CN105234956A - 一种用于仿生蛇形机器人的转向机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于仿生蛇形机器人的转向机构，包括前箱体、球铰盘导轨、球铰盘、短球头杆、连接板、后箱体、长球头杆、导杆、联轴器和丝杠，球铰盘导轨通过螺栓连接固定在前箱体上，球绞盘滑动连接在球绞盘导轨上，球绞盘导轨和球绞盘均设有三个，短球头杆和长球头杆均安装在球绞盘的右侧，连接板安装在短球头杆的另一端，连接板上固定有丝杠螺母和直线轴承，导杆穿过直线轴承并固定在后箱体上，后箱体的右侧安装有轴承，丝杠依次穿过丝杠螺母和轴承连接在联轴器的左端，联轴器的右端链接电机的转轴。本发明可以实现两个箱体之间多角度的转向，同时具有可变角度大、力学性能好、结构简单、定位精确的优点，改善了蛇形机器人的运动性能。

Description

一种用于仿生蛇形机器人的转向机构

技术领域

本发明涉及仿生蛇形机器人技术领域，具体是一种用于仿生蛇形机器人的转向机构。

背景技术

仿生蛇形机器人作为一类新型可移动柔性机器人，以其具有的多步态运动能力以及出色的环境适应能力，成为当今机器人领域研究的一个热点。转向机构起到连接两个躯体单元并输出运动作用。转向机构设计的合理与否，直接决定了蛇形机器人的运动性能。蛇形机器人所用的转向机构，应具有可变角度大、力学性能优良、运动精确等优点。

目前所公布的蛇形机器人转向机构大多具有结构复杂、可维护性差和力学性能差等缺点，不适用于较大结构及承载情况下的蛇形机器人要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能优良、运动精确的用于仿生蛇形机器人的转向机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于仿生蛇形机器人的转向机构，包括前箱体、球铰盘导轨、球铰盘、短球头杆、连接板、后箱体、长球头杆、导杆、联轴器和丝杠，所述球铰盘导轨通过螺栓连接固定在前箱体上，所述球绞盘滑动连接在球绞盘导轨上，所述球绞盘导轨和球绞盘均设有三个，所述短球头杆和长球头杆均安装在球绞盘的右侧，所述连接板安装在短球头杆的另一端，所述长球头杆的另一端连接在所述后箱体上，所述连接板上固定有丝杠螺母和直线轴承，所述导杆穿过直线轴承并固定在后箱体上，后箱体的右侧安装有轴承，所述丝杠依次穿过所述丝杠螺母和轴承连接在联轴器的左端，所述联轴器的右端链接电机的转轴。

作为本发明进一步的方案：所述导轨共设有四根。

作为本发明进一步的方案：所述的三个球绞盘导轨之间彼此夹角均为120°，且三个球绞盘导轨的交点与所在的前箱体的表面中心重合，长球头杆连接的球铰盘所配合的球铰盘导轨位于所在的前箱体的表面的中线上。

作为本发明进一步的方案：所述球铰盘导轨为T型结构。

作为本发明进一步的方案：所述的球铰盘由球铰盘上盖、球铰盘下盖和球铰盘底座构成，球铰盘上盖与球铰盘下盖之间通过四根螺钉连接，球铰盘下盖与球铰盘底座也通过四根螺钉连接。

作为本发明进一步的方案：所述的连接板通过螺纹连接固定在短球头杆的螺纹端，短球头杆与连接板具有垂直关系，丝杠螺母通过螺钉连接固定在连接板上，直线轴承通过螺纹连接固定在连接板上。

作为本发明再进一步的方案：所述的导杆通过螺纹连接固定在后箱体上，且导杆垂直于所在的后箱体的表面；所述导杆穿过直线轴承使连接板与所在的后箱体的表面平行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以实现两个箱体之间多角度的转向，同时具有可变角度大、力学性能好、结构简单、定位精确的优点，改善了蛇形机器人的运动性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中球绞盘的结构示意图。

图3为本发明中连接板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种用于仿生蛇形机器人的转向机构，包括前箱体1、球铰盘导轨2、球铰盘3、短球头杆4、连接板5、后箱体8、长球头杆9、导杆10、联轴器12和丝杠13，所述球铰盘导轨2通过螺栓连接固定在前箱体1上，所述球绞盘3滑动连接在球绞盘导轨2上，所述球绞盘导轨2和球绞盘3均设有三个，所述球绞盘3可以沿着球绞盘导轨2滑动，所述短球头杆4和长球头杆9均安装在球绞盘3的右侧，所述连接板5安装在短球头杆4的另一端，所述长球头杆9的另一端连接在所述后箱体8上，所述连接板5上固定有丝杠螺母6和直线轴承7，所述导杆10穿过直线轴承7并固定在后箱体8上，所述导轨10共设有四根，后箱体8的右侧安装有轴承14，所述丝杠13依次穿过所述丝杠螺母6和轴承14连接在联轴器12的左端，所述联轴器12的右端链接电机11的转轴。

所述的三个球绞盘导轨2之间彼此夹角均为120°，且三个球绞盘导轨2的交点与所在的前箱体1的表面中心重合，长球头杆9连接的球铰盘3所配合的球铰盘导轨2位于所在的前箱体1的表面的中线上，所述球铰盘导轨2为T型结构从而与球铰盘3配合成滑动机构，所述的球铰盘3由球铰盘上盖31、球铰盘下盖32和球铰盘底座33构成，球铰盘上盖31与球铰盘下盖32之间通过四根螺钉连接，球铰盘下盖32与球铰盘底座33也通过四根螺钉连接，所述的连接板5通过螺纹连接固定在短球头杆4的螺纹端，短球头杆4与连接板5具有垂直关系，丝杠螺母6通过螺钉连接固定在连接板5上，直线轴承7通过螺纹连接固定在连接板5上，所述的导杆10通过螺纹连接固定在后箱体8上，且导杆10垂直于所在的后箱体8的表面；所述导杆10穿过直线轴承7使连接板5与所在的后箱体8的表面平行。

所述用于仿生蛇形机器人的转向机构工作时，电机11通过联轴器12带动丝杠13旋转，丝杠13将电机11的转动转化成丝杠螺母6的移动，并使连接板5沿着导杆10移动。因为是由电机11的转动带动连接板5移动，所以控制电机11的转动就可以控制连接板5的位置，从而控制两个短球头杆4的位置，然后通过球铰盘3将短球头杆4的位置变化传递给前箱体1，从而使两个箱体之间实现多角度的转向。

本发明可以实现两个箱体之间多角度的转向，同时具有可变角度大、力学性能好、结构简单、定位精确的优点，改善了蛇形机器人的运动性能。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种用于仿生蛇形机器人的转向机构，包括前箱体（1）、球铰盘导轨（2）、球铰盘（3）、短球头杆（4）、连接板（5）、后箱体（8）、长球头杆（9）、导杆（10）、联轴器（12）和丝杠（13），其特征在于，所述球铰盘导轨（2）通过螺栓连接固定在前箱体（1）上，所述球绞盘（3）滑动连接在球绞盘导轨（2）上，所述球绞盘导轨（2）和球绞盘（3）均设有三个，所述短球头杆（4）和长球头杆（9）均安装在球绞盘（3）的右侧，所述连接板（5）安装在短球头杆（4）的另一端，所述长球头杆（9）的另一端连接在所述后箱体（8）上，所述连接板（5）上固定有丝杠螺母（6）和直线轴承（7），所述导杆（10）穿过直线轴承（7）并固定在后箱体（8）上，后箱体（8）的右侧安装有轴承（14），所述丝杠（13）依次穿过所述丝杠螺母（6）和轴承（14）连接在联轴器（12）的左端，所述联轴器（12）的右端链接电机（11）的转轴。

2.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述导轨（10）共设有四根。

3.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述的三个球绞盘导轨（2）之间彼此夹角均为120°，且三个球绞盘导轨（2）的交点与所在的前箱体（1）的表面中心重合，长球头杆（9）连接的球铰盘（3）所配合的球铰盘导轨（2）位于所在的前箱体（1）的表面的中线上。

4.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述球铰盘导轨（2）为T型结构。

5.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述的球铰盘（3）由球铰盘上盖（31）、球铰盘下盖（32）和球铰盘底座（33）构成，球铰盘上盖（31）与球铰盘下盖（32）之间通过四根螺钉连接，球铰盘下盖（32）与球铰盘底座（33）也通过四根螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述的连接板（5）通过螺纹连接固定在短球头杆（4）的螺纹端，短球头杆（4）与连接板（5）具有垂直关系，丝杠螺母（6）通过螺钉连接固定在连接板（5）上，直线轴承（7）通过螺纹连接固定在连接板（5）上。

7.根据权利要求1所述的用于仿生蛇形机器人的转向机构，其特征在于，所述的导杆（10）通过螺纹连接固定在后箱体（8）上，且导杆（10）垂直于所在的后箱体（8）的表面；所述导杆（10）穿过直线轴承（7）使连接板（5）与所在的后箱体（8）的表面平行。