CN202572395U - 一种多功能蛇形机器人 - Google Patents

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CN 201220059576
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Inventor
秦小屿
王强
朱维兵
郭七星
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Xihua University
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Xihua University
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Abstract

本实用新型涉及一种多功能蛇形机器人。该机器人由多个基本节通过接头连接而成。基本节由基本节主体和驱动轮组成，在基本节主体的两侧和下面都装有驱动轮，驱动轮由装在基本节主体内的步进电机驱动；接头由垂直轴支架、垂直轴、横向轴支架、横向轴和纵向轴组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴包括纵向轴内轴和纵向轴外套两部分，垂直轴支架和横向轴支架分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴、横向轴和纵向轴通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系，当某轴的离合装置断开时，该轴处于自由状态，可自由转动，当某轴的离合装置连接时，该轴只能在步进电机的驱动下转动。各步进电机的协调动作都由电气测控系统统一控制。

Description

一种多功能蛇形机器人
技术领域
    本实用新型涉及一种机器人，具体地讲是一种多功能蛇形机器人。
背景技术
机器人的越障、攀爬技术是当前机器人技术的研究热点之一，在高空、危险、救援、探险等作业中有着广泛的应用，在其他行业也具有一定的应用前景，因此需要多种形式的多功能机器人。
发明内容
    本实用新型的目的是提供一种多功能蛇机器人。
本实用新型的技术方案：该机器人由多个基本节通过接头（3）连接而成。基本节由基本节主体（1）和驱动轮（2）组成，在基本节主体（1）的两侧和下面都装有驱动轮（2），驱动轮（2）由装在基本节主体（1）内的步进电机驱动；接头（3）由垂直轴支架（301）、垂直轴（302）、横向轴支架（303）、横向轴（304）和纵向轴（305）组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴（305）包括纵向轴内轴（3051）和纵向轴外套（3052）两部分，垂直轴支架（301）和横向轴支架（303）分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴（302）、横向轴（304）和纵向轴（305）通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系。
在该机器人上装有压力传感器、障碍判断传感器等电器装置，各驱动电机的动作、压力大小的控制、障碍判断等由电气测控系统统一控制。
有益效果：该机器人能实现跨越沟槽、跨越台阶和爬杆等功能；该机器人结构简单，制造容易。 
附图说明
图1是该机器人2个基本节连接的三维示意图。
图2是该机器人接头的三维示意图。
图3是该机器人跨越沟槽的示意图。
图4是该机器人跨越台阶的示意图。
图5是该机器人爬杆示意图。
1—基本节主体，2—驱动轮，3—接头，301—垂直轴支架，302—垂直轴，303—横向轴支架，304—横向轴，305—纵向轴，3051—纵向轴内轴，3052—纵向轴外套， 4—杆柱。
具体实施方式
根据图1、图2、图3、图4和图5对本实用新型的具体实施方案详细说明。
从图1和图2的三维示意图可以看出该多功能蛇形机器人的结构。该机器人由多个基本节通过接头3连接而成。基本节由基本节主体1和驱动轮2组成，在基本节主体1的两侧和下面都装有驱动轮2，驱动轮2由装在基本节主体1内的步进电机驱动；接头3由垂直轴支架301、垂直轴302、横向轴支架303、横向轴304和纵向轴305组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴305包括纵向轴内轴3051和纵向轴外套3052两部分，垂直轴支架301和横向轴支架303分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴302、横向轴304和纵向轴305通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系，当某轴的离合装置断开时，该轴处于自由状态，可自由转动，当某轴的离合装置连接时，该轴只能在步进电机的驱动下转动。
在该机器人上装有压力传感器、障碍判断传感器等电器装置，各驱动电机的动作、压力大小的控制、障碍判断等由电气测控系统统一控制。
图3是该机器人跨越沟槽的示意图，其工作原理是：当该机械人在平的地面上行走时（如图3（a）），各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要跨越沟槽时，各轴的离合装置处于连接状态, 步进电机驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节略微向上抬起（如图3（b）），当第一个基本节跨越沟槽后，通过驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节与地面接触（如图3（c）），然后继续前进，直到整个机器人完全跨越沟槽，再使各轴的离合装置处于断开状态（如图3（d））。
图4是该机器人跨越台阶的示意图，其工作原理是：当该机械人在平的地面上行走时（如图4（a）），各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要跨越台阶时，各轴的离合装置处于连接状态, 步进电机驱动前几个基本节的横向轴304，使前几个基本节向上抬起（如图4（b）），当第一个基本节高于台阶后，通过驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节与地面接触，然后继续前进，并依次通过驱动各个基本节横向轴304，以满足各基本节适应跨越台阶的需要（如图4（c）），直到整个机器人完全跨越台阶，再使各轴的离合装置处于断开状态（如图4（d））。
图5是该机器人爬杆示意图，其工作原理是：当该机械人在平的地面上行走时（如图5（a）），各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要爬杆时，各轴的离合装置处于连接状态, 在前进的过程中，当各个基本节接触到杆柱4时，步进电机驱动依次驱动各个基本节的垂直轴302，使各个基本节侧面紧贴杆柱4，将杆柱4环绕（如图5（b）），当该机器人绕杆柱4环绕达到2/3时，步进电机驱动依次驱动各个基本节的横向轴304，使各个基本节依次向上倾斜，使机器人在环绕运动的同时向上运动，形成一个螺旋线形（如图5（c））。
在以上各种应用中，各步进电机需要协调动作，所有动作都由电气测控系统统一控制。

Claims (1)

1.一种多功能蛇形机器人，其特征是：由多个基本节通过接头（3）连接而成，基本节由基本节主体（1）和驱动轮（2）组成，在基本节主体（1）的两侧和下面都装有驱动轮（2），驱动轮（2）由装在基本节主体（1）内的步进电机驱动；接头（3）由垂直轴支架（301）、垂直轴（302）、横向轴支架（303）、横向轴（304）和纵向轴（305）组成，纵向轴（305）包括纵向轴内轴（3051）和纵向轴外套（3052）两部分，垂直轴支架（301）和横向轴支架（303）分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴（302）、横向轴（304）和纵向轴（305）通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位置关系；各步进电机需要协调动作，所有动作都由电气测控系统统一控制。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102528805A (zh) * 2012-02-23 2012-07-04 西华大学 一种多功能蛇形机器人
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CN112407085A (zh) * 2020-11-03 2021-02-26 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司 一种蛇形运动仿生机器人驱动系统及驱动方法

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