CN201597033U - 轮式蛇形机器人机构 - Google Patents
轮式蛇形机器人机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201597033U CN201597033U CN2010201194711U CN201020119471U CN201597033U CN 201597033 U CN201597033 U CN 201597033U CN 2010201194711 U CN2010201194711 U CN 2010201194711U CN 201020119471 U CN201020119471 U CN 201020119471U CN 201597033 U CN201597033 U CN 201597033U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- snake
- ratchet
- unit
- snake body
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种轮式蛇形机器人机构，属于机器人领域。其组成包括：蛇头、蛇身和蛇尾，所述的蛇头内部装有微型摄像头和传感器，蛇尾内部装有操控机器人运行的控制系统和电源，蛇头、蛇身和蛇尾前后设置按序连接为一体构成机器人整体，蛇身由多个独立的蛇身单元组成，驱动电机固定在蛇身单元的外壳内，电机输出轴的两端固装有车轮，电机输出轴上还固装有两个齿向相反的棘轮，两个棘轮之间设有转向盘，转向盘上安装有棘爪，棘爪的另一端配有重锤，安装在棘爪上的弹簧将棘爪压向棘轮轮齿；相邻的蛇身单元之间通过转轴、连杆头尾连接。本机构采用轮式驱动，利用双棘轮实现转向和越障动作，具有结构简单、质量小、运动灵活等特点，非常适合狭小环境下运动。
Description
技术领域
本发明属于机器人领域，特别涉及适用于狭窄、复杂地面上运动的一种轮式蛇形机器人机构。
背景技术
近年来，地震、矿难等灾害时有发生，严重威胁着人类的安全，引起了人们广泛关注。由于灾难发生后的废墟下通道狭窄，并存在二次倒塌的危险，施救人员无法深入进行侦察或施救，人们急于探知灾难现场的内部险情，但又无法接近或进入灾难现场。此时，搜救机器人的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，在灾难救援中起着越来越重要的作用。
中国专利CN1269620C公开了“一种蛇形机器人”由于该蛇形机器人体型细长，重心低，更适合在废墟的复杂环境下运动。其不足之处是他的蛇身采用记忆合金弹簧连接，仅在底部设置用于行走的足，记忆合金特性及足的设置位置限定，该机器人只能采用蠕动的前进方式，且不能实现翻滚前进速度慢，这些缺陷限制了蛇形机器人在灾难救援中的应用。
还有一种蛇形机器人是采用蜿蜒前进方式，对地面平整度要求高，不适合在废墟内爬行。
发明内容
本实用新型的发明目的是针对现有技术的种种不足，提供一种运动灵活的轮式蛇形机器人机构，该机器人可在复杂表面上前进、转弯和越障，在狭小缝隙间穿行，装有摄像机等传感器进入废墟下探测和定位受伤者。
实现上述发明目的采用以下技术方案：一种轮式蛇形机器人机构，其组成包括：蛇头、蛇身和蛇尾，所述的蛇头内部装有微型摄像头和传感器，蛇尾内部装有操控机器人运行的控制系统和电源，蛇头、蛇身和蛇尾前后设置按序连接为一体构成机器人整体，所述的蛇身由多个独立的蛇身单元组成，该蛇身单元包括外壳、驱动电机、车轮和双棘轮机构，所述的驱动电机固定在蛇身单元的外壳内，其电机轴的两端分别固装有车轮，电机轴上还固装有两个齿向相反的棘轮，两个棘轮之间设有一个同轴自由转动的转向盘，该转向盘上安装有与两个棘轮相啮合的棘爪，两个棘爪按序分布安装在转向盘回转中心的两侧，棘爪的另一端配有重锤，通过安装在棘爪上的弹簧将棘爪压向棘轮轮齿；相邻的蛇身单元之间通过转轴、连杆头尾连接。
采用上述技术方案，本蛇形机器人机构采用轮式驱动，利用双棘轮实现转向和越障动作，每个单元只用一个驱动电机实现前进和转向，具有结构简单、质量小、运动灵活等特点，非常适合狭小环境下运动。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图。
图2是本实用新型的蛇身单元右前方向结构视图。
图3是本实用新型去掉左车轮和外壳的蛇身单元左前方向结构视图。
图中，蛇头1，蛇身2，蛇尾3，左车轮4，右棘爪5，连杆6，弹簧7，右棘爪转轴8，右棘爪重锤9，前连接轴10，外壳11，后连接轴12，连杆轴孔13，右车轮14，转向盘15，右棘轮16，驱动电机17，电机输出轴18，连杆后转轴19，左棘轮20，左棘爪21，左棘爪转轴22，左棘爪重锤23，连杆前转轴24。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
参见附图1、附图2，本实用新型轮式蛇形机器人由蛇头1、蛇身2和蛇尾3前后相连而成。其中蛇头1由一个蛇头单元组成，其内装有微型摄像机和传感器等器件。蛇尾3由一个蛇尾单元组成，其内装有控制系统和电源。蛇身2由多个独立但相连的蛇身单元组成，每个蛇身单元均装有车轮和驱动机构。相邻的蛇身单元之间通过转轴、连杆6头尾连接。
参见附图2、附图3，每个蛇身单元由外壳11、作为驱动机构的驱动电机17、左车轮4、右车轮14、左棘轮20、左棘爪21、右棘轮16、右棘爪5组成。驱动电机17是一种两端具有输出轴18、且输出轴18可连续旋转、可控制旋转速度和旋转角度的电机。驱动电机17固定在单元外壳11内。驱动电机17的输出轴18左、右两端同轴依次固装有左车轮4和右车轮14。在驱动电机17的输出轴18上还同轴固定有齿向相反的左棘轮20和右棘轮16，两个棘轮齿向相反，两个棘轮之间设有一个可绕电机输出轴18自由转动的转向盘15。转向盘15上安装有与左、右棘轮20、16相啮合的左、右棘爪21、5，左、右棘爪21、5按序分布安装在转向盘15回转中心的上、下两侧。左、右棘轮20、16依次与左、右棘爪21、5相啮合，构成两对棘轮棘爪机构。左、右棘爪21、5分别通过与其对应的左、右棘爪转轴22、8与转向盘15连接，左、右棘爪转轴22、8分别固定在转向盘15上。左棘爪21绕左棘爪转轴22转动、右棘爪5绕右棘爪转轴8转动。左、右棘爪转轴22、8上分别依次套有弹簧7，靠弹簧7的拉力将棘爪压向棘轮轮齿，左、右棘爪21、5的另一端依次配有左、右棘爪重锤23、9。
如附图2，附图2显示了右棘轮棘爪机构，右棘轮16与右棘爪5构成一对棘轮棘爪机构，右棘爪转轴8固定在转向盘15上，右棘爪5绕右棘爪转轴8转动，右棘爪转轴8上绕有弹簧7，靠弹簧7的拉力将棘爪5压向右棘轮16，右棘爪5另一端配有右棘爪重锤9，图2中的位置由于重锤9产生的转矩大于弹簧7产生的转矩，右棘爪5脱离右棘轮16，不与右棘轮16相啮合。
如附图3，附图3显示了左棘轮棘爪机构，左棘轮20与左棘爪21构成一对棘轮棘爪机构，图中位置左棘爪重锤23产生的转矩和弹簧7产生的转矩均将左棘爪21压向左棘轮20，左棘爪21与左棘轮20齿面啮合。
参见附图2，每个蛇身单元外壳与其前、后相邻的蛇身单元各通过一个转轴相联接，连接每个蛇身单元的前连接轴10的方向与该单元的电机输出轴18平行，也就是与前单元相联的前连接轴10与单元自身的电机输出轴18平行，与后蛇身单元连接的后连接轴12的方向与该单元的电机输出轴18垂直。同时，每个单元的转向盘15上还设置有一条连杆6，连接两个相邻单元的连杆6一端通过连杆后转轴19与后单元的转向盘15相连，另一端通过连杆前转轴24与前单元的外壳11相连，其连杆前、后转轴24、19的方向与后单元的电机输出轴18平行。连杆6与转向盘15通过连杆后转轴19相连，连杆6和前一单元外壳11通过连杆前转轴24相联接，连杆前转轴24与电机输出轴18平行分布。所述的连杆前、后转轴24、19一端与设置在外壳11上的连杆轴孔13连接固定，另一端依次与连杆6的两端连接。这样，相邻的两个单元的电机输出轴18相互垂直分布，即如果一个单元的电机输出轴18为水平时，其车轮为左右分布，其前、后相邻的单元的车轮则为上下分布，参见附图1。
本实用新型的工作过程：
参见附图2、附图3，当电机输出轴18处于水平方向的蛇身单元的驱动电机17按照一定转速连续顺时针旋转时，带动整机前进，与电机输出轴18同轴固接的右棘轮16和左棘轮20随电机输出轴18一起转动，此时该蛇身单元的右棘爪5与右棘轮16脱离，左棘爪21与左棘轮20啮合，但由于左棘轮20转向与左棘爪21方向相同，左棘轮20与左棘爪21之间无切向力作用，故转向盘15不转动。当驱动电机17逆时针转动时，驱动电机17带动两个棘轮反向转动，左棘轮20旋转方向与左棘爪21方向相反，左棘轮20通过左棘爪21带动转向盘15逆时针转动，与转向盘15连接的连杆6则拉动前单元绕两蛇身单元之间的前连接轴10转动，前蛇身单元仰起，实现越障动作。
电机输出轴18处于垂直方向的蛇身单元的两个棘爪销轴也为垂直状态，左右棘爪在弹簧力的作用下紧贴左、右棘轮20、16的齿面，当该单元电机左右旋转时，棘轮通过棘爪带动转向盘15左右旋转，与转向盘5连接的连杆6则拉动前单元绕两单元之间的连接转轴转动，实现转弯运动。
以上是根据附图所示的实施方式所做的说明，这些实施方式只是个例说明，并不意味着限制。在本实用新型技术方案的指导下做出的实施方式，均属本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种轮式蛇形机器人机构，其组成包括：蛇头(1)、蛇身(2)和蛇尾(3)，所述的蛇头(1)内部装有微型摄像头和传感器，蛇尾内部装有操控机器人运行的控制系统和电源，蛇头(1)、蛇身(2)和蛇尾(3)前后设置按序连接为一体构成机器人整体，其特征在于：所述的蛇身(2)由多个独立的蛇身单元组成，该蛇身单元包括外壳(11)、驱动电机(17)、车轮和双棘轮机构，所述的驱动电机(17)固定在蛇身单元的外壳(11)内，其电机输出轴(18)的两端分别固装有车轮，电机输出轴(18)上还固装有两个齿向相反的棘轮，两个棘轮之间设有一个同轴自由转动的转向盘(15)，该转向盘(15)上安装有与两个棘轮相啮合的棘爪，两个棘爪按序分布安装在转向盘(15)回转中心的两侧，棘爪的另一端配有重锤，通过安装在棘爪上的弹簧(7)将棘爪压向棘轮轮齿；相邻的蛇身单元之间通过转轴、连杆(6)头尾连接。
2.根据权利要求1所述的轮式蛇形机器人机构，其特征在于：所述的连接每个蛇身单元的前连接轴(10)的方向与该单元的电机输出轴(18)平行，与其后蛇身单元连接的后连接轴(12)的方向与该单元的电机输出轴(18)垂直。
3.根据权利要求1所述的轮式蛇形机器人机构，其特征在于：所述的连接两个相邻单元的连杆(6)一端通过连杆后转轴(19)与后单元的转向盘(15)相连，另一端通过连杆前转轴(24)与前单元的外壳相连，其连杆前、后转轴(24、19)的方向与后单元的电机输出轴(18)平行。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201194711U CN201597033U (zh) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | 轮式蛇形机器人机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201194711U CN201597033U (zh) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | 轮式蛇形机器人机构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201597033U true CN201597033U (zh) | 2010-10-06 |
Family
ID=42808080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010201194711U Expired - Fee Related CN201597033U (zh) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | 轮式蛇形机器人机构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201597033U (zh) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102298387A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-28 | 浙江工业大学 | Pitch-Yaw结构的模块化机器人蜿蜒运动步态控制方法 |
| CN102616295A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 北京理工大学 | 一种基于模块化的多关节链节式机器人 |
| CN103138398A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-06-05 | 富阳市供电局 | 一种电力设备检视系统 |
| CN103625573A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-03-12 | 华南理工大学 | 一种基于正交关节蛇形机器人及其螺旋攀爬运动控制方法 |
| CN103737579A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-04-23 | 青岛海艺自动化技术有限公司 | 具有适应不平整地面能力的蛇形机器人 |
| CN103909528A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-09 | 苏州大学张家港工业技术研究院 | 一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统 |
| CN104875199A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-02 | 长春工业大学 | 电力管道线路巡检机器人 |
| CN105033991A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-11 | 常熟理工学院 | 单向被动轮接触机构的蛇形机器人及其控制方法 |
| CN105171722A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-23 | 冯亿坤 | 仿鳗鱼水下多自由度机器人 |
| CN105460096A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种新型蛇形机器人转向机构 |
| CN106002992A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种单轮驱动的模块化自重构移动机器人 |
| CN106078802A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 哈尔滨工业大学 | 用于单轮驱动的模块化自重构移动机器人上的模块壳体 |
| CN106272542A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 仿蛇搜救机器人关节机构 |
| CN106426150A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | 一种单电机驱动的机械手装置 |
| CN107175682A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种模块化蛇形机器人关节 |
| CN109124718A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-04 | 湖南灵康医疗科技有限公司 | 一种带有收线装置的弹力线套扎器及弹力线设置方法 |
| CN109454645A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-03-12 | 燕山大学 | 一种刚柔混合式救援机器人 |
| CN110561388A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 东北大学 | 模块化网状机器人 |
| CN110842900A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-28 | 国家电网有限公司 | 一种管道机器人巡检系统及方法 |
| CN111156367A (zh) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 上海交通大学 | 蛇形机器人 |
| CN112356015A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-12 | 浙江理工大学 | 一种仿生蛇形蠕动机器人 |
| CN113183140A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-07-30 | 西南交通大学 | 一种可换挡连接的仿生蛇形机器人及控制系统 |
-
2010
- 2010-02-22 CN CN2010201194711U patent/CN201597033U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102298387B (zh) * | 2011-06-30 | 2013-04-24 | 浙江工业大学 | Pitch-Yaw结构的模块化机器人蜿蜒运动步态控制方法 |
| CN102298387A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-28 | 浙江工业大学 | Pitch-Yaw结构的模块化机器人蜿蜒运动步态控制方法 |
| CN102616295A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 北京理工大学 | 一种基于模块化的多关节链节式机器人 |
| CN103138398A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-06-05 | 富阳市供电局 | 一种电力设备检视系统 |
| CN103138398B (zh) * | 2012-12-07 | 2014-12-17 | 国网浙江富阳市供电公司 | 一种电力设备检视系统 |
| CN103625573A (zh) * | 2013-09-16 | 2014-03-12 | 华南理工大学 | 一种基于正交关节蛇形机器人及其螺旋攀爬运动控制方法 |
| CN103737579A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-04-23 | 青岛海艺自动化技术有限公司 | 具有适应不平整地面能力的蛇形机器人 |
| CN103737579B (zh) * | 2014-01-27 | 2015-10-14 | 青岛海艺自动化技术有限公司 | 具有适应不平整地面能力的蛇形机器人 |
| CN103909528B (zh) * | 2014-04-28 | 2016-05-25 | 苏州大学张家港工业技术研究院 | 一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统 |
| CN103909528A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-09 | 苏州大学张家港工业技术研究院 | 一种单电机驱动的两自由度机器人视觉系统 |
| CN104875199A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-09-02 | 长春工业大学 | 电力管道线路巡检机器人 |
| CN105033991A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-11 | 常熟理工学院 | 单向被动轮接触机构的蛇形机器人及其控制方法 |
| CN105171722A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-23 | 冯亿坤 | 仿鳗鱼水下多自由度机器人 |
| CN105171722B (zh) * | 2015-10-26 | 2017-08-25 | 冯亿坤 | 仿鳗鱼水下多自由度机器人 |
| CN105460096A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种新型蛇形机器人转向机构 |
| CN106002992A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种单轮驱动的模块化自重构移动机器人 |
| CN106078802A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 哈尔滨工业大学 | 用于单轮驱动的模块化自重构移动机器人上的模块壳体 |
| CN106002992B (zh) * | 2016-06-08 | 2018-03-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种单轮驱动的模块化自重构移动机器人 |
| CN106272542A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 仿蛇搜救机器人关节机构 |
| CN106426150A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-22 | 河北工业大学 | 一种单电机驱动的机械手装置 |
| CN107175682B (zh) * | 2017-05-24 | 2019-11-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种模块化蛇形机器人关节 |
| CN107175682A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种模块化蛇形机器人关节 |
| CN109124718A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-04 | 湖南灵康医疗科技有限公司 | 一种带有收线装置的弹力线套扎器及弹力线设置方法 |
| CN109454645A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-03-12 | 燕山大学 | 一种刚柔混合式救援机器人 |
| CN109454645B (zh) * | 2018-10-22 | 2020-08-18 | 燕山大学 | 一种刚柔混合式救援机器人 |
| CN111156367B (zh) * | 2018-11-07 | 2021-04-02 | 上海交通大学 | 蛇形机器人 |
| CN111156367A (zh) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 上海交通大学 | 蛇形机器人 |
| CN110561388A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-13 | 东北大学 | 模块化网状机器人 |
| CN110842900A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-28 | 国家电网有限公司 | 一种管道机器人巡检系统及方法 |
| CN112356015A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-12 | 浙江理工大学 | 一种仿生蛇形蠕动机器人 |
| CN112356015B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-01 | 浙江理工大学 | 一种仿生蛇形蠕动机器人 |
| CN113183140A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-07-30 | 西南交通大学 | 一种可换挡连接的仿生蛇形机器人及控制系统 |
| CN113183140B (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-17 | 西南交通大学 | 一种可换挡连接的仿生蛇形机器人及控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201597033U (zh) | 轮式蛇形机器人机构 | |
| CN103287523B (zh) | 一种弹性足与轮式运动机构结合的复合变形移动机器人 | |
| CN203237312U (zh) | 一种弹性足与轮式运动机构结合的复合变形移动机器人 | |
| WO2021135148A1 (zh) | 一种多运动模式轮-履-腿复合式机器人 | |
| CN103318288A (zh) | 一种同步带传动式全履带机器人 | |
| KR101361491B1 (ko) | 지네를 생체 모방한 로봇 | |
| CN105197119B (zh) | 一种基于行星轮的星形越障轮 | |
| CN101422907A (zh) | 欠驱动双足步行机器人髋关节机构 | |
| CN103612682A (zh) | 一种可跳跃的球形机器人 | |
| CN104787133B (zh) | 一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构 | |
| CN110282045A (zh) | 能通过不平路段和/或避障机器人及控制方法 | |
| CN107097870A (zh) | 一种非对称性三角步态行走移动机器人 | |
| KR102401678B1 (ko) | 차량용 섀시 | |
| CN102295029B (zh) | 一种自适应轮腿组合越障机构 | |
| CN103863430B (zh) | 多节摆臂履带式矿难探测机器人 | |
| CN107089275A (zh) | 一种可空中调姿及落地能量回收的足滚式间歇弹跳机器人 | |
| CN206155611U (zh) | 仿生机器人 | |
| TWM576451U (zh) | Electric power assisted walking and climbing drive | |
| CN207773294U (zh) | 两轮式自平衡可变形机器人 | |
| CN205203162U (zh) | 一种基于行星轮的星形越障轮 | |
| CN205524547U (zh) | 一种滑动连杆越障机构 | |
| CN102728066A (zh) | 一种可翻滚四足机器人 | |
| CN103230323B (zh) | 基于齿轮齿条机构的翻转爬升装置 | |
| CN106627820A (zh) | 一种履带机器人摆臂驱动装置 | |
| CN210101815U (zh) | 一种变拓扑结构的履带式运动平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101006 Termination date: 20110222 |