CN110395327A - 全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其解决了现有仿尺蠖机器人灵活性差、柔顺性差和活动自由度低的技术问题，其包括前肢、躯干和后肢，躯干包括躯干弹簧、左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳；躯干弹簧的前端与前肢固定连接，后端与后肢固定连接；躯干弹簧上沿圆周均匀设有四组孔道，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳分别穿过躯干弹簧的四组孔道，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的前端分别与躯干弹簧的前端固定连接；后肢设有驱动装置，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的后部分与驱动装置连接。本发明线驱动弹簧式的软体躯干可实现机器人空间大范围弯曲与伸缩，广泛用于可连续变形的软体机器人领域。

Description

全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人

技术领域

本发明涉及一种软体机器人，具体而言，涉及一种全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人。

背景技术

众所周知，刚性机器人相对庞大的机械本体，限制其进入微小空间和细长管道的非结构环境中。而软体机器人依靠其连续性、高柔顺性、高自由度的特性，具有较强的环境适应能力，尤其是仿尺蠖类软体机器人，其具有体积小，弯曲范围大的特点，可实现对细长管道和微小空间的良好应用前景。参考专利号为201310149147.2，发明名称为“一种柔顺型尺蠖蠕动机器人”的中国发明专利，由于其母传动轴和子传动轴贯穿头舱、尾舱和牵引舱，因此限制了其在大曲率弯曲管道的灵活性和柔顺性。此外还有一些蠕动机器人，躯干弯曲只能限制在平面内(活动自由度低)，或者其本体结构直接是刚性机构等问题，这都对机器人在特定环境内工作形成了障碍。

发明内容

本发明就是为了解决现有仿尺蠖机器人灵活性差、柔顺性差和活动自由度低的技术问题，提供了一种灵活性强、柔顺性高、活动自由度高的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人。

本发明的技术方案是，提供一种全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，包括前肢、躯干和后肢，躯干包括躯干弹簧、左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳；躯干弹簧的前端与前肢固定连接，后端与后肢固定连接；躯干弹簧上沿圆周均匀设有四组孔道，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳分别穿过躯干弹簧的四组孔道，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的前端分别与躯干弹簧的前端固定连接；后肢设有驱动装置，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的后部分与驱动装置连接。

优选地，后肢包括底盘，驱动装置包括第一舵机、第一绕线轮、第二舵机、第二绕线轮、第三舵机、第三绕线轮、第四舵机、第四绕线轮、导向轮安装板、第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮、第二右导向轮、第一上导向轮、第二上导向轮、第一下导向轮和第二下导向轮，第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机分别与底盘连接，第一舵机、第二舵机、第四舵机和第三舵机一字型排列，第一绕线轮与第一舵机的输出转轴连接，第二绕线轮与第二舵机的输出转轴连接，第三绕线轮与第三舵机的输出转轴连接，第四绕线轮与第四舵机的输出转轴连接；导向轮安装板与底盘固定连接，第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮和第二右导向轮分别通过支架与导向轮安装板连接；第一上导向轮通过支架与底盘连接，第二上导向轮通过支架与导向轮安装板连接，第一下导向轮通过支架与底盘连接，第二下导向轮通过支架与导向轮安装板连接；第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮和第二右导向轮的中心横截面在同一平面上；第一上导向轮和第二上导向轮倾斜布置，第一上导向轮的中心横截面和第二上导向轮的中心横截面在同一平面上；第一下导向轮和第二下导向轮倾斜布置，第一下导向轮的中心横截面和第二下导向轮的中心横截面在同一平面上；左钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一左导向轮、第二左导向轮，左钢丝绳的后端与第一绕线轮连接；右钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一右导向轮、第二右导向轮，右钢丝绳的后端与第二绕线轮连接；上钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一上导向轮、第二上导向轮，上钢丝绳的后端与第三绕线轮连接；下钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一下导向轮、第二下导向轮，下钢丝绳的后端与第四绕线轮连接；躯干弹簧的后端与后肢的底盘固定连接。

优选地，所后肢还包括后吸附机构、左升降式后轮和右升降式后轮；后吸附机构与底盘的底部连接，左升降式后轮与底盘的左侧连接，右升降式后轮与底盘的右侧连接；

前肢包括升降式前轮、基座和前吸附机构，升降式前轮与基座连接，前吸附机构与基座的底部连接。

优选地，升降式前轮包括连接杆、减震器、轮叉座、轮叉和转轮，减震器的一端与连接杆固定连接，减震器的另一端与轮叉座固定连接，轮叉通过轴承与轮叉座转动连接，转轮与通过轴承与轮叉转动连接，连接杆与基座固定连接；左升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同，右升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同。

优选地，前吸附机构为前电磁吸盘，后吸附机构为后电磁吸盘。

优选地，后肢包括底盘，驱动装置包括左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机、下伺服电机、左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆、下螺纹杆、十字型导向轮安装架、左侧导向轮、右侧导向轮、上侧导向轮、下侧导向轮和伺服电机支架，伺服电机支架与底盘固定连接，左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机、下伺服电机分别与伺服电机支架固定连接，左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机和下伺服电机在同一圆周方向上均布，左螺纹杆与左伺服电机的输出轴固定连接，右螺纹杆与右伺服电机的输出轴固定连接，上螺纹杆与上伺服电机的输出轴固定连接，下螺纹杆与下伺服电机的输出轴固定连接，十字型导向轮安装架与伺服电机支架固定连接，左侧导向轮、右侧导向轮、上侧导向轮、下侧导向轮分别与十字型导向轮安装架的左端、右端、上端、下端连接；左钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过左侧导向轮后转弯90°再缠绕在左螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；右钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过右侧导向轮后转弯90°再缠绕在右螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；上钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过上侧导向轮后转弯90°再缠绕在上螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；下钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过下侧导向轮后转弯90°再缠绕在下螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；

躯干弹簧的后端与后肢的底盘固定连接。

优选地，所后肢还包括后吸附机构、左升降式后轮和右升降式后轮；后吸附机构与底盘的底部连接，左升降式后轮与底盘的左侧连接，右升降式后轮与底盘的右侧连接；

前肢包括升降式前轮、基座和前吸附机构，升降式前轮与基座连接，前吸附机构与基座的底部连接。

优选地，升降式前轮包括连接杆、减震器、轮叉座、轮叉和转轮，减震器的一端与连接杆固定连接，减震器的另一端与轮叉座固定连接，轮叉通过轴承与轮叉座转动连接，转轮与通过轴承与轮叉转动连接，连接杆与基座固定连接；左升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同，右升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同。

优选地，前吸附机构为前电磁吸盘，后吸附机构为后电磁吸盘。

优选地，左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆和下螺纹杆的螺纹为矩形螺纹，左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆和下螺纹杆的螺纹槽的底部设有圆弧形槽面。

本发明的有益效果是：本发明全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人能够实现前向运动和180°转弯的大范围运动，可实现空间全向柔顺弯曲，灵活性强，位置控制精度高，适用于大曲率细长弯曲和微小空间。本发明体积小，适用于微小空间。

本发明的机器人直线前进时，依靠躯干弹簧沿轴向压缩、伸长，单次移动距离较大，使得整个机器人移动速度较快。

本发明的机器人能够向各个方向运动，驱动装置位于机器人的后肢，机器人的前肢无驱动装置，使得前肢体积小，重量轻，运动更灵活、自由；在特殊环境中，后肢充当底座，前肢和躯干变身机械臂，实现对更窄小空间的探索，体现了本发明的优势。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是本发明全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人的结构示意图；

图2是图1所示结构中升降式前轮的结构示意图；

图3是图2所示升降式前轮的局部剖视图；

图4是图1所示结构的四根钢丝绳经过导向轮与舵机连接的示意图；

图5是图4中A-A方向的剖视图；

图6是机器人转弯状态结构示意图；

图7是机器人后肢中的驱动装置采用四个伺服电机、四个螺纹杆和四个导向轮的结构示意图；

图8是图7所示结构的主视图；

图9是图8中B-B方向的剖视图；

图10是图9中左侧导向轮与左螺纹杆的位置关系图。

图中符号说明：

1.前肢，101.升降式前轮，101-1.连接杆，101-2.减震器，101-2-1.伸缩杆，101-2-2.缸体，101-2-3.压缩弹簧，101-3.轮叉座，101-4.轮叉，101-5.转轮，102.基座，103.前电磁吸盘，104.微型摄像头；2.躯干，201.躯干弹簧，202.左钢丝绳，203.右钢丝绳，204.上钢丝绳，205.下钢丝绳；3.后肢，301.底盘，302.后电磁吸盘，303.左升降式后轮，304.右升降式后轮，305.第一舵机，305-1.第一绕线轮，306.第二舵机，306-1.第二绕线轮，307.第三舵机，307-1.第三绕线轮，308.第四舵机，308-1.第四绕线轮，309.导向轮安装板，；310.第一左导向轮，311.第二左导向轮，312.第一右导向轮，313.第二右导向轮，314.第一上导向轮，315.第二上导向轮，316.第一下导向轮，317.第二下导向轮，318.微型摄像头；321.左伺服电机，322.右伺服电机，323.上伺服电机，324.下伺服电机，325.左螺纹杆，326.右螺纹杆，327.上螺纹杆，328.下螺纹杆，329.十字型导向轮安装架，329-1.左侧导向轮，329-2.右侧导向轮，329-3.上侧导向轮，329-4.下侧导向轮，330.伺服电机支架。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和2所示，本发明公开的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人包括前肢1、躯干2、后肢3，躯干2连接于前肢1和后肢3之间。前肢1包括升降式前轮101、基座102、前电磁吸盘103、微型摄像头104，升降式前轮101与基座102通过螺栓固定连接，前电磁吸盘103与基座102的底部通过螺钉固定连接，微型摄像头104安装在基座102上。

如图1-3所示，升降式前轮101包括连接杆101-1、减震器101-2、轮叉座101-3、轮叉101-4、转轮101-5，减震器101-2包括缸体101-2-2、伸缩杆101-2-1、压缩弹簧101-2-3，伸缩杆101-2-1与缸体101-2-2间隙配合，压缩弹簧101-2-3套在缸体101-2-2上，压缩弹簧101-2-3的一端与缸体101-2-2连接，另一端与伸缩杆101-2-1的端部连接，减震器101-2的缸体101-2-2通过螺钉与连接杆101-1固定连接，轮叉座101-3与伸缩杆101-2-1通过螺钉固定连接，轮叉101-4通过轴承与轮叉座101-3转动连接，转轮101-5与通过轴承与轮叉101-4转动连接，连接杆101-1通过螺钉与基座102固定连接。当连接杆101-1受到向下的外力时，能够从初始位置向轮叉座101-3方向移动一定距离；当外力消失后，连接杆101-1能够向上恢复至初始位置。在初始定位时，要保证升降式前轮101的转轮101-5的底部与前电磁吸盘103有一定的高度差(也就是在前电磁吸盘103处于断电状态下，前电磁吸盘103与地面存在一定距离而不接触，转轮101-5与地面接触)，此高度差需要小于升降式前轮101的可升降高度。

如图1、4和6所示，躯干2包括躯干弹簧201和四根钢丝绳，躯干弹簧201的前端与基座102固定连接(具体可以通过嵌入式过盈配合连接)，后端与后肢3的底盘301固定连接(具体可以通过嵌入式过盈配合连接)；四根钢丝绳分别是左钢丝绳202、右钢丝绳203、上钢丝绳204、下钢丝绳205，躯干弹簧201上沿圆周左右上下四个位置均布打孔从而形成四组孔道，四根钢丝绳分别穿过躯干弹簧201的四个孔道，每根钢丝绳的前端与躯干弹簧201的前端焊接固定；钢丝绳拉动时，实现躯干弹簧201的空间三维弯曲和伸缩。弹簧4优选采用高弹性的弹簧。

如图1、4、5、6所示，后肢3包括底盘301、后电磁吸盘302、左升降式后轮303、右升降式后轮304、第一舵机305、第一绕线轮305-1、第二舵机306、第二绕线轮306-1、第三舵机307、第三绕线轮307-1、第四舵机308、第四绕线轮308-1、导向轮安装板309、第一左导向轮310、第二左导向轮311、第一右导向轮312、第二右导向轮313、第一上导向轮314、第二上导向轮315、第一下导向轮316、第二下导向轮317、微型摄像头318，后电磁吸盘302与底盘301的底部连接，左升降式后轮303通过支架与底盘301的左侧连接，右升降式后轮304通过支架与底盘301的右侧连接(左升降式后轮303、右升降式后轮304的结构与升降式前轮101的结构相同)，第一舵机305、第二舵机306、第三舵机307、第四舵机308分别与底盘301连接，第一舵机305、第二舵机306、第四舵机308和第三舵机307一字型排列，第一舵机305、第二舵机306、第四舵机308和第三舵机307均采用现有技术结构，第一绕线轮305-1与第一舵机305的输出转轴连接，第二绕线轮306-1与第二舵机306的输出转轴连接，第三绕线轮307-1与第三舵机307的输出转轴连接，第四绕线轮308-1与第四舵机308的输出转轴连接，绕线轮位于舵机的侧面，导向轮安装板309与底盘301固定连接，第一左导向轮310通过支架与导向轮安装板309连接，第二左导向轮311通过支架与导向轮安装板309连接，第一右导向轮312通过支架与导向轮安装板309连接，第二右导向轮313通过支架与导向轮安装板309连接，第一上导向轮314通过支架与底盘301连接，第二上导向轮315通过支架与导向轮安装板309连接，第一下导向轮316通过支架与底盘301连接，第二下导向轮317通过支架与导向轮安装板309连接，第一左导向轮310的中心横截面、第二左导向轮311的中心横截面、第一右导向轮312的中心横截面和第二右导向轮313的中心横截面在同一平面上；第一上导向轮314和第二上导向轮315倾斜布置，第一上导向轮314的中心横截面和第二上导向轮315的中心横截面在同一平面上；第一下导向轮316和第二下导向轮317倾斜布置，第一下导向轮316的中心横截面和第二下导向轮317的中心横截面在同一平面上。微型摄像头318与底盘301的顶部连接。左钢丝绳202的后部分穿过底盘301的上部，先绕过第一左导向轮310进行第一次转向(此位置的钢丝绳与第一左导向轮310的轮槽圆面相切)，再绕过第二左导向轮311进行第二次转向，最后使左钢丝绳202的后端与第一绕线轮305-1连接(此位置的钢丝绳与第一绕线轮305-1的轮槽圆面相切)；同理，右钢丝绳203的后部分穿过底盘301的上部，先绕过第一右导向轮312进行第一次转向(此位置的钢丝绳与第一右导向轮312的轮槽圆面相切)，再绕过第二右导向轮313进行第二次转向，最后使右钢丝绳203的后端与第二绕线轮306-1连接(此位置的钢丝绳与第二绕线轮306-1的轮槽圆面相切)。上钢丝绳204的后部分穿过底盘301的上部，先绕过第一上导向轮314进行第一次转向(此位置的钢丝绳与第一上导向轮314的轮槽圆面相切)，再绕过第二上导向轮315进行第二次转向，最后使上钢丝绳204的后端与第三绕线轮307-1连接(此位置的钢丝绳与第三绕线轮307-1的轮槽圆面相切)。下钢丝绳205的后部分穿过底盘301的上部，先绕过第一下导向轮316进行第一次转向(此位置的钢丝绳与第一下导向轮316的轮槽圆面相切)，再绕过第二下导向轮317进行第二次转向，最后使下钢丝绳205的后端与第四绕线轮308-1连接(此位置的钢丝绳与第四绕线轮308-1的轮槽圆面相切)。各个导向轮的放置方式，确保可靠的滚动摩擦，防止脱线、乱线等异常情况的发生。

由于舵机的集成化程度高，舵机内部嵌入控制电路板，使后肢3的驱动部分控制起来更方便，成本较低，也使后肢3的体积较小。四个舵机一字型排列，宽度较小，使驱动部分的宽度较小，使整个机器人的宽度较小，更适用于在狭小空间作业。

下面介绍全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人的工作过程：全向弯曲仿尺蠖软体机器人在铁磁性金属表面(以下简称地面)上前向运动时，外部控制器使后电磁吸盘302断电，此时只有左升降式后轮303和右升降式后轮304与地面接触(后电磁吸盘302与地面之间存在一定距离)；外部控制器使前电磁吸盘103通电，前电磁吸盘103吸附在地面上，前电磁吸盘103和升降式前轮101同时与地面接触，也就是升降式前轮101处于锁死转态；第一舵机305、第二舵机306、第三舵机307和第四舵机308同时工作驱动相应绕线轮旋转，拉缩左钢丝绳202、右钢丝绳203、上钢丝绳204、下钢丝绳205，在左升降式后轮303和右升降式后轮304的转动辅助作用下使底盘301向前肢1方向移动，躯干弹簧201被压缩；然后给后电磁吸盘302通电，后电磁吸盘302随即吸附在地面上，左升降式后轮303和右升降式后轮304被锁死；再然后，使前电磁吸盘103断电，前电磁吸盘103离地，在躯干弹簧201的恢复力作用下，升降式前轮101前向运动，使前肢1向前运动，实现机器人整体前进。由图6所示，机器人转弯运动时，前电磁吸盘103断电，此时前肢中只有升降式前轮101触地；后电磁吸盘302通电，后电磁吸盘302、左升降式后轮303和右升降式后轮304同时触地，即左升降式后轮303和右升降式后轮304处于锁死转态；使第一舵机305工作驱动第一绕线轮305-1旋转，拉缩左钢丝绳202，使躯干弹簧201向左方向弯曲，实现机器人从图1的初始状态转变为图6所示状态的转弯运动。为了更好地使躯干弹簧201向左方向弯曲，在拉缩左钢丝绳202的同时，第二舵机306、第三舵机307和第四舵机308进行放线动作，位于躯干弹簧中的右钢丝绳203、上钢丝绳204、下钢丝绳205的长度变长。至此，本领域技术人员可以理解，在四个舵机配合工作下，可实现躯干弹簧向各个方向弯曲。

微型摄像头318和微型摄像头104可以用来观察机器人前方、周围的情况，进一步可以在微型摄像头上配置照明装置。

需要说明的是，前电磁吸盘103、后电磁吸盘302作为吸附机构只是举例，也可以用真空吸盘等。

如图7-10所示，后肢3中驱动装置采用左伺服电机321、右伺服电机322、上伺服电机323、下伺服电机324、左螺纹杆325、右螺纹杆326、上螺纹杆327、下螺纹杆328、十字型导向轮安装架329、左侧导向轮329-1、右侧导向轮329-2、上侧导向轮329-3、下侧导向轮329-4、伺服电机支架330代替图1中四个舵机、四个绕线轮和相关导向轮组成的驱动装置，具体连接方式如下：伺服电机支架330与底盘301固定连接，左伺服电机321、右伺服电机322、上伺服电机323、下伺服电机324分别固定安装在伺服电机支架330上，左伺服电机321、右伺服电机322、上伺服电机323、下伺服电机324在同一圆周方向上均布，左螺纹杆325与左伺服电机321的输出轴固定连接，右螺纹杆326与右伺服电机322的输出轴固定连接，上螺纹杆327与上伺服电机323的输出轴固定连接，下螺纹杆328与下伺服电机324的输出轴固定连接，十字型导向轮安装架329与伺服电机支架330固定连接，左侧导向轮329-1与十字型导向轮安装架329的左端连接，右侧导向轮329-2与十字型导向轮安装架329的右端连接，上侧导向轮329-3与十字型导向轮安装架329的上端连接，下侧导向轮329-4与十字型导向轮安装架329的下端连接，左螺纹杆325的中轴线与左钢丝绳202从底盘301穿过的部分平行，右螺纹杆326的中轴线与右钢丝绳203从底盘301穿过的部分平行，上螺纹杆327的中轴线与上钢丝绳204从底盘301穿过的部分平行，下螺纹杆328的中轴线与下钢丝绳205从底盘301穿过的部分平行，左螺纹杆325设有用于缠绕左钢丝绳的螺纹槽，右螺纹杆326设有用于缠绕右钢丝绳的螺纹槽，上螺纹杆327设有用于缠绕上钢丝绳的螺纹槽，下螺纹杆328设有用于缠绕下钢丝绳的螺纹槽；对于螺纹杆上的螺纹结构，优选为矩形螺纹，并在螺纹槽的底部加工出与钢丝绳线径相近尺寸的圆弧形槽面；左钢丝绳202的后部分穿过底盘301的上部，先绕过左侧导向轮329-1后转弯90°再缠绕在左螺纹杆325的螺纹槽内并固定端部；右钢丝绳203的后部分穿过底盘301的上部，先绕过右侧导向轮329-2后转弯90°再缠绕在右螺纹杆326的螺纹槽内并固定端部；上钢丝绳204的后部分穿过底盘301的上部，先绕过上侧导向轮329-3后转弯90°再缠绕在上螺纹杆327的螺纹槽内并固定端部；下钢丝绳205的后部分穿过底盘301的上部，先绕过下侧导向轮329-4后转弯90°再缠绕在下螺纹杆328的螺纹槽内并固定端部。上述钢丝绳的走线方式能够实现沿螺纹杆的螺纹切面缠绕。当左伺服电机321工作进而驱动左螺纹杆325旋转(图10中的逆时针方向)，从而拉拽左钢丝绳202，之后让左螺纹杆325逆时针旋转从而放松左钢丝绳202；总之，结合前电磁吸盘103、后电磁吸盘302、前轮、后轮的动作，四个伺服电机配合工作最终使躯干弹簧201可以前行或向各个方向弯曲，运动过程灵活性强，位置控制精度高。由四个伺服电机、四个螺纹杆、四个导向轮组成的驱动装置，体积较小，从而使机器人整体小型化；此外，伺服电机本身的体积可以设计的很小，所以驱动部分的体积可以设计的很小，使整个机器人的体积很小，以适应狭小作业空间。

底盘和螺纹杆之间的钢丝绳的长度较短，即四根钢丝绳的走线距离短，生产制造时穿线比较容易，此外，四根钢丝绳被同时向后拉动时，每根钢丝绳施加的拉力的大小相同、一致性好，有利于机器人稳定地直线前进。

本发明结构巧妙，柔顺性高，线驱动弹簧式的软体躯干可实现机器人空间大范围弯曲与伸缩，进而与升降前后轮和电磁吸盘协调配合，实现机器人的直线运动和上下左右转向运动，完成不同方位的探索功能。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，如果受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式的零件构型、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，包括前肢、躯干和后肢，其特征在于，所述躯干包括躯干弹簧、左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳；所述躯干弹簧的前端与前肢固定连接，后端与后肢固定连接；所述躯干弹簧上沿圆周均匀设有四组孔道，所述左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳分别穿过躯干弹簧的四组孔道，左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的前端分别与躯干弹簧的前端固定连接；所述后肢设有驱动装置，所述左钢丝绳、右钢丝绳、上钢丝绳和下钢丝绳的后部分与驱动装置连接。

2.根据权利要求1所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述后肢包括底盘，所述驱动装置包括第一舵机、第一绕线轮、第二舵机、第二绕线轮、第三舵机、第三绕线轮、第四舵机、第四绕线轮、导向轮安装板、第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮、第二右导向轮、第一上导向轮、第二上导向轮、第一下导向轮和第二下导向轮，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机分别与底盘连接，所述第一舵机、第二舵机、第四舵机和第三舵机一字型排列，所述第一绕线轮与第一舵机的输出转轴连接，所述第二绕线轮与第二舵机的输出转轴连接，所述第三绕线轮与第三舵机的输出转轴连接，所述第四绕线轮与第四舵机的输出转轴连接；所述导向轮安装板与底盘固定连接，所述第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮和第二右导向轮分别通过支架与导向轮安装板连接；所述第一上导向轮通过支架与底盘连接，第二上导向轮通过支架与导向轮安装板连接，第一下导向轮通过支架与底盘连接，第二下导向轮通过支架与导向轮安装板连接；所述第一左导向轮、第二左导向轮、第一右导向轮和第二右导向轮的中心横截面在同一平面上；所述第一上导向轮和第二上导向轮倾斜布置，第一上导向轮的中心横截面和第二上导向轮的中心横截面在同一平面上；所述第一下导向轮和第二下导向轮倾斜布置，第一下导向轮的中心横截面和第二下导向轮的中心横截面在同一平面上；所述左钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一左导向轮、第二左导向轮，左钢丝绳的后端与第一绕线轮连接；所述右钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一右导向轮、第二右导向轮，右钢丝绳的后端与第二绕线轮连接；所述上钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一上导向轮、第二上导向轮，上钢丝绳的后端与第三绕线轮连接；所述下钢丝绳的后部分穿过底盘，依次绕过第一下导向轮、第二下导向轮，下钢丝绳的后端与第四绕线轮连接；所述躯干弹簧的后端与后肢的底盘固定连接。

3.根据权利要求2所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所后肢还包括后吸附机构、左升降式后轮和右升降式后轮；所述后吸附机构与底盘的底部连接，所述左升降式后轮与底盘的左侧连接，右升降式后轮与底盘的右侧连接；

所述前肢包括升降式前轮、基座和前吸附机构，所述升降式前轮与基座连接，所述前吸附机构与基座的底部连接。

4.根据权利要求3所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述升降式前轮包括连接杆、减震器、轮叉座、轮叉和转轮，所述减震器的一端与连接杆固定连接，减震器的另一端与轮叉座固定连接，所述轮叉通过轴承与轮叉座转动连接，所述转轮与通过轴承与轮叉转动连接，连接杆与基座固定连接；所述左升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同，所述右升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同。

5.根据权利要求4所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述前吸附机构为前电磁吸盘，后吸附机构为后电磁吸盘。

6.根据权利要求1所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述后肢包括底盘，所述驱动装置包括左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机、下伺服电机、左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆、下螺纹杆、十字型导向轮安装架、左侧导向轮、右侧导向轮、上侧导向轮、下侧导向轮和伺服电机支架，所述伺服电机支架与底盘固定连接，所述左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机、下伺服电机分别与伺服电机支架固定连接，所述左伺服电机、右伺服电机、上伺服电机和下伺服电机在同一圆周方向上均布，所述左螺纹杆与左伺服电机的输出轴固定连接，右螺纹杆与右伺服电机的输出轴固定连接，上螺纹杆与上伺服电机的输出轴固定连接，下螺纹杆与下伺服电机的输出轴固定连接，所述十字型导向轮安装架与伺服电机支架固定连接，所述左侧导向轮、右侧导向轮、上侧导向轮、下侧导向轮分别与十字型导向轮安装架的左端、右端、上端、下端连接；所述左钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过左侧导向轮后转弯90°再缠绕在左螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；所述右钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过右侧导向轮后转弯90°再缠绕在右螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；所述上钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过上侧导向轮后转弯90°再缠绕在上螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；所述下钢丝绳的后部分穿过底盘，先绕过下侧导向轮后转弯90°再缠绕在下螺纹杆的螺纹槽内并固定端部；

所述躯干弹簧的后端与后肢的底盘固定连接。

7.根据权利要求6所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所后肢还包括后吸附机构、左升降式后轮和右升降式后轮；所述后吸附机构与底盘的底部连接，所述左升降式后轮与底盘的左侧连接，右升降式后轮与底盘的右侧连接；

所述前肢包括升降式前轮、基座和前吸附机构，所述升降式前轮与基座连接，所述前吸附机构与基座的底部连接。

8.根据权利要求7所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述升降式前轮包括连接杆、减震器、轮叉座、轮叉和转轮，所述减震器的一端与连接杆固定连接，减震器的另一端与轮叉座固定连接，所述轮叉通过轴承与轮叉座转动连接，所述转轮与通过轴承与轮叉转动连接，连接杆与基座固定连接；所述左升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同，所述右升降式后轮的结构与升降式前轮的结构相同。

9.根据权利要求8所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述前吸附机构为前电磁吸盘，后吸附机构为后电磁吸盘。

10.根据权利要求9所述的全向弯曲仿尺蠖软体蠕动机器人，其特征在于，所述左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆和下螺纹杆的螺纹为矩形螺纹，左螺纹杆、右螺纹杆、上螺纹杆和下螺纹杆的螺纹槽的底部设有圆弧形槽面。