可夹持管状构件的步行机器人腿部结构

这款步行机器人腿部结构可适配巡检、管廊作业类移动机器人的行走端设计，核心功能是在非结构化的管廊、桁架排布场景中，既能完成常规的步行动作切换，也可通过自带的夹持结构抱紧圆形管状构件，实现沿管线的攀爬移动或临时驻停固定。从结构布局来看，整套腿部以平行排布的长圆形管作为主体支撑骨架，所有传动、铰接部件均沿管身轴向集成安装，没有额外向外突出的冗余结构，能有效缩小腿部在摆动过程中的回转半径，避免在狭窄管廊空间内与周边管线、支架发生运动干涉。驱动端采用集成式减速电机直连齿轮传动组，传动齿轮组采用闭式啮合布局，齿轮啮合间隙控制在0.1mm以内，可保证关节摆动的传动精度，减少往复行走过程中的回差，同时齿轮外侧设置有一体式防护壳，能阻挡作业环境中的粉尘、凝露进入啮合面，降低户外或潮湿管廊场景下的部件磨损概率。夹持机构与腿部摆动关节采用同轴铰接设计，夹持动作通过曲柄滑块结构传递动力，夹爪内侧设置有适配圆管外径的弧形贴合面，抱紧时接触面积可达到管外壁周长的三分之一，配合防滑衬层可提供足够的静摩擦力，保证机器人在倾斜甚至垂直布置的管线上移动时不会出现打滑脱落的问题。设计过程中优先考虑了安装边界的适配性，整套腿部结构的横向最大宽度不超过支撑管直径的2.2倍，轴向安装长度可根据机器人的步幅需求调整支撑管的截取长度，铰接关节处的连接法兰采用标准孔位布局，可直接与市面上主流的小型伺服驱动单元匹配安装，不需要额外设计转接件。在关节铰接位置均采用自润滑衬套配合销轴的连接方式，不需要定期加注润滑脂即可满足长时间往复摆动的耐磨需求，适合长期无人值守的巡检作业场景。腿部的摆动角度范围通过机械硬限位与电气限位双重限定，可避免关节过转导致的传动部件损坏，同时夹持机构的抱紧力可通过驱动端的电流阈值进行调节，适配不同壁厚、不同材质的管状构件，防止加持力过大造成管线变形或力值不足导致固定失效。整套结构的受力路径经过优化，行走过程中机身的载荷通过支撑管直接传递到铰接关节与夹持机构，传动齿轮组仅承担动作传递的扭矩，不承受机身的径向载荷，可大幅延长传动部件的使用寿命，降低后期运维的部件更换频率。