-26组成，第一轴5-4-2通过轴承设置 在支板5-4-1中，副齿轮5-4-4和主动带轮5-4-5套装在第一轴5-4-2上，副齿 轮5_4-4与主齿轮5-4-3啮合，主齿轮5-4-3套装在第二减速器5-4-7上，第二减速器5-4-7与第七电机5-4-8连接，第二减速器5-4-7固装在支板5-4-1上， 主动带轮5-4-5通过第一同步带带5-4-9与被动带轮5-4-6相连，被动带轮5-4-6 套装在螺杆轴5-4-10上，螺杆轴5-4-10.的一端通过轴承设置在支板5-4-1中， 螺杆轴5-4-10的另一端通过轴承设置在第一支撑板5-4-11中，第一支撑板 5-4-11和第二支撑板5-4-12固装在定爪5-3-1的上端面上，第三轴5-4-13的一 端设置在第二支撑板5-4-12中，第三轴5-4-13的另一端设置在支板5-4-1中， 轮座5-4-14分别通过第二螺母5-4-25和轴套5-4-26套装在螺杆轴5-4-10和第 三轴5-4-13上，连杆5-4-15的一端与轮座5-4-14的外侧端面固接，与第八电 机5-4-17连接的第三减速器5-4-24的输出端设置在连杆5-4-15另一端的内孔 中，传动轴5-4-16的输入端与第三减速器5-4-24的输出端连接，传动轴5-4-16 的输出端上装有主带轮5-4-18，主带轮5-4-18通过第二同步带5-4-19与副带轮 5-4-20连接，畐ij带轮5-4-20固装在支轴5-4-21的一端上，支轴5-4-21通过轴 承装在轮座5-4-14内，两个行走轮5-4-23分别固装在支轴5-4-21的两端，支 板5-4-1通过连接件固装在定爪5-3-1的上端面上。第七电机5-4-8和第八电机 5-4-17均为带光电编码器的驱动电机。轮式移动机构5-4可以单手爪行走轮
5- 4-23着地实现轮式移动，也可以左手爪5和右手爪9上的行走轮5-4-23同时 着地实现轮式移动。轮式移动的实现见图7和图11，当左手爪5着地支撑双 臂手的状态下，左臂6和右臂8上的第一电机6-4、第二电机6-5、第三电机
6- 6、第四电机6-7和第五电机6-8在控制器2的控制下驱动第一十字关节6-1 和第二十字关节6-2回转协调动作将右手爪9放置在地面上，右手爪9端面着 地；左手爪5和右手爪9上的轮式移动机构在控制器2控制下驱动第七电机 5-4-8，经第二减速器5-4-7—主齿轮5-4-3—副齿轮5-4-4—主动带轮5-4-5—第 一同步带5-4-9—从动带轮5-4-6带动螺杆轴5-4-10回转，使套装在螺杆轴 5-4-10上的第二螺母5-4-25移动，放下轮座5-4-14上的两个行走轮5-4-23并 着地，这时左手爪5和右手爪9同时抬离地面，此时双臂手机器人完全由左手 爪5、右手爪9上的行走轮5-4-23支撑，完成了由脚式支撑到轮式移动的转换; 在控制器2的轮式移动控制指令下，第八电机5-4-17回转，带动主带轮5-4-18 —第二同步带5-4-19—副带轮5-4-20，驱动两个行走轮5-4-23转动，带动双臂 手机器人移动，从而实现了左手爪5、右手爪9上的行走轮5-4-23同时着地的 轮式移动；在双臂手移动机器人左手爪5着地支撑双臂手的状态下，左臂6、 中部平台7、右臂8上的第一电机6-4、第二电机6-5、第三电机6-6、第四电 机6-7和第五电机6-8在控制器2的控制下驱动第一十字关节6-1和第二十字关节6-2回转协调动作将右手爪9、右臂8、中部平台7下放以降低重心，但 右手爪9处于空中不放在地面上，按上述的轮式移动过程将左手爪5的行走轮 5-4-23降下接触地面，抓握机构5-3抬离地面，见图12状态，该过程中通过控 制器2、左手爪5与左臂6间的力矩传感器1.1可控制双臂手机器人保持动态平 衡，轮式移动机构5-4可以实现单手爪行走轮5-4-23着地的轮式移动。
具体实施方式
四结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式与具体实 施方式二不同的是它还增加有两个对爪5-3-10，所述动爪5-3-2上的动爪握槽 5-3-2-1的底平面上设有动爪燕尾槽5-3-2-2，所述定爪5-3-1上的定爪握槽 5-3-1-1与动爪握槽5-3-2-1相对的平面上设有定爪燕尾槽5-3-1-2，每个对爪 5-3-10 —侧端面上设有凹槽5-3-10-1，每个对爪5-3-10另一侧端面上设有燕尾 5-3-10-2，两个对爪5-3-10相对设置在动爪燕尾槽5-3-2-2和定爪燕尾槽5-3-1-2 中。这样设计使得左手爪5和右手爪9适应抓握不同断面形状的桁架，如圆形 桁架杆n。其它组成及连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
五结合图9说明本实施方式，本实施方式的凹槽5-3-10-1 为半圆形凹槽或矩形凹槽。这样设计以适应抓握不同断面形状和尺寸桁架杆。
具体实施方式
六结合图6和图10说明本实施方式，本实施方式的定爪 5-3-1上定爪握槽5-3-1-1的入口处设有定爪坡口 5-3-1-3，动爪5-3-2上动爪握 槽5-3-2-1的入口处设有动爪坡口 5-3-2-3 。这样设计使得定爪5-3-1和动爪5-3画2 在抓握桁架杆12或角钢17时更容易抓握。
具体实施方式
七结合图16说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
二不同的是它还增加有接管14和按照具体实施方式
一组装的第二双臂手移动机 器人16，接管14的一端与由具体实施方式
一组装的第一双臂手移动机器人15 上的连接盘7-2连接，接管14的另一端与第二双臂手移动机器人16上的连接 盘7-2连接。这样设计使得双臂手移动机器人联成四臂手移动机器人后即为四 足移动机器人，移动能力、负载能力、攀爬能力都比双臂手移动机器人有进一 步提咼o
具体实施方式
八结合图17说明本实施方式，本实施方式与
具体实施例方式
七不同的是它还横向增加有第二左手爪5、第二左臂6、第二右臂8和第二右手 爪9，第二左臂6上的接口端6-1-1与第二双臂手移动机器人16前端的连接盘 7-2连接，第二左臂6的另一端与第二左手爪5连接，第二右臂8上的接口端6-1-1与第一双臂手移动机器人15后端的连接盘7-2连接，第二右臂8的另一端 与第二右手爪9连接。这样设计使得双臂手移动机器人联成六臂手移动机器人 后即为六足移动机器人，移动能力、负载能力、攀爬能力都比四臂手移动机器 人有更大提高。依此类推，本发明还可联成八臂以上多臂手移动机器人。多臂 手移动机器人可以解决双臂手移动机器人地面移动且搭载负载情况下负载能力 不足、大型空间桁架结构内移动时双臂手臂短、单个手爪抓握能力有限、操作 能力有限等问题。
具体实施方式
九结合图13、图14说明本实施方式。双臂手移动机器人左 手爪5着地支撑双臂手的状态下作为着地脚用，左臂6、右臂8上的第一电机 6_4、第二电机6-5、第三电机6-6、第四电机6-7和第五电机6-8在控制器2的 控制下驱动第一十字关节6-1和第二十字关节6-2回转协调动作将右手爪9放置 在地面上，右手爪9与爪座5-2相对的外侧端面着地，呈图14所示的左手爪5 和右手爪9着地即双脚着地状态。左臂6和右臂8上的第一电机6-4、第二电机 6-5、第三电机6-6、第四电机6-7和第五电机6-8在控制器2的控制下驱动第一 十字关节6-1和第二十字关节6-2回转协调动作进行自运动将双臂手重心移向前 脚(即右手爪9)，然后继续控制第一电机6-4、第二电机6-5、第三电机6-6、 第四电机6-7和第五电机6-8将左手爪5抬离地面成为游动爪并举起呈图13状 态，不同的是着地的支撑脚换为右手爪9，双臂手上方的左手爪5在空中成为游 动爪，重复由图13至图14的上述过程将左手爪5放置地面上成为图14的双脚 着地状态，上述脚式步行移动过程中，双臂手在上半空间内进行支撑相与游脚 相交替实现了一个移动步，重复上述过程实现在地面上的连续脚式步行移动。 其步行特征是上半空间内进行支撑相与游脚相交替以实现步行，不同于目前的 仿人双足步行机器人在下半空间内进行支撑相与游脚相交替实现的步行方式。
权利要求
1、一种地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人，它包括左臂(6)、中部平台(7)、右臂(8)和电源(10)，中部平台(7)由台板(7-1)和四个连接盘(7-2)组成，台板(7-1)的四个侧端面上分别设有一个连接盘(7-2)，左臂(6)和右臂(8)均由第一十字关节(6-1)、第二十字关节(6-2)、臂(6-3)、第一电机(6-4)、第二电机(6-5)、第三电机(6-6)、第四电机(6-7)和第五电机(6-8)组成，臂(6-3)的一端与第一十字关节(6-1)上的左接口(6-1-2)连接，臂(6-3)的另一端与第二十字关节(6-2)上的右接口(6-2-1)连接，第一电机(6-4)设置在第一十字关节(6-1)上的右侧筒内，第二电机(6-5)设置在第二十字关节(6-2)上的左侧筒内，第三电机(6-6)设置在臂(6-3)中，第四电机(6-7)设置在第二十字关节(6-2)右侧筒的下部，第五电机(6-8)设置在第一十字关节(6-1)左侧筒的下部，第四电机(6-7)和第五电机(6-8)分别通过同步带传动与第一十字关节(6-1)和第二十字关节(6-2)上的横筒输入端连接，左臂(6)和右臂(8)对称通过中部平台(7)左右端的连接盘(7-2)对称固接在中部平台(7)的左右端上，电源(10)设置在台板(7-1)上，其特征在于它还包括转换器(1)、控制器(2)、两个第一视觉传感器(3)、计算机(4)、左手爪(5)、右手爪(9)和两个力矩传感器(11)，控制器(2)设置在台板(7-1)上，转换器(1)设置在控制器(2)上，两个第一视觉传感器(3)对称设置在台板(7-1)的上端面上且靠近外侧，计算机(4)设置在台板(7-1)的下端面上，左手爪(5)和右手爪(9)均由连接法兰(5-1)、爪座(5-2)、抓握机构(5-3)和轮式移动机构(5-4)组成，连接法兰(5-1)设置在爪座(5-2)的里侧面上，抓握机构(5-3)设置在爪座(5-2)的外侧面上，轮式移动机构(5-4)设置在抓握机构(5-3)的上面，左手爪(5)上的连接法兰(5-1)通过力矩传感器(11)与左臂(6)的左端连接，右手爪(9)上的连接法兰(5-1)通过力矩传感器(11)与右臂(8)的右端连接，左手爪(5)与右手爪(9)对称设置。
2、 根据权利要求1所述的地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人， 其特征在于所述抓握机构(5-3)由定爪(5-3-1)、动爪(5-3-2)、螺杆(5-3-3)、 第一螺母(5-3-4)、挡板(5-3-5)、从动齿轮(5-3-6)、主动齿轮(5-3-7)、第一 减速器(5-3-8)、第六电机(5-3-9)、超声测距传感器(5-3-11)、小视觉传感器(5-3-12)和爪内侧接触力传感器(5-3-13)组成，螺杆(5-3-3)的两端分别设置在定爪(5-3-1)和挡板(5-3-5)中，第一螺母(5-3-4)与动爪(5-3-2)上的 孔压配固接且一同套装在螺杆(5-3-3)上，从动齿轮(5-3-6)套装在外露于定 爪(5-3-1)外的螺杆(5-3-3)上，从动齿轮(5-3-6)与主动齿轮(5-3-7)啮合， 主动齿轮(5隱3誦7)套装在第一减速器(5-3-8)的输出端上，第一减速器(5-3-8) 与第六电机(5-3-9)连接，第一减速器(5-3-8)固装在定爪(5-3-1)的下端面 上，定爪(5-3-1 )相对于动爪(5-3-2的端面上设有定爪握槽(5-3-l-l，动爪(5-3-2 相对于定爪(5-3-1)的端面上设有动爪握槽(5-3-2-1)，爪内侧接触力传感器(5-3-13)设置在动爪握槽(5-3-2-1)所在的底平面内，小视觉传感器(5-3-12) 设置在动爪握槽(5-3-2-1)所在底平面的外侧面上，超声测距传感器(5-3-11) 设置在动爪(5-3-2)外侧的立面内。
3、根据权利要求2所述的地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人， 其特征在于所述轮式移动机构(5-4)由支板(5-4-1)、第一轴(5-4-2)、主齿 轮(5-4-3)、副齿轮(5-4-4)、主动带轮(5-4-5)、被动带轮(5-4-6)、第二减速 器(5-4-7)、第七电机(5-4-8)、第一同歩带(5-4-9)、螺杆轴(5-4-10)、第一 支撑板(5-4-11)、第二支撑板(5-4-12)、第三轴(5-4-13)、轮座(5-4-14)、连 杆(5-4-15)、传动轴(5-4-16)、第八电机(5-4-17)、主带轮(5-4-18)、第二同 步带(5-4-19)、副带轮(5-4-20)、支轴(5-4-21)、两个行走轮(5-4-23)、第三 减速器(5-4-24)、第二螺母(5-4-25)和轴套(5-4-26)组成，第一轴(5-4-2) 设置在支板(5-4-1)中，副齿轮(5-4-4)和主动带轮(5-4-5)套装在第一轴(5-4-2) 上，副齿轮(5-4-4)与主齿轮(5-4-3)啮合，主齿轮(5-4-3)套装在第二减速 器(5_4-7)上，第二减速器(5-4-7)与第七电机(5-4-8)连接，第二减速器(5-4-7) 固装在支板(5-4-1)上，主动带轮(5-4-5)通过第一同歩带带(5-4-9)与被动 带轮(5-4-6)相连，被动带轮(5-4-6)套装在螺杆轴(5-4-10)上，螺杆轴(5-4-10) 的一端设置在支板(5-4-1)中，螺杆轴(5-4-10)的另一端设置在第一支撑板(5-4-11)中，第三轴(5-4-13)的一端设置在第二支撑板(5-4-12)中，第三 轴(5-4-13)的另一端设置在支板(5-4-1)中，轮座(5-4-14)分别通过第二螺 母(5-4-25)和轴套(5-4-26)套装在螺杆轴(5-4-10)和第三轴(5-4-13)上， 连杆(5-4-15)的一端与轮座(5-4-14)的外侧端面固接，与第八电机(5-4-17) 连接的第三减速器(5-4-24)的输出端设置在连杆(5-4-15)另一端的内孔中， 传动轴(5-4-16)的输入端与第三减速器(5-4-24)的输出端连接，传动轴(5-4-16)的输出端上装有主带轮(5-4-18)，主带轮(5-4-18)通过第二同步带(5-4-19) 与副带轮(5-4-20)连接，副带轮(5-4-20)固装在支轴(5-4-21)的一端上， 支轴(5-4-21)装在轮座(5-4-14)内，两个行走轮(5-4-23)分别固装在支轴 (5-4-21)的两端。
4、 根据权利要求2所述的地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人， 其特征在于它还含有两个对爪(5-3-10)，所述动爪(5-3-2)上的动爪握槽(5-3-2-1)的底平面上设有动爪燕尾槽(5-3-2-2)，所述定爪(5-3-1)上的定爪 握槽(5-3-1-1)与动爪握槽(5-3-2-1)相对的平面上设有定爪燕尾槽(5-3-1-2)， 每个对爪(5-3-10) 一侧端面上设有凹槽(5-3-10-1)，每个对爪(5-3-10)另一 侧端面上设有燕尾(5-3-10-2)，两个对爪(5-3-10)分别设置在动爪燕尾槽(5-3-2-2)和定爪燕尾槽(5-3-1-2)中。
5、 根据权利要求4所述的地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人， 其特征在于所述凹槽(5-3-10-1)为半圆形凹槽或矩形凹槽。
6、 根据权利要求5所述的地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人， 其特征在于定爪(5-3-l)上定爪握槽(5-3-l-l)的入口处设有定爪坡口(5-3-l-3)， 动爪(5-3-2)上动爪握槽(5-3-2-1)的入口处设有动爪坡口 (5-3-2-3)。
全文摘要
地面移动及空间桁架攀爬两用双臂手移动机器人，它涉及一种移动机器人。本发明为解决现有移动机器人不具备通过手或脚部去抓握抓牢桁架杆的能力，不能完成空间桁架内移动的问题。转换器和控制器设置在台板上，两个第一视觉传感器对称设置在台板的上端面上，计算机设置在台板下面，抓握机构设置在爪座的外侧面上，轮式移动机构设置在抓握机构的上面，左手爪上的连接法兰通过力矩传感器与左臂的左端连接，右手爪上的连接法兰通过力矩传感器与右臂的右端连接，左手爪与右手爪对称设置。本发明在左手爪和右手爪上设计了抓握机构和轮式移动机构，使本发明不仅能在空间桁架内灵活移动且能抓握不同断面形状和大小的桁架杆，还能以较小的能耗在地面上移动。
文档编号B25J11/00GK101434268SQ20081020977
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者吴伟国, 风 梁 申请人:哈尔滨工业大学