CN207029350U - 一种能够多角度转向的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够多角度转向的机器人，它包括拱泥钻头、第一节躯干、第二节躯干，第一节躯干内部设置有转向机构，转向机构包括转向机构外壳，转向机构外壳内部套设有转动套筒，转动套筒内部开设有由直线段和楔形段组成的通道且通道内设置有滑动配合的气动滑块，气动滑块左端连接有滑动轴，转动套筒右端连接有步进电机，滑动轴前端穿过设置于第一节躯干左侧的球面轴承且滑动轴前端与拱泥钻头相连；本实用新型的目的是采用仿生学原理模仿蚯蚓爬行，通过在第一节躯干内部设置与拱泥钻头连接的转向机构，转向机构由转动套筒、滑动轴、球面轴承和步进电机组成，实现了拱泥钻头沿周向转动的要求，整个转向机构结构简单紧凑，易于控制。

Description

一种能够多角度转向的机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，尤其涉及一种能够多角度转向的机器人。

背景技术

近年来，仿生学是现代科技发展中的及其重要的一部分，人们通过研究一些动物的运动方式，从中汲取灵感，并将其与用到设计之中，从而解决一些生活当中问题，蚯蚓的运动方式非常独特，这种动物可以进行躯体伸缩，并通过各个环节有规律的伸缩实现运动，蚯蚓身上遍布刚毛，当其部分环节与地面接触时，便能够通过刚毛增大这些环节与地面间的摩擦力，保证其区躯体伸缩时不会打滑。

现有的仿蚯蚓机器人，机器人所依据的原理也各有所不同，例如电机驱动连杆的仿蚯蚓机器人，在运动过程中存在较大的冲击，并且不易实现灵活的转向功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够多角度转向的机器人，采用仿生学原理模仿蚯蚓爬行，通过在第一节躯干内部设置与拱泥钻头连接的转向机构，转向机构由转动套筒、滑动轴、球面轴承和步进电机组成，实现了拱泥钻头沿周向转动的要求，整个转向机构结构简单紧凑，易于控制。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种能够多角度转向的机器人，它包括拱泥钻头（1）和依次连接在拱泥钻头（1）后的第一节躯干（8）、第二节躯干（10），所述的第一节躯干（8）内部设置有与拱泥钻头（1）连接的转向机构（7），所述的转向机构（7）包括设置于第一节躯干（8）内部的转向机构外壳（18），所述的转向机构外壳（18）内部套设有转动套筒（14），所述的转动套筒（14）内部开设有由直线段和楔形段组成的通道且通道内设置有滑动配合的气动滑块（19），所述的气动滑块（19）左端连接有与拱泥钻头（1）连接的滑动轴（17），所述的转动套筒（14）右端连接有设置于转向机构外壳（18）内部的步进电机（20），所述的滑动轴（17）前端穿过设置于第一节躯干（8）左侧的球面轴承（16）且滑动轴（17）前端与拱泥钻头（1）相连。

进一步的，所述的转动套筒（14）与转向机构外壳（18）配合之间设有3块间隔的转动轴套（15）。

进一步的，所述的拱泥钻头（1）与第一节躯干（8）之间于滑动轴（17）外套设有波纹管（2），所述的第一节躯干（8）与第二节躯干（10）之间设置柔性接头（4），所述的柔性接头（4）左端连接在设置于第一节躯干（8）内部的蠕动伸缩气缸（9），所述的柔性接头（4）外套设有与第一节躯干（8）和第二节躯干（10）连接的波纹管（2）。

进一步的，所述的第一节躯干（8）外侧套设有前支撑气囊（3），所述的第二节躯干（10）外侧套设有后支撑气囊（5），所述的前支撑气囊（3）、后支撑气囊（5）均通过进气管与设置于第二节躯干（10）内部的气动电磁阀（11）连通，所述的气动电磁阀（11）通过气管（12）与空气压缩机（13）连通。

进一步的，所述的第二节躯干（10）内部顶壁设置有平衡仪（6）。

本实用新型的有益效果为：

1、采用仿生学原理模仿蚯蚓爬行，通过在第一节躯干内部设置与拱泥钻头连接的转向机构，转向机构由转动套筒、滑动轴、球面轴承和步进电机组成，实现了拱泥钻头沿周向转动的要求，整个转向机构结构简单紧凑，易于控制。

2、转动轴套的设计，减小转动套筒与转向机构外壳的接触面积进而减小摩擦力，防止转动套筒的磨损。

3、波纹管的设计，以防止泥沙进入到机器人内部，有效的保护了机器人内部结构。

4、前支撑气囊和后支撑气囊的设计，气囊充气后与泥壁吻合，使摩擦力增大，有利于机器人的推进。

5、平衡仪的设计，平衡仪具有自动回正功能，有利于机器人保持的平稳性，防止机器人侧倒。

附图说明

图1为一种能够多角度转向的机器人的结构示意图。

图2为图1中转向机构7的结构示意图。

图中所示文字标注表示为：1、拱泥钻头；2、波纹管；3、前支撑气囊；4、柔性接头；5、后支撑气囊；6、平衡仪；7、转向机构；8、第一节躯干；9、蠕动进给气缸；10、第二节躯干；11、气动电磁阀；12、气管；13、空气压缩机；14、转动套筒；15、转动轴套；16、球面轴承；17、滑动轴；18、转向机构外壳；19、气动滑块；20、步进电机。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图2所示，本实用新型的结构为：一种能够多角度转向的机器人，它包括拱泥钻头1和依次连接在拱泥钻头1后的第一节躯干8、第二节躯干10，所述的第一节躯干8内部设置有与拱泥钻头1连接的转向机构7，所述的转向机构7包括设置于第一节躯干8内部的转向机构外壳18，所述的转向机构外壳18内部套设有转动套筒14，所述的转动套筒14内部开设有由直线段和楔形段组成的通道且通道内设置有滑动配合的气动滑块19，所述的气动滑块19左端连接有与拱泥钻头1连接的滑动轴17，所述的转动套筒14右端连接有设置于转向机构外壳18内部的步进电机20，所述的滑动轴17前端穿过设置于第一节躯干8左侧的球面轴承16且滑动轴17前端与拱泥钻头1相连。

优选的，所述的转动套筒14与转向机构外壳18配合之间设有3块间隔的转动轴套15。

优选的，所述的拱泥钻头1与第一节躯干8之间于滑动轴17外套设有波纹管2，所述的第一节躯干8与第二节躯干10之间设置柔性接头4，所述的柔性接头4左端连接在设置于第一节躯干8内部的蠕动伸缩气缸9，所述的柔性接头4外套设有与第一节躯干8和第二节躯干10连接的波纹管2。

优选的，所述的第一节躯干8外侧套设有前支撑气囊3，所述的第二节躯干10外侧套设有后支撑气囊5，所述的前支撑气囊3、后支撑气囊5均通过进气管与设置于第二节躯干10内部的气动电磁阀11连通，所述的气动电磁阀11通过气管12与空气压缩机13连通。

优选的，所述的第二节躯干10内部顶壁设置有平衡仪6。

具体使用时，先由机器人的拱泥钻头1进入到泥土中，之后拱泥钻头行程为d时，拱泥钻头1停止工作，此时气动电磁阀11打开连接后支撑气囊5的进气管并充气，后支撑气囊5膨胀支撑泥壁，之后蠕动进给气缸9伸出，推动第一节躯干8向前移动，之后气动电磁阀11打开连接前支撑气囊3的进气管并充气，由前支撑气囊3膨胀支撑泥壁，此时后支撑气囊5放气，之后蠕动进给气缸9收缩拖动第二节躯干10向前移动，之后控制系统检测现有的姿态和预定的路径，然后控制系统给转向机构7发出转向信号，步进电机20带动转动套筒14旋转，由于拱泥钻头1在动力驱动下向前运动，其后部的滑动轴17受到转动套筒14和球面轴承16的约束，可以绕球面轴承16中心沿转动套筒14内部楔形通道方向转动，其旋转的方向由步进电机20控制，旋转角度由转动套筒14内部楔形通道的角度决定，当要求机器人沿直线轨迹运动时，滑动轴17后部的气动滑块19在转动套筒14内部的直线段通道滑动；当要求机器人沿曲线轨迹运动时，气动滑块19在转动套筒14内部的楔形段通道滑动，这样实现了拱泥钻头1沿周向转动的要求。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为对本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种能够多角度转向的机器人，它包括拱泥钻头（1）和依次连接在拱泥钻头（1）后的第一节躯干（8）、第二节躯干（10），其特征在于，所述的第一节躯干（8）内部设置有与拱泥钻头（1）连接的转向机构（7），所述的转向机构（7）包括设置于第一节躯干（8）内部的转向机构外壳（18），所述的转向机构外壳（18）内部套设有转动套筒（14），所述的转动套筒（14）内部开设有由直线段和楔形段组成的通道且通道内设置有滑动配合的气动滑块（19），所述的气动滑块（19）左端连接有与拱泥钻头（1）连接的滑动轴（17），所述的转动套筒（14）右端连接有设置于转向机构外壳（18）内部的步进电机（20），所述的滑动轴（17）前端穿过设置于第一节躯干（8）左侧的球面轴承（16）且滑动轴（17）前端与拱泥钻头（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种能够多角度转向的机器人，其特征在于，所述的转动套筒（14）与转向机构外壳（18）配合之间设有3块间隔的转动轴套（15）。

3.根据权利要求2所述的一种能够多角度转向的机器人，其特征在于，所述的拱泥钻头（1）与第一节躯干（8）之间于滑动轴（17）外套设有波纹管（2），所述的第一节躯干（8）与第二节躯干（10）之间设置柔性接头（4），所述的柔性接头（4）左端连接在设置于第一节躯干（8）内部的蠕动伸缩气缸（9），所述的柔性接头（4）外套设有与第一节躯干（8）和第二节躯干（10）连接的波纹管（2）。

4.根据权利要求3所述的一种能够多角度转向的机器人，其特征在于，所述的第一节躯干（8）外侧套设有前支撑气囊（3），所述的第二节躯干（10）外侧套设有后支撑气囊（5），所述的前支撑气囊（3）、后支撑气囊（5）均通过进气管与设置于第二节躯干（10）内部的气动电磁阀（11）连通，所述的气动电磁阀（11）通过气管（12）与空气压缩机（13）连通。

5.根据权利要求4所述的一种能够多角度转向的机器人，其特征在于，所述的第二节躯干（10）内部顶壁设置有平衡仪（6）。