CN112976010B - 可自适应通道尺寸的软体机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其解决如何研制出灵活性强、柔顺性高、活动自由度高的适用于细长管道和微小空间的软体机器人的技术问题,其包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊,弹簧连接于第一支撑板、第二支撑板之间,圆柱形气囊套在第一驱动装置、第二驱动装置上,圆柱形气囊的外表面连接齿,第一驱动装置和第二驱动装置分别将力传递给圆柱形气囊外表面的齿。本发明结构巧妙,灵活性强、柔顺性高、活动自由度高。体积可以很小来适用细长管道或微小空间。
Description
技术领域
本发明涉及管道机器人技术领域,具体而言,涉及一种可自适应通道尺寸的软体机器人。
背景技术
管道机器人携带多种传感器及操作机械,在工作人员的远程遥控操作或计算机自动控制下,在细小管道内部自动行走,进行探测或作业。目前,管道机器人主要有两类:刚性机器人和软体机器人,对于软体机器人可以参考专利号为2016202161962、名称为一种基于柔性轴驱动的微型管道机器人的实用新型专利以及专利号为201820454609X、名称为一种气动式仿生软体管道机器人的实用新型专利。对于刚性机器人,可以参考专利号为202011063400.9、名称为管道机器人及管道巡检设备的实用新型专利。
刚性机器人相对庞大的机械本体,限制其进入细长管道和微小空间;软体机器人依靠其柔顺性、运动灵活的特性,在细长管道和微小空间中有着良好的应用前景。
管道与狭窄缝隙的探测对机器人提出更高的要求。而软体机器人由于身体柔软在此类环境中适应能力很强。
履带式机器人具有很强的越障能力,现已开发出分散体履带式机器人(参考论文:T.Kislassi and D.Zarrouk,"A Minimally Actuated Reconfigurable ContinuousTrack Robot,"in IEEE Robotics and Automation Letters,vol.5,no.2,pp.652-659,April 2020,doi:10.1109/LRA.2019.2959237)。但是其只能在平面内产生弯曲变形。软体蛇形机器人身体可以空间任意方向弯曲,参考有关充气软体机器人的论文:Usevitch N S,Hammond Z M,Schwager M,et al.An untethered isoperimetric soft robot[J].Science Robotics,2020,5(40),该充气软体机器人能够实现很长距离的生长运动,与履带运动类似,它与接触避免无相对滑动摩擦运动,因此运动能力很强。但其无法主动任意控制运动方向,且身体过长。
因此,研制出灵活性强、柔顺性高、活动自由度高的软体机器人是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明就是为了解决如何研制出灵活性强、柔顺性高、活动自由度高的适用于细长管道和微小空间的软体机器人的技术问题,提供了一种灵活性强、柔顺性高、活动自由度高的可自适应通道尺寸的软体机器人。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
优选地,A<H1,B<H1,A<H2,C<H2。
优选地,M的值是6,N的值是6,K的值是6;
所述第一驱动装置包括第一转轴、第一驱动齿轮、第一十字轴、第二转轴、第二驱动齿轮、第二十字轴、第三转轴、第三驱动齿轮、第三十字轴、第四转轴、第四驱动齿轮、第四十字轴、第五转轴、第五驱动齿轮、第五十字轴、第六转轴、第六驱动齿轮和第六十字轴,所述第一转轴与第一支撑板转动连接,所述第一驱动齿轮与第一转轴固定连接,所述第二转轴与第一支撑板转动连接,所述第二驱动齿轮与第二转轴固定连接,所述第三转轴与第一支撑板转动连接,所述第三驱动齿轮与第三转轴固定连接,所述第四转轴与第一支撑板转动连接,所述第四驱动齿轮与第四转轴固定连接,所述第五转轴与第一支撑板转动连接,所述第五驱动齿轮与第五转轴固定连接,所述第六转轴与第一支撑板转动连接,所述第六驱动齿轮与第六转轴固定连接,所述第二转轴通过第一十字轴与第一转轴连接,所述第三转轴通过第二十字轴与第二转轴连接,所述第四转轴通过第三十字轴与第三转轴连接,所述第五转轴通过第四十字轴与第四转轴连接,所述第六转轴通过第五十字轴与第五转轴连接,所述第六转轴与第一转轴之间通过第六十字轴连接;所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、第四驱动齿轮、第五驱动齿轮和第六驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与第一转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第七转轴、第七驱动齿轮、第八转轴、第八驱动齿轮、第九转轴、第九驱动齿轮、第十转轴、第十驱动齿轮、第十一转轴、第十一驱动齿轮、第十二转轴和第十二驱动齿轮,所述第七转轴与第二支撑板转动连接,所述第七驱动齿轮与第七转轴固定连接,所述第八转轴与第二支撑板转动连接,所述第八驱动齿轮与第八转轴固定连接,所述第九转轴与第二支撑板转动连接,所述第九驱动齿轮与第九转轴固定连接,所述第十转轴与第二支撑板转动连接,所述第十驱动齿轮与第十转轴固定连接,所述第十一转轴与第二支撑板转动连接,所述第十一驱动齿轮与第十一转轴固定连接,所述第十二转轴与第二支撑板转动连接,所述第十二驱动齿轮与第十二转轴固定连接,所述第八转轴通过十字轴与第七转轴连接,所述第九转轴通过十字轴与第八转轴连接,所述第十转轴通过第十字轴与第九转轴连接,所述第十一转轴通过十字轴与第十转轴连接,所述第十二转轴通过十字轴与第十一转轴连接,所述第十二转轴与第七转轴之间通过十字轴连接;所述第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二从动同步带轮与第七转轴固定连接;
所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有6组由多个齿组成的啮合部件,6组由多个齿组成的啮合部件分别是第一组啮合部件、第二组啮合部件、第三组啮合部件、第四组啮合部件、第五组啮合部件、第六组啮合部件,所述第一组啮合部件的齿与第一驱动齿轮啮合,第一组啮合部件的齿也和第七驱动齿轮啮合;所述第二组啮合部件的齿与第二驱动齿轮啮合,第二组啮合部件的齿和第八驱动齿轮啮合;所述第三组啮合部件的齿与第三驱动齿轮啮合,第三组啮合部件的齿与第九驱动齿轮啮合;所述第四组啮合部件的齿与第四驱动齿轮啮合,第四组啮合部件的齿与第十驱动齿轮啮合;所述第五组啮合部件的齿与第五驱动齿轮啮合,第五组啮合部件的齿与第十一驱动齿轮啮合;所述第六组啮合部件的齿与第六驱动齿轮啮合,第六组啮合部件的齿与第十二驱动齿轮啮合;
所述第一驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,第七驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
优选地,A<H1,B<H1,A<H2,C<H2。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、第一转轴、第一驱动齿轮、第一十字轴、第二转轴、第二驱动齿轮、第二十字轴、第三转轴、第三驱动齿轮、第三十字轴、第四转轴、第四驱动齿轮、第四十字轴、第五转轴、第五驱动齿轮、第五十字轴、第六转轴、第六驱动齿轮和第六十字轴;第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,第一转轴与第一支撑板转动连接,第一驱动齿轮与第一转轴固定连接,第二转轴与第一支撑板转动连接,第二驱动齿轮与第二转轴固定连接,第三转轴与第一支撑板转动连接,第三驱动齿轮与第三转轴固定连接,第四转轴与第一支撑板转动连接,第四驱动齿轮与第四转轴固定连接,第五转轴与第一支撑板转动连接,第五驱动齿轮与第五转轴固定连接,第六转轴与第一支撑板转动连接,第六驱动齿轮与第六转轴固定连接,第二转轴通过第一十字轴与第一转轴连接,第三转轴通过第二十字轴与第二转轴连接,第四转轴通过第三十字轴与第三转轴连接,第五转轴通过第四十字轴与第四转轴连接,第六转轴通过第五十字轴与第五转轴连接,第六转轴与第一转轴之间通过第六十字轴连接;第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、第四驱动齿轮、第五驱动齿轮和第六驱动齿轮沿圆周方向均布;第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,第一从动同步带轮与第一转轴固定连接,第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、七转轴、第七驱动齿轮、第八转轴、第八驱动齿轮、第九转轴、第九驱动齿轮、第十转轴、第十驱动齿轮、第十一转轴、第十一驱动齿轮、第十二转轴和第十二驱动齿轮;第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,第七转轴与第二支撑板转动连接,第七驱动齿轮与第七转轴固定连接,第八转轴与第二支撑板转动连接,第八驱动齿轮与第八转轴固定连接,第九转轴与第二支撑板转动连接,第九驱动齿轮与第九转轴固定连接,第十转轴与第二支撑板转动连接,第十驱动齿轮与第十转轴固定连接,第十一转轴与第二支撑板转动连接,第十一驱动齿轮与第十一转轴固定连接,第十二转轴与第二支撑板转动连接,第十二驱动齿轮与第十二转轴固定连接,第八转轴通过十字轴与第七转轴连接,第九转轴通过十字轴与第八转轴连接,第十转轴通过第十字轴与第九转轴连接,第十一转轴通过十字轴与第十转轴连接,第十二转轴通过十字轴与第十一转轴连接,第十二转轴与第七转轴之间通过十字轴连接;第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮沿圆周方向均布;第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,第二从动同步带轮与第七转轴固定连接,第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,多个第一压辊呈圆环状分布;
第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,多个第二压辊呈圆环状分布;
圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;圆柱形气囊由弹性材料制成;第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有6组由多个齿组成的啮合部件,6组由多个齿组成的啮合部件分别是第一组啮合部件、第二组啮合部件、第三组啮合部件、第四组啮合部件、第五组啮合部件、第六组啮合部件,第一组啮合部件的齿与第一驱动齿轮啮合,第一组啮合部件的齿也和第七驱动齿轮啮合;第二组啮合部件的齿与第二驱动齿轮啮合,第二组啮合部件的齿和第八驱动齿轮啮合;第三组啮合部件的齿与第三驱动齿轮啮合,第三组啮合部件的齿与第九驱动齿轮啮合;第四组啮合部件的齿与第四驱动齿轮啮合,第四组啮合部件的齿与第十驱动齿轮啮合;第五组啮合部件的齿与第五驱动齿轮啮合,第五组啮合部件的齿与第十一驱动齿轮啮合;第六组啮合部件的齿与第六驱动齿轮啮合,第六组啮合部件的齿与第十二驱动齿轮啮合;
在圆柱形气囊的轴向方向上,第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;第一驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1;第三圆形轴上连接多个第三压辊,多个第三压辊呈圆环状分布,第三压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,第七驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述第三圆形轴上连接多个第三压辊,多个第三压辊呈圆环状分布;
所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形液囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形液囊设有内腔,内腔中有液体;所述圆柱形液囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形液囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形液囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形液囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形液囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形液囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形液囊的径向方向上;所述圆柱形液囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形液囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形液囊的中部空腔内;所述圆柱形液囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形液囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三椭圆形轴和椭圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿椭圆形方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿椭圆形方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一椭圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一椭圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈椭圆形分布;
所述第二张紧组件包括第二椭圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二椭圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈椭圆形分布;
所述椭圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述椭圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三椭圆形轴设于椭圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三椭圆形轴位于椭圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于椭圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于椭圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于椭圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于椭圆柱形气囊的径向方向上;所述椭圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述椭圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于椭圆柱形气囊的中部空腔内;所述椭圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述椭圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三椭圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三椭圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三椭圆形轴的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
本发明提供一种可自适应通道尺寸的软体机器人,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、3个转轴和3个驱动齿轮;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述3个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述3个驱动齿轮分别与3个转轴固定连接,所述3个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述3个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与3个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、3个转轴和3个驱动齿轮,所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述第二驱动装置的3个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述第二驱动装置的3个驱动齿轮分别与3个转轴固定连接,所述第二驱动装置的3个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述第二驱动装置的3个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与第二驱动装置的3个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有3组由多个齿组成的啮合部件,3组由多个齿组成的啮合部件分别与第一驱动装置的3个驱动齿轮啮合,3组由多个齿组成的啮合部件分别与第二驱动装置的3个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述第一驱动装置的3个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述第二驱动装置的3个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
本发明的有益效果是,结构巧妙,灵活性强、柔顺性高、活动自由度高。体积可以很小来适用细长管道或微小空间。软体机器人整体呈圆柱状,环境适应性强,对于爬管道等应用场合可以全方位受力,不易发生滑动,不会发生翻车等异常情况。软体机器人运动时,圆柱形气囊沿轴向方向不断翻卷,圆柱形气囊上径向方向的部位运动情况一致。圆柱形气囊位于外部,会对内部的弹簧、驱动装置起到很好的保护作用,使人机交互更安全,不会对周围环境造成影响。
本发明兼具履带式机器人与充气软体蛇形机器人的优点,身体较短,气囊内充气可以适应不同的狭缝大小,具有身体长度与弯曲变形自适应能力,与避免抓紧力大,负载能力强。克服履带式机器人无法控制弯曲和实现壁面强抓紧的技术缺陷;相比充气软体蛇形机器人也具有更大的负载能力。本发明公开的软体机器人在核电和化工等管道设备检测、激光焊接等作业中具有非常广阔的应用前景。
本发明进一步的特征,将在以下具体实施方式的描述中,得以清楚地记载。
附图说明
图1是软体机器人的立体图;
图2是图1所示结构的主视图;
图3是图2中A-A方向的剖视图;
图4是图1所示软体机器人去掉气囊后的结构示意图;
图5是图4所示结构的侧视图;
图6是第一张紧组件的立体图;
图7是图6所示结构的主视图;
图8是图6所示结构的侧视图;
图9是图7中C-C方向的剖视图;
图10是第三圆形轴、第一张紧组件和第二张紧组件的位置关系图;
图11是软体机器人处于细长管道中的状态示意图;
图12是图11中,管道左边的软体机器人的立体图;
图13是图12所示结构的侧视图;
图14是软体机器人进入弯曲状管道中的状态示意图;
图15是图14中的软体机器人的立体图;
图16是图15中B-B方向的剖视图。
图中符号说明:
1.第一驱动电机,2.第一主动同步带轮,3.第一传动同步带,4.第一从动同步带轮,5.第一转轴,6.第一驱动齿轮,7.第一十字轴,8.第二转轴,9.第二驱动齿轮,10.第二十字轴,11.第三转轴,12.第三驱动齿轮,13.第三十字轴,14.第四转轴,15.第四驱动齿轮,16.第四十字轴,17.第五转轴,18.第五驱动齿轮,19.第五十字轴,20.第六转轴,21.第六驱动齿轮,22.第六十字轴,23.第一支撑板,24.第一电机固定座,25.第一压辊,26.第一圆形轴,27.弹簧,28.第二支撑板,29.第二驱动电机,30.第七驱动齿轮,31.第八驱动齿轮,32.第九驱动齿轮,33.第十驱动齿轮,34.第十一驱动齿轮,35.第十二驱动齿轮,36.第二压辊,37.第二圆形轴,38.第三圆形轴,39.圆柱形气囊,40.齿,41.直管道,42.弯曲状管道。
具体实施方式
以下参照附图,以具体实施例对本发明作进一步详细说明。
软体机器人包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板23、第二支撑板28、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧27、第三圆形轴38、圆柱形气囊39、齿40,第一驱动装置包括第一电机固定座24、第一驱动电机1、第一主动同步带轮2、第一传动同步带3、第一从动同步带轮4、第一转轴5、第一驱动齿轮6、第一十字轴7、第二转轴8、第二驱动齿轮9、第二十字轴10、第三转轴11、第三驱动齿轮12、第三十字轴13、第四转轴14、第四驱动齿轮15、第四十字轴16、第五转轴17、第五驱动齿轮18、第五十字轴19、第六转轴20、第六驱动齿轮21、第六十字轴22,第一驱动电机1通过第一电机固定座24固定在第一支撑板23上,第一转轴5与第一支撑板23转动连接,第一驱动齿轮6与第一转轴5固定连接,第二转轴8与第一支撑板23转动连接,第二驱动齿轮9与第二转轴8固定连接,第三转轴11与第一支撑板23转动连接,第三驱动齿轮12与第三转轴11固定连接,第四转轴14与第一支撑板23转动连接,第四驱动齿轮15与第四转轴14固定连接,第五转轴17与第一支撑板23转动连接,第五驱动齿轮18与第五转轴17固定连接,第六转轴20与第一支撑板23转动连接,第六驱动齿轮21与第六转轴20固定连接,第二转轴8通过第一十字轴7与第一转轴5连接,第三转轴11通过第二十字轴10与第二转轴8连接,第四转轴14通过第三十字轴13与第三转轴11连接,第五转轴17通过第四十字轴16与第四转轴14连接,第六转轴20通过第五十字轴19与第五转轴17连接,第六转轴20与第一转轴5之间通过第六十字轴22连接;第一驱动齿轮6、第二驱动齿轮9、第三驱动齿轮12、第四驱动齿轮15、第五驱动齿轮18和第六驱动齿轮21沿圆周方向均布;第一主动同步带轮2与第一驱动电机1的输出轴连接,第一从动同步带轮4与第一转轴5固定连接,第一传动同步带3连接于第一主动同步带轮2和第一从动同步带轮4之间。第一驱动电机1动作通过第一主动同步带轮2和第一传动同步带3带动第一从动同步带轮4旋转,第一从动同步带轮4带动第一转轴5旋转,第一转轴5带动第一驱动齿轮6旋转,第一转轴5的旋转运动通过第一十字轴7传递给第二转轴8,第一转轴5的旋转运动通过第六十字轴22传递给第六转轴20,以此类推,旋转运动传递给第三转轴11、第四转轴14、第五转轴17,进而使第二驱动齿轮9、第三驱动齿轮12、第四驱动齿轮15、第五驱动齿轮18和第六驱动齿轮21旋转,这六个驱动齿轮同时旋转,运动状态相同。需要说明的是,第一驱动电机1的输出轴通过同步带轮传动机构使第一转轴5旋转只是举例,也可以通过其他传动机构使第一转轴5旋转。
第二驱动装置的结构与第一驱动装置的结构相同,第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机29、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、第七转轴、第七驱动齿轮30、第八转轴、第八驱动齿轮31、第九转轴、第九驱动齿轮32、第十转轴、第十驱动齿轮33、第十一转轴、第十一驱动齿轮34、第十二转轴、第十二驱动齿轮35,第二驱动电机29通过第二电机固定座固定在第二支撑板28上,第七转轴与第二支撑板28转动连接,第七驱动齿轮30与第七转轴固定连接,第八转轴与第二支撑板28转动连接,第八驱动齿轮31与第八转轴固定连接,第九转轴与第二支撑板28转动连接,第九驱动齿轮32与第九转轴固定连接,第十转轴与第二支撑板28转动连接,第十驱动齿轮33与第十转轴固定连接,第十一转轴与第二支撑板28转动连接,第十一驱动齿轮34与第十一转轴固定连接,第十二转轴与第二支撑板28转动连接,第十二驱动齿轮35与第十二转轴固定连接,第八转轴通过十字轴与第七转轴连接,第九转轴通过十字轴与第八转轴连接,第十转轴通过第十字轴与第九转轴连接,第十一转轴通过十字轴与第十转轴连接,第十二转轴通过十字轴与第十一转轴连接,第十二转轴与第七转轴之间通过十字轴连接;第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮沿圆周方向均布;第二主动同步带轮与第二驱动电机29的输出轴连接,第二从动同步带轮与第七转轴固定连接,第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间。第二驱动电机29动作通过第二主动同步带轮和第二传动同步带带动第二从动同步带轮旋转,第二从动同步带轮4带动第七转轴旋转,第七转轴带动第七驱动齿轮旋转,第七转轴的旋转运动通过各个十字轴传递给第八转轴、第九转轴、第十转轴、第十一转轴、第十二转轴,进而使第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮旋转,这六个驱动齿轮同时旋转,运动状态相同。需要说明的是,第二驱动电机29的输出轴通过同步带轮传动机构驱动第七转轴旋转只是举例,也可以采取其他传动机构来驱动第七转轴旋转。
第二支撑板28与第一支撑板23之间通过弹簧27连接。
如图4、6、7、8和9所示,多个第一压辊25与第一圆形轴26转动连接,多个第一压辊25呈圆环状分布。多个第一压辊25与第一圆形轴26构成第一张紧组件。
多个第二压辊36与第二圆形轴37转动连接,多个第二压辊36呈圆环状分布。多个第二压辊36与第二圆形轴37构成第二张紧组件。第二张紧组件的结构与第一张紧组件的结构相同。
圆柱形气囊39设有内腔,内腔中有气体。圆柱形气囊由弹性材料制成,弹性材料具体可以选择橡胶、硅胶、LDPE低密度聚乙烯、SBC苯乙烯等)。第三圆形轴38设于圆柱形气囊39的内腔的中部,第三圆形轴38位于圆柱形气囊39的径向方向上。第一张紧组件设于圆柱形气囊39的内腔的一端,第二张紧组件设于圆柱形气囊39的内腔的另一端;第一张紧组件位于圆柱形气囊39的径向方向上,第二张紧组件位于圆柱形气囊39的径向方向上。圆柱形气囊39沿轴向方向设有中部空腔,圆柱形气囊39套在第一驱动装置和第二驱动装置上,第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板23、第二支撑板28和弹簧27位于圆柱形气囊39的中部空腔内。圆柱形气囊39的表面沿轴向方向连接有6组由多个齿40组成的啮合部件,第一组啮合部件的齿40与第一驱动齿轮6啮合,第一组啮合部件的齿40也和第七驱动齿轮30啮合;同理,第二组啮合部件的齿40与第二驱动齿轮9啮合,第二组啮合部件的齿40也和第八驱动齿轮31啮合;第三组啮合部件的齿40与第三驱动齿轮12啮合,第三组啮合部件的齿40也与第九驱动齿轮32啮合;第四组啮合部件的齿40与第四驱动齿轮15啮合,第四组啮合部件的齿40也与第十驱动齿轮33啮合;第五组啮合部件的齿40与第五驱动齿轮18啮合,第五组啮合部件的齿40也与第十一驱动齿轮34啮合;第六组啮合部件的齿40与第六驱动齿轮21啮合,第六组啮合部件的齿40也与第十二驱动齿轮35啮合。在圆柱形气囊39的轴向方向上,第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴38之间(即第一驱动齿轮6、第二驱动齿轮9、第三驱动齿轮12、第四驱动齿轮15、第五驱动齿轮18和第六驱动齿轮21位于第一张紧组件和第三圆形轴38之间),第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴38之间(即第七驱动齿轮30、第八驱动齿轮31、第九驱动齿轮32、第十驱动齿轮33、第十一驱动齿轮34和第十二驱动齿轮35位于第二张紧组件和第三圆形轴38之间)。
参考图3和10,第一驱动齿轮6的外缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离为H1,第三圆形轴38的内缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离为A(即第三圆形轴38内圆的半径),第一压辊25的内缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离为B(即图7所示第一张紧组件的内圆的半径),A<H1,B≤H1。第二压辊36的内缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离为C(即第二张紧组件的内圆的半径),第七驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。第一张紧组件与第一驱动装置的位置关系,以及第三圆形轴38与第一驱动装置的位置关系,能够使第一驱动装置上的六个驱动齿轮与圆柱形气囊39表面的齿40可靠地啮合,提高传动的稳定性。第二张紧组件与第二驱动装置的位置关系,以及第三圆形轴38与第二驱动装置的位置关系,能够使第二驱动装置上的六个驱动齿轮与圆柱形气囊39表面的齿40可靠地啮合,提高传动的稳定性。
需要说明的是,第三圆形轴38可以用第一张紧组件的结构代替,也就是在第三圆形轴38上连接多个第三压辊,多个第三压辊呈圆环状分布的,此时A<H1中的A是第三压辊的内缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离,A<H2中的A是第三压辊的内缘到圆柱形气囊39的轴线39-1之间的距离。
下面介绍上述软体机器人的运动过程:
第一驱动装置的第一驱动电机1以及第二驱动装置的第二驱动电机29同时工作,使第一驱动装置的六个驱动齿轮以及第二驱动装置的六个齿轮同时向同一个方向旋转(如图10中的箭头指向),各个驱动齿轮上的齿通过圆柱形气囊39表面上的齿40带动圆柱形气囊39翻卷(如图10中左上角箭头、左下角箭头的指向),圆柱形气囊39产生相对于驱动齿轮的平移运动,圆柱形气囊39表面上的齿40循环运动作用在物体表面,进而使整个机器人运动。参考图11,软体机器人处于图1和3所示的初始状态时从直管道41的右边进入,然后向左移动进入管道的左边部分,管道的左边部分直径变小,圆柱形气囊39被挤压而长度变长,弹簧27变长,整个机器人的长度变长而外径变小。
第三圆形轴38可以提高圆柱形气囊39的表面与驱动齿轮的接触面积,使传动更可靠。圆柱形气囊39翻卷时,第三圆形轴38与圆柱形气囊39的内腔的内壁摩擦。
如图14-16所示,当软体机器人进入弯曲状管道42时,软体机器人会适用性地变成弯曲状态。
上述软体机器人整体呈圆柱状,圆柱形气囊39径向方向上各部分运动情况一致,不受限制,任意应用场景下都可以运动。需要说明的是,圆柱形气囊39也可以是椭圆柱形状,即整个机器人是椭圆柱形状,相应的第一张紧组件和第二张紧组件均为椭圆形,椭圆柱形气囊的内腔的中部为第三椭圆形轴,第一驱动装置设有以椭圆形均布的8个驱动齿轮,第二驱动装置设有以椭圆形均布的8个齿轮,椭圆柱形气囊的表面设有8组由多个齿组成的啮合部件,8组由多个齿组成的啮合部件与第一驱动装置的8个驱动齿轮啮合,8组由多个齿组成的啮合部件与第二驱动装置的8个驱动齿轮啮合。
一组驱动装置设置6个驱动齿轮,基本能保证整个机器人呈圆柱形,如果一组驱动装置设置7个、8个或更多个驱动齿轮,则更能使气囊呈圆柱形状。
如果每组驱动装置的驱动齿轮是3个,圆柱形气囊的外表面有3组由多个齿组成的啮合部件,也是可行的。如果每组驱动装置的驱动齿轮是4个,圆柱形气囊的外表面有4组由多个齿组成的啮合部件,也是可行的。如果每组驱动装置的驱动齿轮是5个,圆柱形气囊的外表面有5组由多个齿组成的啮合部件,也是可行的。
需要说明书的是,圆柱形气囊39中可以不充气,而是用水、油等液体充满。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的技术人员受其启示,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 (9)
1.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
2.根据权利要求1所述的可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,A<H1,B<H1,A<H2,C<H2。
3.根据权利要求1所述的可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,所述M的值是6,N的值是6,K的值是6;
所述第一驱动装置包括第一转轴、第一驱动齿轮、第一十字轴、第二转轴、第二驱动齿轮、第二十字轴、第三转轴、第三驱动齿轮、第三十字轴、第四转轴、第四驱动齿轮、第四十字轴、第五转轴、第五驱动齿轮、第五十字轴、第六转轴、第六驱动齿轮和第六十字轴,所述第一转轴与第一支撑板转动连接,所述第一驱动齿轮与第一转轴固定连接,所述第二转轴与第一支撑板转动连接,所述第二驱动齿轮与第二转轴固定连接,所述第三转轴与第一支撑板转动连接,所述第三驱动齿轮与第三转轴固定连接,所述第四转轴与第一支撑板转动连接,所述第四驱动齿轮与第四转轴固定连接,所述第五转轴与第一支撑板转动连接,所述第五驱动齿轮与第五转轴固定连接,所述第六转轴与第一支撑板转动连接,所述第六驱动齿轮与第六转轴固定连接,所述第二转轴通过第一十字轴与第一转轴连接,所述第三转轴通过第二十字轴与第二转轴连接,所述第四转轴通过第三十字轴与第三转轴连接,所述第五转轴通过第四十字轴与第四转轴连接,所述第六转轴通过第五十字轴与第五转轴连接,所述第六转轴与第一转轴之间通过第六十字轴连接;所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、第四驱动齿轮、第五驱动齿轮和第六驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与第一转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第七转轴、第七驱动齿轮、第八转轴、第八驱动齿轮、第九转轴、第九驱动齿轮、第十转轴、第十驱动齿轮、第十一转轴、第十一驱动齿轮、第十二转轴和第十二驱动齿轮,所述第七转轴与第二支撑板转动连接,所述第七驱动齿轮与第七转轴固定连接,所述第八转轴与第二支撑板转动连接,所述第八驱动齿轮与第八转轴固定连接,所述第九转轴与第二支撑板转动连接,所述第九驱动齿轮与第九转轴固定连接,所述第十转轴与第二支撑板转动连接,所述第十驱动齿轮与第十转轴固定连接,所述第十一转轴与第二支撑板转动连接,所述第十一驱动齿轮与第十一转轴固定连接,所述第十二转轴与第二支撑板转动连接,所述第十二驱动齿轮与第十二转轴固定连接,所述第八转轴通过十字轴与第七转轴连接,所述第九转轴通过十字轴与第八转轴连接,所述第十转轴通过第十字轴与第九转轴连接,所述第十一转轴通过十字轴与第十转轴连接,所述第十二转轴通过十字轴与第十一转轴连接,所述第十二转轴与第七转轴之间通过十字轴连接;所述第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二从动同步带轮与第七转轴固定连接;
所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有6组由多个齿组成的啮合部件,6组由多个齿组成的啮合部件分别是第一组啮合部件、第二组啮合部件、第三组啮合部件、第四组啮合部件、第五组啮合部件、第六组啮合部件,所述第一组啮合部件的齿与第一驱动齿轮啮合,第一组啮合部件的齿也和第七驱动齿轮啮合;所述第二组啮合部件的齿与第二驱动齿轮啮合,第二组啮合部件的齿和第八驱动齿轮啮合;所述第三组啮合部件的齿与第三驱动齿轮啮合,第三组啮合部件的齿与第九驱动齿轮啮合;所述第四组啮合部件的齿与第四驱动齿轮啮合,第四组啮合部件的齿与第十驱动齿轮啮合;所述第五组啮合部件的齿与第五驱动齿轮啮合,第五组啮合部件的齿与第十一驱动齿轮啮合;所述第六组啮合部件的齿与第六驱动齿轮啮合,第六组啮合部件的齿与第十二驱动齿轮啮合;
所述第一驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,第七驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
4.根据权利要求3所述的可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,A<H1,B<H1,A<H2,C<H2。
5.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、第一转轴、第一驱动齿轮、第一十字轴、第二转轴、第二驱动齿轮、第二十字轴、第三转轴、第三驱动齿轮、第三十字轴、第四转轴、第四驱动齿轮、第四十字轴、第五转轴、第五驱动齿轮、第五十字轴、第六转轴、第六驱动齿轮和第六十字轴;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述第一转轴与第一支撑板转动连接,所述第一驱动齿轮与第一转轴固定连接,所述第二转轴与第一支撑板转动连接,所述第二驱动齿轮与第二转轴固定连接,所述第三转轴与第一支撑板转动连接,所述第三驱动齿轮与第三转轴固定连接,所述第四转轴与第一支撑板转动连接,所述第四驱动齿轮与第四转轴固定连接,所述第五转轴与第一支撑板转动连接,所述第五驱动齿轮与第五转轴固定连接,所述第六转轴与第一支撑板转动连接,所述第六驱动齿轮与第六转轴固定连接,所述第二转轴通过第一十字轴与第一转轴连接,所述第三转轴通过第二十字轴与第二转轴连接,所述第四转轴通过第三十字轴与第三转轴连接,所述第五转轴通过第四十字轴与第四转轴连接,所述第六转轴通过第五十字轴与第五转轴连接,所述第六转轴与第一转轴之间通过第六十字轴连接;所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、第四驱动齿轮、第五驱动齿轮和第六驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与第一转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、七转轴、第七驱动齿轮、第八转轴、第八驱动齿轮、第九转轴、第九驱动齿轮、第十转轴、第十驱动齿轮、第十一转轴、第十一驱动齿轮、第十二转轴和第十二驱动齿轮;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述第七转轴与第二支撑板转动连接,所述第七驱动齿轮与第七转轴固定连接,所述第八转轴与第二支撑板转动连接,所述第八驱动齿轮与第八转轴固定连接,所述第九转轴与第二支撑板转动连接,所述第九驱动齿轮与第九转轴固定连接,所述第十转轴与第二支撑板转动连接,所述第十驱动齿轮与第十转轴固定连接,所述第十一转轴与第二支撑板转动连接,所述第十一驱动齿轮与第十一转轴固定连接,所述第十二转轴与第二支撑板转动连接,所述第十二驱动齿轮与第十二转轴固定连接,所述第八转轴通过十字轴与第七转轴连接,所述第九转轴通过十字轴与第八转轴连接,所述第十转轴通过第十字轴与第九转轴连接,所述第十一转轴通过十字轴与第十转轴连接,所述第十二转轴通过十字轴与第十一转轴连接,所述第十二转轴与第七转轴之间通过十字轴连接;所述第七驱动齿轮、第八驱动齿轮、第九驱动齿轮、第十驱动齿轮、第十一驱动齿轮和第十二驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与第七转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有6组由多个齿组成的啮合部件,6组由多个齿组成的啮合部件分别是第一组啮合部件、第二组啮合部件、第三组啮合部件、第四组啮合部件、第五组啮合部件、第六组啮合部件,所述第一组啮合部件的齿与第一驱动齿轮啮合,第一组啮合部件的齿也和第七驱动齿轮啮合;所述第二组啮合部件的齿与第二驱动齿轮啮合,第二组啮合部件的齿和第八驱动齿轮啮合;所述第三组啮合部件的齿与第三驱动齿轮啮合,第三组啮合部件的齿与第九驱动齿轮啮合;所述第四组啮合部件的齿与第四驱动齿轮啮合,第四组啮合部件的齿与第十驱动齿轮啮合;所述第五组啮合部件的齿与第五驱动齿轮啮合,第五组啮合部件的齿与第十一驱动齿轮啮合;所述第六组啮合部件的齿与第六驱动齿轮啮合,第六组啮合部件的齿与第十二驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述第一驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1;所述第三圆形轴上连接多个第三压辊,多个第三压辊呈圆环状分布,所述第三压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,第七驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
6.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述第三圆形轴上连接多个第三压辊,多个第三压辊呈圆环状分布;
所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
7.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形液囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形液囊设有内腔,内腔中有液体;所述圆柱形液囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形液囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形液囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形液囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形液囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形液囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形液囊的径向方向上;所述圆柱形液囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形液囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形液囊的中部空腔内;所述圆柱形液囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形液囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形液囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
8.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三椭圆形轴和椭圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、M个转轴和M个驱动齿轮,M≥6;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述M个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述M个驱动齿轮分别与M个转轴固定连接,所述M个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述M个驱动齿轮沿椭圆形方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与M个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、N个转轴和N个驱动齿轮,N≥6,N的值和M的值相同;所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述N个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述N个驱动齿轮分别与N个转轴固定连接,所述N个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述N个驱动齿轮沿椭圆形方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与N个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一椭圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一椭圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈椭圆形分布;
所述第二张紧组件包括第二椭圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二椭圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈椭圆形分布;
所述椭圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述椭圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三椭圆形轴设于椭圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三椭圆形轴位于椭圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于椭圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于椭圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于椭圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于椭圆柱形气囊的径向方向上;所述椭圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述椭圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于椭圆柱形气囊的中部空腔内;所述椭圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有K组由多个齿组成的啮合部件,K的值与M的值相同;K组由多个齿组成的啮合部件分别与M个驱动齿轮啮合,K组由多个齿组成的啮合部件分别与N个驱动齿轮啮合;
在所述椭圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三椭圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三椭圆形轴之间;所述M个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三椭圆形轴的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述N个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到椭圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
9.一种可自适应通道尺寸的软体机器人,其特征在于,包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板、第一张紧组件、第二张紧组件、弹簧、第三圆形轴和圆柱形气囊;
所述第一驱动装置包括第一电机固定座、第一驱动电机、第一主动同步带轮、第一传动同步带、第一从动同步带轮、3个转轴和3个驱动齿轮;所述第一驱动电机通过第一电机固定座固定在第一支撑板上,所述3个转轴分别与第一支撑板转动连接,所述3个驱动齿轮分别与3个转轴固定连接,所述3个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接,所述3个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第一主动同步带轮与第一驱动电机的输出轴连接,所述第一从动同步带轮与3个转轴中的其中一个转轴固定连接,所述第一传动同步带连接于第一主动同步带轮和第一从动同步带轮之间;
所述第二驱动装置包括第二电机固定座、第二驱动电机、第二主动同步带轮、第二传动同步带、第二从动同步带轮、3个转轴和3个驱动齿轮,所述第二驱动电机通过第二电机固定座固定在第二支撑板上,所述第二驱动装置的3个转轴分别与第二支撑板转动连接,所述第二驱动装置的3个驱动齿轮分别与3个转轴固定连接,所述第二驱动装置的3个转轴的相邻两个转轴之间通过十字轴连接;所述第二驱动装置的3个驱动齿轮沿圆周方向均布;所述第二主动同步带轮与第二驱动电机的输出轴连接,所述第二从动同步带轮与第二驱动装置的3个转轴的其中一个转轴固定连接,所述第二传动同步带连接于第二主动同步带轮和第二从动同步带轮之间;
所述第二支撑板与第一支撑板之间通过弹簧连接;
所述第一张紧组件包括第一圆形轴和多个第一压辊,多个第一压辊与第一圆形轴转动连接,所述多个第一压辊呈圆环状分布;
所述第二张紧组件包括第二圆形轴和多个第二压辊,多个第二压辊与第二圆形轴转动连接,所述多个第二压辊呈圆环状分布;
所述圆柱形气囊设有内腔,内腔中有气体;所述圆柱形气囊由弹性材料制成;所述第三圆形轴设于圆柱形气囊的内腔的中部,所述第三圆形轴位于圆柱形气囊的径向方向上;所述第一张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的一端,所述第二张紧组件设于圆柱形气囊的内腔的另一端;所述第一张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上,所述第二张紧组件位于圆柱形气囊的径向方向上;所述圆柱形气囊沿轴向方向设有中部空腔,所述圆柱形气囊套在第一驱动装置和第二驱动装置上,所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一支撑板、第二支撑板和弹簧位于圆柱形气囊的中部空腔内;所述圆柱形气囊的表面沿轴向方向连接有3组由多个齿组成的啮合部件,3组由多个齿组成的啮合部件分别与第一驱动装置的3个驱动齿轮啮合,3组由多个齿组成的啮合部件分别与第二驱动装置的3个驱动齿轮啮合;
在所述圆柱形气囊的轴向方向上,所述第一驱动装置位于第一张紧组件和第三圆形轴之间,所述第二驱动装置位于第二张紧组件和第三圆形轴之间;所述第一驱动装置的3个驱动齿轮中其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H1,所述第三圆形轴的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为A,所述第一压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为B,A<H1,B≤H1;所述第二压辊的内缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为C,所述第二驱动装置的3个驱动齿轮的其中一个驱动齿轮的外缘到圆柱形气囊的轴线之间的距离为H2,A<H2,C≤H2。
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CN103438326A (zh) * | 2013-08-29 | 2013-12-11 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 履带式自适应管道爬行器 |
CN103697286A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-04-02 | 北京机械设备研究所 | 一种履带式管道机器人 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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