CN109732577A

CN109732577A - 一种蛇形机器人

Info

Publication number: CN109732577A
Application number: CN201910174441.6A
Authority: CN
Inventors: 林勤鑫; 魏星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种蛇形机器人。一种蛇形机器人，包括关节模块、蛇尾和蛇头，关节模块有相互串联连接的多个，蛇头安装在关节模块的行进方向端部，蛇尾安装在关节模块的末端；所述的关节模块包括连接节、第一舵机、第一传动轴、第一齿轮组、第二舵机、第二传动轴、第二齿轮组、十字连接件、波纹管和侧滑轮组；第一舵机12带动第一传动轴13绕横向连接板113连接孔转动，第二舵机15带动第二传动轴16绕竖向连接板112连接孔转动；该蛇形机器人更加灵活，能适应多种工作领域，实现多种运动；设置波纹管和侧滑轮组，且滑轮突出于波纹管，在保护内部机构的同时，减小前进阻力。

Description

一种蛇形机器人

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，具体涉及一种蛇形机器人。

背景技术

生物蛇可以在多样化的自然环境中生存，如森林、沙漠、湖泊甚至沼泽。生物蛇的行走千姿百态，或直线行走或蜿蜒曲折而前进，其独特的蜿蜒爬行运动方式可以使其运动自如，不但可以在平坦的地面或崎岖的山路上爬行如飞，而且可以在沙漠里、沼泽中蜿蜒前行。生物蛇的身体柔软，可以控制自身实现多种姿态，轻松进入狭小空间。在仿生机器人领域，蛇形机器人正是模仿生物蛇的超强适应能力应运而生的。蛇形机器人是由多个关节模块组成的高冗余度系统，能够适应复杂多变的环境。蛇形机器人模块化关节设计有多种，但存在以下不足：1.平行连接方式的只适用二维平面内运动；2.球副连接的方式驱动困难且复杂；3.与环境相互作用时磨损严重，内部结构受环境干扰，使用寿命受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种关节灵活、行动自如、工作领域更加广泛的蛇形机器人。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种蛇形机器人，包括关节模块、蛇尾和蛇头，关节模块有相互串联连接的多个，蛇头安装在关节模块的行进方向端部，蛇尾安装在关节模块的末端；所述的关节模块包括连接节、第一舵机、第一传动轴、第一齿轮组、第二舵机、第二传动轴、第二齿轮组、十字连接件、波纹管和侧滑轮组；连接节包括连接支架、竖向连接板和横向连接板，竖向连接板和横向连接板固定设置在连接支架上，两者成正交布置；第一舵机固定设置在横向连接板上，第一传动轴转动连接在两块横向连接板上；第一齿轮组包括相啮合的两个圆柱齿轮，分别安装在第一舵机的输出轴和第一传动轴上；第二舵机安装在两块竖向连接板上，第二传动轴转动连接在竖向连接板上，第二齿轮组连接第二舵机输出轴和第二传动轴；十字连接件安装在第二传动轴上，并与下一模块的第一传动轴相固定；侧滑轮组固定设置在连接节上，侧滑轮组的径向设置有多个滑轮；波纹管两端与侧滑轮组相连接。

作为优选，所述的蛇尾为球顶形，蛇尾为鱼鳍形。

作为优选，所述的第一传动轴和第二传动轴中部设置有截面为正方形的方段，方段中间设置有沿蛇形机器人轴向的圆孔。

作为优选，所述的侧滑轮组的滑轮外端点高于波纹管的最外端。

作为优选，所述的第一舵机和第二舵机成正交布置。

作为优选，所述的波纹管为软质塑料，富有韧性。

作为优选，所述的十字连接件将第一传动轴和第二传动轴固定成中间十字块，该中间十字块与竖向连接板、横向连接板组成一个万向节。

采用了上述技术方案的一种蛇形机器人，关节模块的两个转动方向垂直，组成万向节，增加了摆动范围，使仿生蛇更加灵活，能适应多种工作领域，实现蜿蜒、伸缩、侧移运动；设置波纹管和侧滑轮组，且滑轮突出于波纹管，在保护内部机构的同时，减小前进阻力。

附图说明

图1为本发明实施例的爆炸结构示意图。

图2为关节模块的爆炸结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，所述的一种蛇形机器人包括关节模块1、蛇尾2和蛇头3，关节模块1有相互串联连接的多个，蛇头3安装在关节模块1的行进方向端部，蛇尾2安装在关节模块1的末端；所述的蛇尾2为球顶形，蛇尾2为鱼鳍形，更好适应行进。

如图2所示，所述的关节模块1包括连接节11、第一舵机12、第一传动轴13、第一齿轮组14、第二舵机15、第二传动轴16、第二齿轮组17、十字连接件18、波纹管19和侧滑轮组10；连接节11包括连接支架111、竖向连接板112和横向连接板113，竖向连接板112和横向连接板113固定设置在连接支架111上，两者成正交布置；第一舵机12固定设置在横向连接板113上，第一传动轴13转动连接在两块横向连接板113上；第一齿轮组14包括相啮合的两个圆柱齿轮，分别安装在第一舵机12的输出轴和第一传动轴13上；第二舵机15安装在两块竖向连接板112上，第二传动轴16转动连接在竖向连接板112上，第二齿轮组17连接第二舵机15输出轴和第二传动轴16；所述的第一传动轴13和第二传动轴16中部设置有截面为正方形的方段，方段中间设置有沿蛇形机器人轴向的圆孔；十字连接件18安装在第二传动轴16上，并与下一模块的第一传动轴13相固定；侧滑轮组10固定设置在连接节11上，侧滑轮组10的径向设置有多个滑轮101，有利与前行；波纹管19两端与侧滑轮组10相连接，对内部机构进行密封，防止齿轮卡死。

所述的关节模块1在工作时，由第一舵机12带动第一传动轴13绕横向连接板113连接孔转动，由第二舵机15带动第二传动轴16绕竖向连接板112连接孔转动；两个关节模块1相连接后，可实现连接处，即十字连接件18处的两个维度的转动，实现蠕动，侧滑轮组10与地面接触，有助于减少摩擦力，有利与前行。

关节模块1解决了仿生蛇僵硬、活动不便的问题；两个转动方向正交，且正交轴之间的距离较短，使仿生蛇更加灵活，能适应多种工作领域，实现蜿蜒、伸缩、侧移运动。

Claims

1.一种蛇形机器人，包括关节模块（1）、蛇尾（2）和蛇头（3），关节模块（1）有相互串联连接的多个，蛇头（3）安装在关节模块（1）的行进方向端部，蛇尾（2）安装在关节模块（1）的末端；其特征在于，所述的关节模块（1）包括连接节（11）、第一舵机（12）、第一传动轴（13）、第一齿轮组（14）、第二舵机（15）、第二传动轴（16）、第二齿轮组（17）、十字连接件（18）、波纹管（19）和侧滑轮组（10）；连接节（11）包括连接支架（111）、竖向连接板（112）和横向连接板（113），竖向连接板（112）和横向连接板（113）固定设置在连接支架（111）上，两者成正交布置；第一舵机（12）固定设置在横向连接板（113）上，第一传动轴（13）转动连接在两块横向连接板（113）上；第一齿轮组（14）包括相啮合的两个圆柱齿轮，分别安装在第一舵机（12）的输出轴和第一传动轴（13）上；第二舵机（15）安装在两块竖向连接板（112）上，第二传动轴（16）转动连接在竖向连接板（112）上，第二齿轮组（17）连接第二舵机（15）输出轴和第二传动轴（16）；十字连接件（18）安装在第二传动轴（16）上，并与下一模块的第一传动轴（13）相固定；侧滑轮组（10）固定设置在连接节（11）上，侧滑轮组（10）的设置有多个可转动的滑轮（101），滑轮（101）沿径向放射性散开；波纹管（19）两端与侧滑轮组（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的蛇尾（2）为球顶形，蛇尾（2）为鱼鳍形。

3.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的第一传动轴（13）和第二传动轴（16）中部设置有截面为正方形的方段，方段中间设置有沿蛇形机器人轴向的圆孔。

4.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的侧滑轮组（10）的滑轮外端点高于波纹管（19）的最外端。

5.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的第一舵机（12）和第二舵机（15）成正交布置。

6.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的波纹管（19）为软质塑料，富有韧性。

7.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的十字连接件（18）将第一传动轴（13）和第二传动轴（16）固定成中间十字块，该中间十字块与竖向连接板（112）、横向连接板（113）组成一个万向节。