CN207273222U - 一种模块化蛇形机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化蛇形机器人，包括蛇形机器人的躯干，躯干包括若干个回转模块和若干个摆转模块，躯干的末端包括一个或者两个夹持模块；回转模块包括外壳、底座和第一驱动装置，第一驱动装置通过一组输出传动机构与外壳的对外连接端连接；摆转模块包括固定座、第二驱动装置和摆动罩；夹持模块包括顶罩、第三驱动装置、主动夹臂和从动夹臂；回转模块、摆转模块以及夹持模块的对外连接端均为防脱出模块化接口。本实用新型克服了现有模块化机器人不易搬运拆装和重构性差的缺点，同时具备连接稳固、体积小、重量轻和结构简单等优点，实现了摆动和旋转等功能，可广泛应用于机器人技术领域。

Description

一种模块化蛇形机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种模块化蛇形机器人。

背景技术

随着机器人研究在逐渐发展，高校急需一款适用于课堂教学的机器人产品。市场上现有的模块机器人如北京航空航天大学开发的cellbot，该机器人体积较大，不适用于这种经常需要搬运的场合，且机器人的本体结构较为复杂，不具备传统的机器人结构，缺乏作为教具应该具有的直观性和典型性。斯坦福大学开发的superbot，该款机器人的关节模块只有摆转模块。若要实现回转功能，则必须借助一些辅助连杆使得摆转模块实现有限范围的回转功能。现有的机器人教育产品如UR5，价格昂贵且因为其重量大，体积大，不易于搬运拆装，可重构性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模块化蛇形机器人，克服现有模块化机器人重量大、体积大、不易于搬运拆装和重构等缺陷。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种模块化蛇形机器人，包括蛇形机器人的躯干，所述躯干包括若干个回转模块和若干个摆转模块，所述躯干的末端包括一个或者两个夹持模块；

各所述回转模块包括外壳、底座以及安装在底座上的第一驱动装置，所述第一驱动装置通过一组输出传动机构与位于外壳顶端的对外连接端连接；

各所述摆转模块包括固定座、安装在固定座中的第二驱动装置以及与第二驱动装置的输出端相连的摆动罩；

各所述夹持模块包括顶罩、位于顶罩下方的第三驱动装置、与第三驱动装置输出轴连接的主动夹臂以及与主动夹臂相匹配的从动夹臂；

各所述回转模块、摆转模块以及夹持模块的对外连接端均为防脱出模块化接口。

进一步，所述防脱出模块化接口包括模块外壳，所述模块外壳一端布置有一个区域和若干个通孔，所述区域布置有对接卡扣和至少一个卡隼，所述对接卡扣包括一个二叶子零件，所述二叶子零件上布置有至少一个飞檐结构，所述卡隼内布置有一个卡槽区域，该防脱出模块化接口的所述卡槽区域可供另一个模块化接口的飞檐结构卡入。

进一步，所述区域为圆周区域，所述圆周区域边缘沿圆周方向均匀布置两个卡隼，在沿顺时针路径上，所述卡隼的一侧布置有第一加强筋，所述第一加强筋与所述模块外壳相连，卡隼的另一侧和内侧开口，卡隼的外侧与模块外壳相连，所述卡隼内部形成的空腔就是所述卡槽区域，所述二叶子零件上沿圆周方向均匀布置两个飞檐结构，所述卡隼和飞檐结构均为扇形结构，所述飞檐结构的弧度小于或等于卡隼的弧度。

进一步，所述防脱出模块化接口还包括防脱出机构，所述防脱出机构包括与模块外壳侧壁固定连接的弹簧支撑柱和位于弹簧支撑柱上端的弹簧卡扣，弹簧支撑柱的上端为第一凸台，第一凸台上套有弹簧，所述弹簧的下端被所述第一凸台的台阶顶住，所述弹簧卡扣包括位于所述圆周区域外的按键和位于所述圆周区域内的扇形凸块，所述模块外壳在圆形区域外布置有第三通孔，所述圆周区域沿圆周方向布置有扇形通孔，在圆周方向上所述第三通孔和扇形通孔分别位于同一条直径的一端，所述按键从第三通孔伸出，所述扇形凸块从扇形通孔伸出，所述弹簧的上端与按键抵接。

进一步，所述圆周区域的边缘沿逆时针方向分为六个区域，依次为第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域和第六区域，所述两个卡隼分别位于第一区域和第四区域，所述扇形通孔位于第三区域，所述二叶子零件安装固定后，所述两个飞檐结构分别位于第二区域和第五区域。

进一步，所述防脱出模块化接口与另一个防脱出模块化接口对接后，所述防脱出模块化接口的第三区域与另一个防脱出模块化接口的第六区域匹配，所述防脱出模块化接口的第三区域与另一个防脱出模块化接口的第六区域之间形成一个空腔区域，所述防脱出模块化接口的扇形凸块从所述扇形通孔伸出后处于所述空腔区域。

进一步，所述外壳包括第一防脱出模块化接口，外壳的顶端布置有圆孔，所述圆孔内布置有深沟球轴承，所述第一防脱出模块化接口布置在深沟球轴承的内圈，第一防脱出模块化接口就是外壳的对外连接端；

所述输出传动机构包括与第一驱动装置的输出轴连接的齿轮轴以及下端与齿轮轴啮合的异型轴，所述异型轴的上端通过一个棱柱结构与第一防脱出模块化接口的下端连接，异型轴位于所述第一驱动装置上方。

进一步，所述摆动罩包括位于顶端的面壳，所述面壳的左右两端朝同一侧面翘起，所述面壳的左端布置有第一耳朵结构，所述面壳的右端布置有第二耳朵结构，所述第一耳朵结构和第二耳朵结构均与所述面壳所在平面相垂直，所述第一耳朵结构或第二耳朵结构与第三驱动装置的输出端连接来使摆动罩摆动。

进一步，所述第三驱动装置输出轴的一端凸出在第三驱动装置的第一端面上，该输出轴的另一端凸出在第二端面上，所述第一端面和第二端面为相对的两个端面，所述主动夹臂包括夹持片，所述夹持片的两端布置有摆动旋臂，所述主动夹臂的两个摆动旋臂的末端分别与输出轴的一端固定连接，所述从动夹臂与主动夹臂的结构相同；

各所述摆动旋臂的末端均布置有部分齿轮结构，各所述部分齿轮结构所在的平面相互平行且与输出轴的中心轴线垂直，所述从动夹臂的其中一个部分齿轮结构布置在所述第一端面，所述从动夹臂的另一个部分齿轮结构布置在第二端面上，所述从动夹臂的部分齿轮结构分别与主动夹臂的部分齿轮结构啮合。

进一步，所述夹持模块还包括结构相同的第一侧盖和第二侧盖，所述第一侧盖处于第三驱动装置的第一端面，第二侧盖处于第三驱动装置的第二端面，所述第一侧盖和第二侧盖的朝向第三驱动装置的一侧均布置有两个圆形凸台，第一侧盖的其中一个圆形凸台贯穿第一端面上所述主动夹臂部分齿轮结构的安装孔，第一侧盖的另一个圆形凸台贯穿第一端面上所述从动夹臂部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖的其中一个圆形凸台贯穿第二端面上所述主动夹臂部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖的另一个圆形凸台贯穿第二端面上所述从动夹臂部分齿轮结构的安装孔。

有益效果：本实用新型通过设计回转模块和摆转模块组成蛇形机器人的躯干实现躯干的转动和摆动，在躯干末端设计夹持模块可用于夹取标的物，各模块之间通过防脱出模块化接口连接。本实用新型克服了现有模块化机器人不易搬运拆装和重构性差的缺点，同时具备连接牢固、体积小、重量轻和结构简单等优点，可广泛应用于机器人技术领域。

附图说明

图1为本实用新型的总装图；

图2是本实用新型的回转模块的轴测图；

图3是本实用新型的摆转模块的轴测图；

图4是本实用新型的夹持模块的轴测图；

图5是本实用新型的回转模块分解图；

图6是本实用新型的摆转模块分解图；

图7是本实用新型的夹持模块分解图；

图8是本实用新型的摆转模块的摆动罩的轴测图；

图9是本实用新型的摆转模块的固定轴的轴测图；

图10是本实用新型的夹持模块的主动夹臂与从动夹臂的装配图；

图11是本实用新型的夹持模块的主动夹臂的轴测图。

图12是本实用新型的防脱出模块化接口的接口底座的俯视图；

图13是本实用新型的摆转模块的固定座的轴测图；

图14是本实用新型的防脱出模块化接口的剖视图；

图15是本实用新型的防脱出模块化接口的俯视图；

图16是本实用新型的防脱出模块化接口的二叶子零件的轴测图；

图17是本实用新型的防脱出模块化接口的俯视图；

附图标记：1、回转模块；2、摆转模块；11、外壳；12、底座；13、第一驱动装置；14、驱动架；15、齿轮轴；16、异型轴；17、第一防脱出模块化接口；18、深沟球轴承；25、摆动罩；26、固定座；27、第二驱动装置；32、第三驱动装置；34、顶罩；35、第一平面壳；251、第一耳朵结构；252、第二耳朵结构；311、主动夹臂；312、从动夹臂；331、第一侧盖；332、第二侧盖； 411、卡隼；412、第一凹坑；413、第二凹坑；414、第一通孔；415、扇形通孔； 416、第三通孔；421、弹簧支撑柱；422、弹簧；423、按键；424、扇形凸块； 431、二叶子零件；432、阶梯孔；433、第二通孔；434、三角形凹坑；441、第一区域；442、第二区域；443、第三区域；444、第四区域；445、第五区域； 446、第六区域。

具体实施方式

参照图1至图17，对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

一种模块化蛇形机器人，包括蛇形机器人的躯干，所述躯干包括若干个回转模块1和若干个摆转模块2，所述躯干的末端包括一个或者两个夹持模块3。各所述回转模块1、摆转模块2以及夹持模块3的对外连接端均为防脱出模块化接口。

进一步，所述防脱出模块化接口布置在模块外壳上，所述模块外壳上布置有一个区域和至少一个通孔，所述区域为一个直径为30mm的圆周区域，所述圆周区域即为一个接口底座。所述接口底座布置有对接卡扣和两个结构相同的卡隼411，各所述卡隼411在所述接口底座的边缘沿圆周方向均匀布置，各所述卡隼411分别布置在第一区域441和第四区域444。所述卡隼411为扇形形状，对应的圆心角为60°。在沿顺时针路径上，所述卡隼411的左侧布置有与外壳相连的第一加强筋，可提高卡隼的刚度。卡隼411的右侧和内侧开口，外侧与所述模块外壳相连，所述卡隼411在内部形成一个卡槽区域。所述对接卡扣包括二叶子零件431，所述二叶子零件431上布置有两个飞檐结构。当两个防脱出模块化接口甲、乙对接时，防脱出模块化接口甲的卡槽区域可供防脱出模块化接口乙的飞檐结构旋入。

前述各第一加强筋分别位于同一条直径的两个端点处，第一区域441的第一加强筋在靠近第六区域446一侧，第四区域444的第一加强筋在靠近第三区域443的一侧。

进一步，所述卡隼411上表面有至少一个第一凹坑412，所述第一凹坑412 实际为球形凹坑。本实施例中为两个第一凹坑412，也可以视实际需要改变第一凹坑412的数量。在所述接口底座沿顺时针路径上，分别在第二区域442和第五区域445布置有与第一凹坑412数量相同的第二凹坑413，可用于放置定位珠。在对接过程中，防脱出模块化接口甲的第二凹坑413与防脱出模块化接口乙的第一凹坑412对应匹配。若第一凹坑412和第二凹坑413的数量均为两个或两个以上，那么同一区域的所述相邻两个第二凹坑413之间的距离与所述相邻两个第一凹坑412之间的距离相等，各所述第二凹坑413与各所述第一凹坑412同在一个圆周上。当甲、乙两个防脱出模块化接口对接配合后，防脱出模块化接口甲的第二凹坑413的定位珠恰好会嵌入防脱出模块化接口乙的第一凹坑412，实现两个防脱出模块化接口的装配准确定位。

进一步，所述两个飞檐结构沿圆周方向均匀布置在二叶子零件431边缘，所述飞檐结构均为扇形结构，所对应的圆心角为60°。所述飞檐结构的一面与二叶子零件431背向模块外壳的一面平齐，飞檐结构的另一面布置有第二加强筋。沿圆周顺时针方向，所述第二加强筋位于所述飞檐结构的左侧，第二加强筋可提高飞檐结构的刚度。各所述第二加强筋分别位于同一条直径的两端，第二区域442的第二加强筋在靠近第一区域441一侧，第五区域445的第二加强筋在靠近第四区域442一侧。

而且所述飞檐结构的整体厚度小于或等于所述卡槽区域内部高度的一半，因此在防脱出模块化接口甲、乙的对接过程中，防脱出模块化接口甲的飞檐结构的正好可嵌入防脱出模块化接口乙的卡槽区域，即可实现甲、乙的配合卡紧，此时防脱出模块化接口甲卡隼411的第一加强筋结构还起到了对防脱出模块化接口乙飞檐结构的定位作用。所述二叶子零件431沿圆周方向均匀布置4个阶梯孔432，二叶子零件431通过阶梯孔432与接口底座实现螺钉连接，所述二叶子零件431与接口底座为同心轴布置方式。二叶子零件431与接口底座固定连接后，两个飞檐结构分别位于第二区域442和第五区域445，前述第二凹坑 413在圆周方向上与两个飞檐结构分别位于同一条直径的一端。前述飞檐结构的厚度包括第二加强筋的尺寸。前述飞檐结构的弧度小于或等于卡隼411的弧度。

进一步，所述接口底座中央布置有第一通孔414，所述第一通孔414为圆形通孔。所述二叶子零件431上布置有3个第二通孔433，所述第二通孔433 的形状、大小相同，均为圆形通孔。所述第二通孔443的长度大于二叶子零件的厚度，在二叶子零件431背向模块外壳的一面，第二通孔433的端面与二叶子零件431表面平齐，在二叶子零件431朝向模块外壳的一面，第二通孔433 的端面高出二叶子零件的表面。所述第二通孔433排布成的直线与二叶子零件 431平面图形的对称轴的夹角大于0°，每个第二通孔433可安放一个弹簧针。所述弹簧针与穿过第一通孔414的电源线路和通讯线路焊接，三个第二通孔433 中的弹簧针依次与火线、地线、信号线一一对应。在所述二叶子零件431背向模块外壳的表面布置有一个三角形凹坑434，靠近所述三角形凹坑434的一个第二通孔433是安放与信号线焊接的弹簧针，所述三角形凹坑434作为信号线的标识，防止线路安装错误，以此保证防脱出模块化接口甲、乙配合完成机械连接后，两个接口上的各弹簧针通过三个第二通孔433能够一一对准接触，实现电源和通讯连接成功，保证通讯连接和机械连接同步完成。前述信号线就是通讯线路。

进一步，所述防脱出模块化接口还包括防脱出机构，所述防脱出机构包括弹簧支撑柱421和弹簧卡扣。所述弹簧支撑柱421的下端与模块外壳的侧壁通过螺钉固定连接，弹簧支撑柱的上端为第一凸台，第一凸台上套有一个弹簧 422，所述弹簧422的下端被所述第一凸台的台阶顶住。所述弹簧卡扣包括位于所述圆周区域外的按键423和位于所述圆周区域内的扇形凸块424，所述按键 423从第三通孔416伸出，所述扇形凸块424从扇形通孔415伸出，所述弹簧422的上端与按键423抵接。所述第三通孔布416布置在所述模块外壳上的圆形区域以外，所述扇形通孔415布置在所述接口底座上。受弹簧422支撑，所述按键423从模块外壳上的第三通孔416伸出，所述扇形凸块424从扇形通孔 415伸出，由于模块外壳的限位作用，所述弹簧卡扣无法从扇形通孔415和第三通孔416脱出。所述扇形凸块424可以阻挡防脱出模块化接口甲、乙的分离，所述扇形凸块424可视为具有防脱出功能的卡紧端。

所述防脱出机构的具体工作方式为防脱出模块化接口甲的扇形凸块阻挡防脱出模块化接口乙的卡隼逆时针旋出，相应的，防脱出模块化接口乙的扇形凸块阻挡防脱出模块化接口甲的卡隼逆时针旋出；按压按键423时，弹簧422压缩，扇形凸块424下行至与接口底座上表面平齐的位置，此时防脱出模块化接口甲不动，乙沿逆时针旋转，即可实现连接分离。通过上述对防脱出模块化接口的结构和连接方式的分析可以发现，由于设计了防脱出机构，接口可以更加稳定连接。

前述第一区域441、第二区域442、第三区域443、第四区域444、第五区域445和第六区域446依次为所述圆周区域的边缘沿逆时针方向划分的六个区域。所述两个卡隼411分别位于第一区域441和第四区域444，所述扇形通孔 415位于第三区域443，所述二叶子零件431安装固定后，所述两个飞檐结构分别位于第二区域442和第五区域445。

进一步，防脱出模块化接口甲与防脱出模块化接口乙对接后，防脱出模块化接口甲的第三区域443与防脱出模块化接口乙的第六区域446匹配，防脱出模块化接口甲的第三区域443与防脱出模块化接口乙的第六区域446之间形成一个空腔区域。防脱出模块化接口甲的扇形凸块424从所述扇形通孔415伸出后处于所述空腔区域，所述扇形凸块424具有卡紧的作用。

所述回转模块包括外壳11、底座12。外壳11和底座12扣合后内部形成空腔，所述空腔内布置有第一驱动装置13、与第一驱动装置13连接的输出传动机构以及安装第一驱动装置13的驱动架14。所述外壳11的顶端布置有第一对外连接端，所述第一对外连接端就是第一防脱出模块化接口17，底座12的底部布置有第二对外连接端，所述第二对外连接端就是第二防脱出模块化接口。所述第一驱动装置13通过所述输出传动机构将输出扭矩传送至所述第一对外连接端，从而实现回转功能。

进一步，所述第一防脱出模块化接口17包括接口底座，该接口底座上并未布置有扇形通孔416，所述第一防脱出模块化接口17不具有前述防脱出机构，因此第一防脱出模块化接口17的防脱出功能主要是通过对接卡扣来实现。第二防脱出模块化接口包括接口底座和防脱出机构。

进一步，所述底座12的上端通过若干个螺钉将驱动架14固定安装，所述驱动架14为长方体框架，所述第一驱动装置13布置在驱动架14内部，并通过螺钉与驱动架14固定。所述输出传动机构包括与第一驱动装置13的输出轴连接的齿轮轴15和下端与齿轮轴15啮合异型轴16，所述异型轴16位于所述回转模块的中心轴处。所述齿轮轴15呈竖直方向布置，齿轮轴15的下端为圆柱，齿轮轴15的上端为齿轮。所述齿轮轴15并不位于所述回转模块的中心轴位置，而是有所偏离。所述异型轴16沿中心轴布置有第四通孔，异型轴16套接在驱动架14上端的第二凸台，异型轴16下端为与齿轮轴5上端齿轮相啮合的齿轮结构。因此，第一驱动装置13可通过一对齿轮啮合传动将动力传递至所述回转模块的中心轴处。

进一步，所述外壳11的顶端布置有圆孔，所述圆孔中布置有深沟球轴承 18，所述深沟球轴承18的内圈与所述第一防脱出模块化接口17配合。异型轴 16的上端为第三凸台，所述第三凸台上端为棱柱，第一防脱出模块化接口17 下端表面布置有与所述棱柱相匹配的凹槽，因此通过上述结构第一驱动装置13 可将扭矩输送至外壳11的对外连接端。

前述第二凸台沿中心轴布置有第五通孔，电源线、信号线可通过第四通孔和第五通孔伸出。前述齿轮轴15通过花键配合与第一驱动装置13的输出轴连接。

进一步，所述摆转模块包括固定座26、底部固定在固定座26上端的第二驱动装置27以及与第二驱动装置27输出端连接的摆动罩25。所述摆动罩25 位于固定座26的上方，所述第二驱动装置27位于摆动罩25与固定座26之间，所述摆动罩25顶端与固定座26底端的对外连接端均为第二防脱出模块化接口。

进一步，所述摆动罩25包括位于顶端的面壳，所述面壳的左右两端朝同一侧翘起，所述面壳的左端布置有第一耳朵结构251，所述面壳的右端布置有第二耳朵结构252，所述第一耳朵结构251和第二耳朵结构252均与所述面壳所在平面相垂直，且二者处于对称位置。本实施例中，所述第二驱动装置27的输出轴凸出在第一端面，第一耳朵结构251通过四个螺丝与输出轴的端面固定连接。第二耳朵结构252的中央布置有第四通孔，通过一个螺钉贯穿第四通孔，所述第二耳朵结构252与所述第二驱动装置27的第二端面连接，所述第二端面与第一端面为相对的两个端面。当第二驱动装置27输出扭矩时，所述输出轴带动第一耳朵结构251摆动，第二耳朵结构252随之以所述螺钉为转动轴转动，进而实现摆动罩25的摆动功能。

进一步，所述第一耳朵结构251和第二耳朵结构252的内侧均布置有若干个第三加强筋，各第三加强筋不仅具有加固作用，而且各所述第三加强筋之间均形成有可放置电源线、信号线的通道，这样可以防止线路裸露在外壳之外，提高模块化结构的美观程度。

进一步，所述固定座26包括底壳和沿着底壳边缘布置的围栏，所述围栏与底壳形成的区域可用于容纳第二驱动装置27，所述固定座26的第二防脱出模块化接口布置在底壳上。

进一步，所述夹持模块包括顶罩34、位于顶罩34下方的第三驱动装置32、与第三驱动装置32输出轴连接的主动夹臂311以及与主动夹臂311相匹配的从动夹臂312。所述顶罩34的向外连接端为第二防脱出模块化接口，所述第二防脱出模块化接口所在的平面与输出轴的中心轴线平行。

进一步，所述第三驱动装置32输出轴的一端凸出在第三驱动装置32的第一端面上，该输出轴的另一端凸出在第三驱动装置32的第二端面上，所述第一端面和第二端面为相对的两个端面。所述主动夹臂311包括夹持片，所述夹持片的两端布置有摆动旋臂，所述主动夹臂的两个摆动旋臂的末端分别与输出轴的一端固定连接。所述从动夹臂312与主动夹臂311的结构相同。

各所述摆动旋臂的末端均布置有部分齿轮结构，各所述部分齿轮结构所在的平面相互平行且与输出轴的中心轴线垂直。所述从动夹臂312的两个部分齿轮结构分别布置在所述第一端面和第二端面上并分别与主动夹臂311的部分齿轮结构啮合。当第三驱动装置32通过输出轴输出扭矩时，所述主动夹臂311 和从动夹臂312就可通过齿轮啮合实现开合动作。

进一步，所述夹持模块还包括第一平面壳35、结构相同的第一侧盖331和第二侧盖332，所述顶壳34包括第二平面壳，所述第二平面壳的两端翘起形成两个护板，所述顶壳34、第一平面壳35、第一侧盖331和第二侧盖332通过螺钉或卡扣连接组成一个箱体结构，所述第三驱动装置32放置在所述箱体结构中。所述第一侧盖331布置在第三驱动装置32的第一端面，第二侧盖332布置在第二端面。所述第一侧盖331和第二侧盖332的朝向第三驱动装置32的一侧均布置有两个圆形凸台，第一侧盖331的其中一个圆形凸台贯穿第一端面上所述主动夹臂311部分齿轮结构的安装孔，第一侧盖331的另一个圆形凸台贯穿第一端面上所述从动夹臂312部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖332的其中一个圆形凸台贯穿第二端面上所述主动夹臂311部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖332的另一个圆形凸台贯穿第二端面上所述从动夹臂312部分齿轮结构的安装孔。通过各所述圆形凸台，可将从动夹臂312的位置固定。

前述第一防脱出模块化接口17的模块外壳就是外壳11，第二防脱出模块化接口的模块外壳就是其所在的壳体，如：底座12、固定座26、摆动罩25和顶罩34。前述第一防脱出模块化接口17与外壳11为分离式结构，因此受所述第一驱动装置13传送的扭矩作用，第一防脱出模块化接口17可以转动。第二防脱出模块化接口与所在壳体可以为分离式结构，也可以为一体式结构，本实施例中采用的一体式结构。

实施例2：

与实施例1的区别在于，本实施例只有一个夹持模块3，所述夹持模块3 位于蛇形机器人的一个末端，蛇形机器人的另一个末端通过防脱出模块化接口与一个底座连接。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种模块化蛇形机器人，包括蛇形机器人的躯干，其特征在于：

所述躯干包括若干个回转模块(1)和若干个摆转模块(2)，所述躯干的末端包括一个或者两个夹持模块(3)；

各所述回转模块(1)包括外壳(11)、底座(12)以及安装在底座(12)上的第一驱动装置(13)，所述第一驱动装置(13)与位于外壳(11)顶端的对外连接端之间布置有一组输出传动机构；

各所述摆转模块(2)包括固定座(26)、安装在固定座(26)中的第二驱动装置(27)以及与第二驱动装置(27)的输出端相连的摆动罩(25)；

各所述夹持模块(3)包括顶罩(34)、位于顶罩(34)下方的第三驱动装置(32)、与第三驱动装置(32)输出轴连接的主动夹臂(311)以及与主动夹臂(311)相匹配的从动夹臂(312)；

各所述回转模块(1)、摆转模块(2)以及夹持模块(3)的对外连接端均为防脱出模块化接口。

2.根据权利要求1所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述防脱出模块化接口包括模块外壳，所述模块外壳一端布置有一个区域和若干个通孔，所述区域布置有对接卡扣和至少一个卡隼(411)，所述对接卡扣包括一个二叶子零件(431)，所述二叶子零件(431)上布置有至少一个飞檐结构，所述卡隼内布置有一个卡槽区域，该防脱出模块化接口的所述卡槽区域可供另一个模块化接口的飞檐结构卡入。

3.根据权利要求2所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述区域为圆周区域，所述圆周区域边缘沿圆周方向均匀布置两个卡隼(411)，在沿顺时针路径上，所述卡隼(411)的一侧布置有第一加强筋，所述第一加强筋与所述模块外壳相连，卡隼(411)的另一侧和内侧开口，卡隼的外侧与模块外壳相连，所述卡隼(411)内部形成的空腔就是所述卡槽区域，所述二叶子零件(431)上沿圆周方向均匀布置两个飞檐结构，所述卡隼(411)和飞檐结构均为扇形结构，所述飞檐结构的弧度小于或等于卡隼(411)的弧度。

4.根据权利要求3所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述防脱出模块化接口还包括防脱出机构，所述防脱出机构包括与模块外壳侧壁固定连接的弹簧支撑柱(421)和位于弹簧支撑柱(421)上端的弹簧卡扣，弹簧支撑柱的上端为第一凸台，第一凸台上套有弹簧(422)，所述弹簧(422)的下端被所述第一凸台的台阶顶住，所述弹簧卡扣包括位于所述圆周区域外的按键(423)和位于所述圆周区域内的扇形凸块(424)，所述模块外壳在圆形区域外布置有第三通孔(416)，所述圆周区域沿圆周方向布置有扇形通孔(415)，在圆周方向上所述第三通孔(416)和扇形通孔(415)分别位于同一条直径的一端，所述按键(423)从第三通孔(416)伸出，所述扇形凸块(424)从扇形通孔(415)伸出，所述弹簧(422)的上端与按键(423)抵接。

5.根据权利要求4所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述圆周区域的边缘沿逆时针方向分为六个区域，依次为第一区域(441)、第二区域(442)、第三区域(443)、第四区域(444)、第五区域(445)和第六区域(446)，所述两个卡隼(411)分别位于第一区域(441)和第四区域(444)，所述扇形通孔(415)位于第三区域(443)，所述二叶子零件(431)安装固定后，所述两个飞檐结构分别位于第二区域(442)和第五区域(445)。

6.根据权利要求5所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述防脱出模块化接口与另一个防脱出模块化接口对接后，所述防脱出模块化接口的第三区域(443)与另一个防脱出模块化接口的第六区域(446)匹配，所述防脱出模块化接口的第三区域(443)与另一个防脱出模块化接口的第六区域(446)之间形成一个空腔区域，所述防脱出模块化接口的扇形凸块(424)从所述扇形通孔(415)伸出后处于所述空腔区域。

7.根据权利要求3所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：

所述外壳(11)包括第一防脱出模块化接口(17)，外壳(11)的顶端布置有圆孔，所述圆孔内布置有深沟球轴承(18)，所述第一防脱出模块化接口(17)布置在深沟球轴承(18)的内圈，第一防脱出模块化接口(17)就是外壳(11)的对外连接端；

所述输出传动机构包括与第一驱动装置(13)的输出轴连接的齿轮轴(15)以及下端与齿轮轴(15)啮合的异型轴(16)，所述异型轴(16)的上端通过棱柱结构与第一防脱出模块化接口(17)的下端连接，异型轴(16)位于所述第一驱动装置(13)上方。

8.根据权利要求6所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述摆动罩(25)包括位于顶端的面壳，所述面壳的左右两端朝同一侧面翘起，所述面壳的左端布置有第一耳朵结构(251)，所述面壳的右端布置有第二耳朵结构(252)，所述第一耳朵结构(251)和第二耳朵结构(252)均与所述面壳所在平面相垂直，所述第一耳朵结构(251)或第二耳朵结构(252)与第二驱动装置(27)的输出端连接。

9.根据权利要求6所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：

所述第三驱动装置(32)输出轴的一端凸出在第三驱动装置(32)的第一端面上，该输出轴的另一端凸出在第三驱动装置(32)的第二端面上，所述第一端面和第二端面为相对的两个端面，所述主动夹臂(311)包括夹持片，所述夹持片的两端布置有摆动旋臂，所述主动夹臂(311)的两个摆动旋臂的末端分别与输出轴的一端固定连接，所述从动夹臂(312)与主动夹臂(311)的结构相同；

各所述摆动旋臂的末端均布置有部分齿轮结构，各所述部分齿轮结构所在的平面相互平行且与输出轴的中心轴线垂直，所述从动夹臂(312)的其中一个部分齿轮结构布置在所述第一端面，所述从动夹臂(312)的另一个部分齿轮结构布置在第二端面上，所述从动夹臂(312)的部分齿轮结构分别与主动夹臂(311)的部分齿轮结构啮合。

10.根据权利要求9所述的一种模块化蛇形机器人，其特征在于：所述夹持模块(3)还包括结构相同的第一侧盖(331)和第二侧盖(332)，所述第一侧盖(331)处于第三驱动装置(32)的第一端面，所述第二侧盖(332)处于第三驱动装置(32)的第二端面，所述第一侧盖(331)和第二侧盖(332)的朝向第三驱动装置(32)的一侧均布置有两个圆形凸台，第一侧盖(331)的其中一个圆形凸台贯穿第一端面上所述主动夹臂(311)部分齿轮结构的安装孔，所述第一侧盖(331)的另一个圆形凸台贯穿第一端面上所述从动夹臂(312)部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖(332)的其中一个圆形凸台贯穿第二端面上所述主动夹臂(311)部分齿轮结构的安装孔，第二侧盖(332)的另一个圆形凸台贯穿第二端面上从动夹臂(312)部分齿轮结构的安装孔。