[0029] 下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0030] 图1示出了根据本发明的一个实施例的一种仿生足组件的结构示意图，如图1所示，根据本发明的一种仿生足组件，包括：仿生足组件1设有依次连接的基节驱动机构、基节12转子机构、腿骨机构、胫骨机构和足部机构24，基节12转子机构、腿骨机构、胫骨机构和足部机构24依次连接，基节12转子机构与腿骨机构之间设有腿肌腱机构，腿肌腱机构驱动腿骨机构带动胫骨机构和足部机构24同时抬起或下落，胫肌腱机构驱动胫骨机构和足部机构
24同时沿所机身主体2的侧向伸出或收回；
[0031] 基节驱动机构设于与仿生足组件1搭接的外部机身上，基节驱动机构与基节转子机构连接，基节驱动机构基节驱动机构与基节12转子机构连接，基节驱动机构驱动基节12转子机构旋转并带动腿骨机构以基节12转子机构为轴心且同时顺时针或逆时针摆动，从而带动胫骨机构和足部机构24同时向前方或后方移动。
[0032] 基节驱动机构具体地，仿生足组件1具有基节转子机构、腿骨机构、胫骨机构、足部机构24、腿肌腱机构、胫肌腱机构的仿生学结构，仿生足组件1在腿肌腱机构、胫肌腱机构以及基节驱动机构构成的传动结构带动下能够实现类似昆虫腿部的抬起、下落、侧向伸出和收回以及横向前后摆动的动作，从而实现在仿生足组件1带动机身主体2运动时，仿生足组件能够实现类似昆虫爬行的轻柔动作，实现噪音小、重量轻、小型化且能够适用于多种特殊环境的作业。
[0033] 本实施例中，基节转子机构包括基节12、基节齿轮11、基节转轴13和基节支架15，基节齿轮11、基节转轴13和基节支架15分别与基节12固定连接，基节齿轮11与基节转轴13同轴，基节12与基节齿轮11相对的一端设有基节铰接轴25。
[0034] 本实施例中，基节支架15的上端设有第一铰接杆15a，基节支架15的下端设有第二铰接杆15b，基节12设置于第一铰接杆15a和第二铰接杆15b之间；基节转轴13沿竖直方向贯穿基节12，基节转轴13的上端设有第一轴承14a，基节转轴13的下端设有第二轴承14b。
[0035] 具体地，参考图1，基节12固定于基节支架15的中央，基节支架15为垂直于机身主体2的矩形框架结构，基节支架15的上下两端分别设有第一铰接杆15a和第二铰接杆15b，基节12主体朝向机身主体2的一侧设有基节齿轮11，基节齿轮11与基节12主体固定连接，与基节齿轮11相对的另一侧设有与腿节支架22连接的基节铰接轴25，基节转轴13沿竖直方向贯穿基节12，基节转轴13的上端和下端分别设有第一轴承14a和第二轴承14b，基节转轴13和基节齿轮11同轴，第一轴承14a与第二轴承14b用于基节12与机身主体2的连接。本发明的其他实施例中基节支架15的形状和结构也可以为其他形式，此处不再赘述。
[0036] 本实施例中，胫骨机构包括纵向设置的胫节支架23，胫节支架23设有胫节转轴21、第三铰接杆23a和第四铰接杆23b，第三铰接杆23a设于胫节转轴21的上方，第四铰接杆23b设于胫节转轴21的下方，足部机构24设于胫节支架23的底端。
[0037] 具体地，参考图1，胫节支架23为纵向设置的矩形框架结构，胫节支架23的中上部设有一胫节转轴21，胫节转轴21的上方设有第三铰接杆23a，胫节转轴21的下方设有第四铰接杆23b，足部机构24位于胫节支架23的底端。本实施例中的第三铰接杆23a和第四铰接杆23b分别为两个，当伸胫气动肌腱19或缩胫气动肌腱20与不同的第三铰接杆23a或第四铰接杆23b连接时，将实现不同的横向移动距离，便于调整横向迈步距离，在本发明的其他实施例中，第三铰接杆23a、第四铰接杆23b的个数也可以为一个或两个以上，本领域技术人员可以根据实际情况具体设置，此处不再赘述。本实施例中的足部机构24为吸盘，吸盘通过万向节固定于胫节支架23的底部，本发明的其他实施例中，足部机构24也可以为其他形式，以适应与不同的墙面，本领域技术人员可以根据实际需求选择适合的足部机构24类型，此处不再赘述。
[0038] 本实施例中，腿骨机构包括横向设置的腿节支架22，腿节支架22的一端与基节12铰接，腿节支架22的另一端与胫节转轴21连接，腿节支架22的一端设有腿节转轴16a，腿节支架22的另一端设有第五铰接杆16b。
[0039] 具体地，参考图1，横向设置的腿节支架22为矩形框架结构，腿节支架22的一端通过基节12上的铰接轴与基节12铰接，并且腿节支架22靠近基节12的部位设有腿节转轴16a，腿节支架22的另一端与胫节转轴21连接，腿节支架22靠近胫节转轴21部位设有第五铰接杆16b，本实施例中，腿节支架22中间部位还设有两个加固横杆以加强腿节支架22的整体强度。
[0040] 本实施例中，参考图1，腿肌腱机构包括抬腿气动肌腱17和压腿气动肌腱18，抬腿气动肌腱17的两端分别与第一铰接杆15a和第五铰接杆16b铰接，压腿气动肌腱18的两端分别与第二铰接杆15b和第五铰接杆16b铰接。
[0041] 具体地，腿肌腱机构包括一个抬腿气动肌腱17和一个压腿气动肌腱18，抬腿气动肌腱17收缩能够拉动腿节支架22绕基节12的铰接轴向上旋转，进而带动胫节支架23和足部机构24向上抬起，模仿昆虫腿部的抬起动作，对应的，压腿气动肌腱18收缩能够拉动腿节支架22绕基节12的铰接轴向下旋转，进而带动胫节支架23和足部机构24向下运动并将足部机构24下落至爬行的壁面进行吸附，模仿昆虫腿部的下落动作，从而完成爬壁过程中腿节支架22的抬起功能和下落功能。
[0042] 本实施例中，胫肌腱机构包括伸胫气动肌腱19和缩胫气动肌腱20，伸胫气动肌腱19的一端与腿节转轴16a连接，伸胫气动肌腱19的另一端与第三铰接杆23a铰接，缩胫气动肌腱20的一端与腿节转轴16a连接，缩胫气动肌腱20的另一端与第四铰接杆23b铰接。
[0043] 具体地，胫肌腱机构包括一个伸胫气动肌腱19和一个缩胫气动肌腱20，当仿生足组件1执行上述抬起动作后，伸胫气动肌腱19收缩能够拉动胫节支架23绕胫节转轴21转动，胫节支架23的上端被伸胫气动肌腱19拉动向机身主体2内侧运动，从而使胫节支架23下端和足部机构24向外侧运动，此时仿生足组件1执行上述的下落动作，实现模仿昆虫腿部向外侧伸出的功能；相应的，当仿生足组件1执行上述抬起动作后，缩胫气动肌腱20收缩能够拉动胫节支架23绕胫节转轴21转动，胫节支架23的下端被缩胫气动肌腱20拉动向内侧运动，从而使胫节支架23下端和足部机构24内侧运动，此时仿生足组件1执行上述的下落动作，实现模仿昆虫腿部横向内侧收缩的功能。
[0044] 图2示出了根据本发明的一个实施例的一种应用仿生足组件的爬壁机器人的整体示意图，图3示出了根据本发明的一个实施例的一种爬壁机器人的机身主体示意图，图4示出了根据本发明的一个实施例的一种爬壁机器人的机身主体拆除机身上板的示意图，如图2至图4所示，一种爬壁机器人包括：机身主体2和四个仿生足组件1，四个仿生足组件1两两对称的设置于机身主体2的两侧；，机身主体2包括固定连接的机身上板3和机身下板4，基节驱动机构包括设于机身下板4下方的旋转气缸8和设于机身下板4与机身上板3之间的气缸齿轮9，旋转气缸8的旋转轴从机身下板4的下表面贯穿机身下板4的上表面并与气缸齿轮9固定连接，气缸齿轮9与基节齿轮11啮合。本实施例中的足部机构为吸盘，吸盘通过万向节连接于胫节支架的底部。
[0045] 参考图3和图4，机身上板3和机身下板4通过六个支撑柱6固定连接并在机身上板3和机身下板4之间形成容纳空间，四个旋转气缸8两两相对的设置在机身下板4的两侧，基节驱动机构的旋气缸设置在及机身下板4的下方并与机身下板4固定连接，旋转气缸8的旋转轴与机身上板3上方的气缸齿轮9固定连接，参考图2，气缸齿轮9与仿生足组件1基节齿轮11啮合，气缸齿轮9能够沿平行于机身下板4表面方向旋转，从而通过旋转气缸8能够驱动基节12带动整个仿生足组件1向机身主体2的前方和后方摆动，当仿生足组件1执行上述抬起胫节支架23的动作后，旋转气缸8通过气缸齿轮9驱动基节12上的基节齿轮11旋转，从而使仿生足组件1向机身前方或后方横向摆动，然后配合上述的下落动作，使仿生足组件1上的足部机构24吸附在墙面，之后再通过旋转气缸8反向驱动仿生足组件1从而能够带动机身主体
2向前后向后移动。本实施例中，机身上板3两侧设有四个两两相对的第一轴承14a安装孔
5a，机身下板4两侧设有四个两两相对的第二轴承14b安装孔5b，第一轴承14a安装孔5a与第一轴承14a固定连接，第二轴承14b安装孔5b与第二轴承14b固定连接。参考图3，机身上板3两侧设有四个两两相对的第一轴承14a安装孔5a，机身下板4两侧设有四个和第一轴承14a安装孔5a相对的四个第二轴承14b安装孔5b，一个第一轴承14a安装孔5a和一个相对的第二轴承14b安装孔5b分别与一个基节12上的第一轴承14a和第二轴承14b固定连接，能够实现仿生足组件1的横向摆动。
[0046] 本实施例中，还包括气动控制器10，仿生足组件1上的腿气动肌腱、压腿气动肌腱18、伸胫气动肌腱19、缩胫气动肌腱20、足部机构24以及旋转气缸8分别与气动控制器10连接。
[0047] 具体地，参考图2至图4，气动控制器10设置于机身上板3与机身下板4之间，本实施例的爬壁机器人中包括了四个气动控制器10，每个旋转气缸8附近设有一个气动控制器10，每个气动控制器10通过软管与对应的一个旋转气缸8、对应的一个仿生足组件1上的抬腿气动肌腱17、压腿气动肌腱18、伸胫气动肌腱19、缩胫气动肌腱20、足部机构24连接，通过不同的气压输入控制实现相应的仿生动作。其中气动肌腱是一种拉伸驱动器，能够模仿自然肌腱的运动，其具有初始力比同缸径的传统气缸大、重载动态特性好、无移动机械部件、慢速移动时无跳动和爬行现象、无需使用位移传感器、密封良好、结构坚固、适用于充满粉尘和污脏的环境等优点，气动肌腱为现有技术，其技术原理此处不再赘述。气动控制器10为现有技术，其对气缸的控制原理此处不再赘述。同时，足部机构24为吸盘，气动控制器10通过软管吸盘连接，当吸盘接触壁面后，气动控制器10通过不同的气压控制(吸气或充气)实现吸盘对壁面的吸附以及分离功能。本实施例的爬壁机器人中，还包括万向轮组件7，参考图1和图3，万向轮组件7能起到支撑作用，防止机身主体2在四个仿生足组件1进行爬壁动作时贴近壁面或者倾覆，保持机身主体2在移动过程中的平稳性。需要注意的是，万向轮组件7应位于爬壁机器人在壁面爬行时向下的一端，例如爬壁机器人竖直壁面爬行时，为防止仿生足组件倾覆，应将万向轮组件7设置于机身主体2的后端(即朝向地面的一端)。
[0048] 进一步的，如图1所示，本实施例中的腿节支架22、胫节支架23、以及基节支架15均采用镂空设计，以此减轻整个仿生足组件的重量，以实现轻量化的效果。
[0049] 本实施例中仿生足组件应用在在四足爬壁机器人中，仿生足组件1主要通过足部机构24末端的吸盘吸附于壁面上，通过控制仿生足组件1组件产生横摆、腿节支架22的抬起或下落、胫节支架23的伸展或收缩来实现壁面上的行走移动。
[0050] 应用仿生足组件1的爬壁机器人能够实现类似动物爬行的轻柔动作，实现噪音小、重量轻、小型化且能够适用于多种壁面作业。
[0051] 需要说明的是，本发明的仿生足组件同样适用于非四足机器人，例如六足或八足等机器人。当应用于爬壁机器人以外的其他类型的机器人时，可以将本方案中的吸盘式足部机构替换成其它形式的足部机构，以适用于不同的爬行作业面，本领域技术人员容易实现此处不再赘述。
[0052] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
