CN102514646A - 机器蛇绳的摩擦驱动装置及其机器蛇绳 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种机器蛇绳的摩擦驱动装置及其机器蛇绳，所述摩擦驱动装置安装在机器蛇骨架内部，所述驱动装置包括前后两个电机、前后两个多槽带轮、电机固定支架，电机及电机固定支架安装在所述机器蛇骨架内部，前后多槽带轮固定在相应电机的电机轴上，当电机转动时，由于张紧力和摩擦力的作用，缠绕在驱动装置和机器蛇骨架上的绳会运动，从而带动机器蛇整体的运动。本发明机器蛇绳的摩擦驱动装置，结构简单，体积小，能防止缠绕，自动调节绳的松紧度，可给机器蛇提供足够大的驱动力，使得其具有运动能力强、实用性强、通过能力强、速度快的特点。

Description

机器蛇绳的摩擦驱动装置及其机器蛇绳

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别涉及一种机器蛇绳的摩擦驱动装置及其机器蛇绳。

背景技术

自然界中，生物蛇遍布于整个地球，经过上亿年的进化，其具备的多种运动形式及生理特点使它能够适应广泛的地理和自然环境，使得蛇成为越障能力最强的动物之一，因而各种模仿蛇运动的机器蛇成为人们研究的热点，也有着丰硕的成果。目前的机器蛇主要是以模仿蛇形机构的运动原理以及它的多种运动模式为主，具体是通过改变各个关节之间相对运动角度来使蛇体模仿蛇的蜿蜒、蠕动、伸缩、侧向等动作方式。

其中，一种机器蛇，采用电机驱动的扭动前进的方法，受其结构限制，存在动力不足，速度慢，越障困难的缺点。另外一种机器蛇，采用小轮布置在体外，存在实际野外环境适应性较差的缺点。还有一种机器蛇，使用几条履带把机器蛇周身覆盖，虽然可以实现全身的动力，但存在结构复杂、体积大及重量大的缺点，因此此种结构的机器蛇只能适用于宽大的环境。

还有一种绳驱动机器蛇，可以通过驱动表皮的绳，来驱动身体向前运动，具有速度快、控制简单的特点。但是，由于绳的多圈缠绕，经过很多滑轮的变向与张紧，使摩擦力变得很大，仅仅通过一对摩擦轮对绳进行驱动，驱动力根本不够；并且多圈缠绕时，绳在大的张紧力与摩擦力的作用下，紧贴在驱动轮上，无法侧向滑动，会发生绳的互相缠绕问题，即当绳多圈缠绕在单槽驱动轮上时，由于绳起点和终点倾向于与绳的运动方向共线，巨大的摩擦力使绳无法在槽轮上横向移动，所以多圈绳会产生相互缠绕而卡死，使机器蛇的绳系统无法运动。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种可以为绳系统提供强大驱动力，且能防止绳缠绕，调整绳松紧的机器蛇绳的摩擦驱动装置。

本发明实施例的另一个目的是提供带有上述摩擦驱动装置的机器蛇绳。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种机器蛇绳的摩擦驱动装置，包括前后电机、前后多槽带轮及电机固定支架，所述前后电机固定在所述电机固定支架上，所述前电机的电机轴上固定有前多槽带轮，所述后电机的电机轴上固定有后多槽带轮，所述前多槽带轮和所述后多槽带轮上均设有两个以上用于绕绳的槽。

所述前多槽带轮和所述后多槽带轮上均设有4个用于绕绳的槽。

本发明提供的另一个技术方案是：一种带有所述摩擦驱动装置的机器蛇绳，所述摩擦驱动装置安装在机器蛇骨架内部，所述机器蛇骨架的一端设有两个以上能够转动的前导向轮，另一端设有两个以上能够转动的后导向轮，所述前导向轮固定在前导向轮支架上，所述后导向轮固定在所述后导向轮支架上，所述前导向轮支架固定在所述机器蛇骨架的一端，所述后导向轮支架固定在所述机器蛇骨架的另一端，所述驱动装置用于驱动绳运动；所述绳经前后多槽带轮及多组前后导向轮缠绕在所述机器蛇骨架上形成一闭合回路，所述绳能够带动所述机器蛇骨架运动。

所述绳一端经由所述后多槽带轮第一个槽绕过所述前多槽带轮的第一个槽，再由所述前多槽带轮的第一个槽倾斜角度绕到所述后多槽带轮的第二个槽，再由所述后多槽带轮的第二个槽绕到所述前多槽带轮的第二个槽，如此类推，所述绳经所述后多槽带轮第一个槽绕进，由前多槽带轮的最后一个槽绕出；

所述前多槽带轮的最后一个槽绕出的绳经过所述前导向轮，运动至所述机器蛇骨架的外壁，再经过所述后导向轮运动至所述机器蛇骨架的内部，然后与所述机器蛇骨架的轴线成倾角，再运动至下一个所述前导向轮，如此往复，所述绳的端头经过每个所述前后导向轮之后，与停留在所述后多槽带轮的绳的另一端相连。

所述绳为聚氨酯圆型无芯绳。

所述绳的两端通过高温熔合或者胶水粘结在一起。

所述前后导向轮支架通过螺钉固定在所述机器蛇骨架上。

所述绳是由多根首尾相接的绳子组成的闭合回路。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

相比现有技术，本驱动装置采用两个多槽带轮驱动，绳在大的张紧力的作用下，可以在沿着两个多槽带轮的槽多圈缠绕之后产生侧向位移，而不会产生干涉；并且当绳倾斜一定角度缠绕在多槽带轮上时形成摩擦死角，产生了自锁效应，从而绳和多槽带轮之间的相对滑动很小，使绳可以得到非常大的驱动力，如果还需要更大的驱动力，只需要在多槽带轮上多加工几个绳槽即可，方法简单实用；同时绳具有高弹性，基于分布张力的原理，在驱动起点处的绳张紧力更大，经多圈缠绕至驱动终点时绳张紧力小，使驱动力传递简单易行，并且当电机反向转动时，同样可以提供足够的动力；并且本发明的装置还可以自适应调节各个环节之间的张力。

故本发明的机器蛇绳的摩擦驱动装置，结构简单，体积小，可以解决绳驱动产生的驱动力、绳缠绕、张力调节等关键问题，可给机器蛇提供强劲驱动力，使得其具有运动能力强、实用性强、通过能力强、速度快的特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机器蛇绳的摩擦驱动装置示意图；

图2是本发明实施例提供的所述绳缠绕在所述多槽带轮上的主视图；

图3是本发明实施例提供的带有摩擦驱动装置的机器蛇绳单节结构示意图；

图4是图3去掉骨架后的立体图；

图中：1绳，2机器蛇骨架，3前导向轮，4前导向轮支架，5后导向轮，6后导向轮支架，7前电机，8后电机，9电机固定支架，10前多槽带轮，11后多槽带轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种机器蛇绳的摩擦驱动装置，包括前后电机7，8、前后多槽带轮10，11及电机固定支架9，前后电机7，8固定在电机固定支架9上，前电机7的电机轴上固定有前多槽带轮10，后电机8的电机轴上固定有后多槽带轮11，前多槽带轮10和后多槽带轮11上均设有两个以上用于绕绳的槽。

本发明的摩擦驱动装置可以为绳系统提供强大驱动力，且能防止绳缠绕，调整绳松紧度。

作为优选，前多槽带轮10和后多槽带轮11上均设有4个用于绕绳的槽。如果还需要更大的驱动力，可以在前后多槽带轮上再增加几个绳槽。

参见图3和图4，一种带有所述摩擦驱动装置的机器蛇绳，摩擦驱动装置安装在机器蛇骨架2内部，机器蛇骨架2的一端设有两个以上能够转动的前导向轮3，另一端设有两个以上能够转动的后导向轮5，前导向轮3和后导向轮5优选为各10个(图3和图4中的前后导向轮为10组)，均匀分布在机器蛇骨架2前后部的四周，前导向轮3固定在前导向轮支架4上，后导向轮5固定在后导向轮支架6上，前后导向轮支架4，6通过螺钉固定在机器蛇骨架2的前部和后部，驱动装置用于驱动绳1运动；绳1经前后多槽带轮10，11及10组前后导向轮3，5缠绕在机器蛇骨架2上形成一闭合回路，绳1能够带动机器蛇骨架2运动。

当前后电机转动时，由于张紧力和摩擦力的作用，缠绕在驱动装置和机器蛇骨架上的绳会运动，从而带动机器蛇整体的运动。本发明的机器蛇绳的摩擦驱动装置，结构简单，体积小，能防止绳缠绕，自动调节绳的松紧度，带有本发明摩擦驱动装置的机器蛇，其驱动力大具有运动能力强、实用性强、通过能力强、速度快的特点。

具体的，作为优选，绳1具有很强的弹性、韧性、耐磨性，并且容易熔接。可以由多根首尾相接的绳子组成的闭合回路。绳1优选为聚氨酯圆型无芯绳。

作为优选，绳1的运动路线为：

参见图2，绳1一端经由后多槽带轮11第一个槽绕过前多槽带轮10的第一个槽，再由前多槽带轮10的第一个槽倾斜一定的角度绕到后多槽带轮11的第二个槽，再由后多槽带轮11的第二个槽绕到前多槽带轮10的第二个槽，如此类推，绳1经后多槽带轮11第一个槽绕进，由前多槽带轮的第四个槽绕出；

参见图4，从前多槽带轮10的第四个槽绕出的绳1经过前导向轮3，运动至机器蛇骨架2的外壁(C处为机器蛇骨架2外部绳1的运动方向)，再经过后导向轮5运动至机器蛇骨架2的内部(D处为机器蛇骨架2内部绳1的运动方向)，然后与机器蛇骨架2的轴线成一定的倾角，再运动至下一个前导向轮3，如此往复，绳1的端头经过每个前后导向轮3，5之后，与停留在后多槽带轮11的绳1的另一端相连。

特别的，绳1缠绕好以后给予其一定的张紧力，然后用高温将绳1的两端熔合在一起，形成一闭合回路。也可以将绳的两端通过胶水粘结在一起。

参见图3，本发明的运动原理：当前后电机7，8转动时，带动前后多槽带轮10，11转动，从而带动绳1转动，绳1带动机器蛇骨架2的运动，缠绕在机器蛇骨架2外壁的绳1经过前后导向轮3，5变向后运动方向一致，绳1与前后导向轮3，5和多槽带轮10，11之间摩擦力很大，相对滑动很小，从而将前后电机7，8的转动转化为机器蛇骨架2的运动。绳1上的某一点由前多槽带轮10的起点A出发，经过前导向轮3，运动至机器蛇骨架2的外壁，再经过后导向轮5运动至机器蛇骨架2的内部，然后与机器蛇骨架2的轴线成一定的倾角运动至下一个前导向轮3，如此往复，绳1上的所述点经过每个导向轮3，5之后回到后多槽带轮11的终点B。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器蛇绳的摩擦驱动装置，其特征在于，包括前后电机、前后多槽带轮及电机固定支架，所述前后电机固定在所述电机固定支架上，所述前电机的电机轴上固定有前多槽带轮，所述后电机的电机轴上固定有后多槽带轮，所述前多槽带轮和所述后多槽带轮上均设有两个以上用于绕绳的槽。

2.根据权利要求1所述的机器蛇绳的摩擦驱动装置，其特征在于，所述前多槽带轮和所述后多槽带轮上均设有4个用于绕绳的槽。

3.一种带有权利要求1或2所述摩擦驱动装置的机器蛇绳，其特征在于，所述摩擦驱动装置安装在机器蛇骨架内部，所述机器蛇骨架的一端设有两个以上能够转动的前导向轮，另一端设有两个以上能够转动的后导向轮，所述前导向轮固定在前导向轮支架上，所述后导向轮固定在所述后导向轮支架上，所述前导向轮支架固定在所述机器蛇骨架的一端，所述后导向轮支架固定在所述机器蛇骨架的另一端，所述驱动装置用于驱动绳运动；所述绳经前后多槽带轮及多组前后导向轮缠绕在所述机器蛇骨架上形成一闭合回路，所述绳能够带动所述机器蛇骨架运动。

4.根据权利要求3所述的机器蛇绳，其特征在于：

所述绳一端经由所述后多槽带轮第一个槽绕过所述前多槽带轮的第一个槽，再由所述前多槽带轮的第一个槽倾斜角度绕到所述后多槽带轮的第二个槽，再由所述后多槽带轮的第二个槽绕到所述前多槽带轮的第二个槽，如此类推，所述绳经所述后多槽带轮第一个槽绕进，由前多槽带轮的最后一个槽绕出；

所述前多槽带轮的最后一个槽绕出的绳经过所述前导向轮，运动至所述机器蛇骨架的外壁，再经过所述后导向轮运动至所述机器蛇骨架的内部，然后与所述机器蛇骨架的轴线成倾角，再运动至下一个所述前导向轮，如此往复，所述绳的端头经过每个所述前后导向轮之后，与停留在所述后多槽带轮的绳的另一端相连。

5.根据权利要求4所述的机器蛇绳，其特征在于：所述绳为聚氨酯圆型无芯绳。

6.根据权利要求4或5所述的机器蛇绳，其特征在于，所述绳的两端通过高温熔合或者胶水粘结在一起。

7.根据权利要求4或5所述的机器蛇绳，其特征在于，所述前后导向轮支架通过螺钉固定在所述机器蛇骨架上。

8.根据权利要求4或5所述的机器蛇绳，其特征在于，所述绳是由多根首尾相接的绳子组成的闭合回路。

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