CN220882334U - 移动装置及蛇形机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种移动装置及蛇形机器人。移动装置包括活动组件和移动组件；活动组件的数量为两个，且两个活动组件沿移动装置的移动方向间隔且平行设置；移动组件分别活动连接于两个活动组件；其中，移动组件的数量为多组，多组移动组件沿圆周方向均匀设置并互相平行，多组移动组件用于驱使两个活动组件上的多个预设位置朝靠近或远离彼此的方向移动，多个预设位置与移动组件对应并沿活动组件的圆周方向均匀设置。在本实施例的移动装置中，通过设置多组移动组件与活动组件配合，可以移动装置无需外力驱动即可实现自行走，以便进入狭窄区域或远距离实行救援动作，使用效果好。

Description

移动装置及蛇形机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种移动装置及蛇形机器人。

背景技术

在大型灾难救援中，雷达生命探测仪和工业内窥镜(俗称蛇形机器人)是主要的生命搜索工具。蛇形机器人具备摄像头和灯光，并且可以通过手柄控制摄像头的方向。蛇形机器人在救援工作中起到了重要的作用，但目前仍存在一些问题：前进需要用手推，前进方向只能手控：现有的蛇形机器人设备需要人工推动才能前进，并且前进的方向只能通过手动控制，缺乏自主前进的能力。拐弯只能碰到障碍物才会拐弯，不能人为控制：蛇形机器人只有在遇到障碍物时才会自动拐弯，无法根据操作者的需求进行人为控制的转弯操作。不能抬头越过障碍物：蛇形机器人的前端摄像头无法抬头，无法越过较高的障碍物进行观察，限制了其在灾难救援中的应用范围。长度受限，探测深度不能超过蛇形机器人本身长度：蛇形机器人的探测深度受限于设备本身的长度，无法达到较远距离的探测需求。

因此，有必要针对上述问题进行改进，以对现有的蛇形机器人进行优化。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种移动装置及蛇形机器人，相较于现有的蛇形机器人进行了进一步改进。

本实用新型提出一种移动装置，包括：

活动组件，数量为两个，且两个所述活动组件沿所述移动装置的移动方向间隔且平行设置；以及

移动组件，分别活动连接于两个所述活动组件；其中，所述移动组件的数量为多组，多组所述移动组件沿圆周方向均匀设置并互相平行，多组所述移动组件用于驱使两个所述活动组件上的多个预设位置朝靠近或远离彼此的方向移动，多个所述预设位置与所述移动组件对应并沿所述活动组件的圆周方向均匀设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述活动组件包括活动件、摆动驱动件和支腿，所述摆动驱动件连接于所述活动件，所述支腿连接于所述摆动驱动件的输出端，且所述摆动驱动件用于驱使所述支腿朝靠近或远离所述活动件的方向移动，所述支腿用于支撑所述活动件。

根据本实用新型的一个实施例，所述摆动驱动件包括摆动电机、摆动螺杆和摆动螺母，所述摆动电机连接于所述摆动驱动件，所述摆动螺杆与所述摆动螺母螺纹连接，且所述摆动螺杆连接于所述摆动驱动件，所述摆动螺母连接于所述支腿，所述摆动驱动件用于驱使所述摆动螺杆相对于所述摆动驱动件旋转，以使所述支腿朝靠近或远离所述活动件的方向移动。

根据本实用新型的一个实施例，所述支腿包括支撑部和弯折部，所述支撑部为平板结构，所述弯折部自所述支撑部的边缘朝向所述活动的方向弯折，且所述摆动螺母连接于所述支撑部。

根据本实用新型的一个实施例，其中一个所述活动组件的所述活动件开设有活动孔，另一个所述活动组件的所述活动件开设有与所述活动孔对应设置的连接孔，且所述活动孔和所述连接孔位于所述预设位置处；所述移动组件包括移动驱动件和万向机构，所述万向机构可活动地容置于所述活动孔内并连接于其中一个所述活动组件；所述移动驱动件包括移动电机、移动螺杆和移动螺母，所述移动驱动件连接于另一个所述活动组件，所述移动螺杆连接于所述移动驱动件并自所述连接孔伸出，所述移动螺母连接于所述万向机构并与所述移动螺杆螺纹连接，所述移动驱动件用于驱使所述移动螺杆相对于所述移动螺母旋转。

根据本实用新型的一个实施例，所述连接孔的侧壁上开设有活动槽，所述万向机构包括万向架、万向轴、连接件和中间轴，所述万向轴凸设于所述万向架上，所述万向架可活动地容置于所述活动孔内，所述万向轴与所述活动槽转动配合，所述连接件通过所述中间轴与所述万向架转动连接，且所述万向轴与所述中间轴呈夹角设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述移动装置还包括柔性套，所述柔性套套设于所述活动组件和所述移动组件的外侧，且所述柔性套的外层的摩擦系数大于内层的摩擦系数。

本实用新型还提供了一种蛇形机器人，包括多组如上述任意一项所述的移动装置，多组所述移动装置依次连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述移动装置伸缩组件，所述伸缩组件分别与两组所述移动装置的所述活动组件连接并用于驱使相邻的两组所述移动装置朝靠近或远离彼此的方向移动。

根据本实用新型的一个实施例，所述伸缩组件包括伸缩电机、伸缩螺杆和伸缩螺母，所述伸缩电机和所述伸缩螺母分别设于所述移动装置的两组所述移动组件的外侧，所述伸缩螺杆连接于所述伸缩电机的输出端并与所述伸缩螺母螺纹连接，所述伸缩电机用于驱使所述伸缩螺杆相对于所述伸缩螺母旋转以驱使相邻两组所述移动装置朝靠近或远离彼此的方向移动。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

使用本实施例的移动装置时，通过设置多组移动组件活动组件配合，可以通过设于不同预设位置的移动组件驱使两个活动组件靠近或远离彼此来实现移动装置的摆动动作，当移动装置在水平方向上摆动时可以驱使移动装置能够以类蛇形的方式沿移动方向移动和拐弯，当移动装置在竖直方向上摆动时可以实现移动装置朝向上侧或下侧方向的弯折，以实现抬头或低头动作。

在本实施例的移动装置中，通过设置多组移动组件与活动组件配合，可以移动装置无需外力驱动即可实现自行走，以便进入狭窄区域或远距离实行救援动作，使用效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本实用新型的实施例中移动装置的立体视图；

图2是本实用新型的实施例中移动装置的爆炸视图；

图3是本实用新型的实施例中移动装置的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例中蛇形机器人的结构示意图；

附图标记：

1、蛇形机器人；10、移动装置；100、活动组件；110、活动件；111、活动孔；112、连接孔；1121、活动槽；120、摆动驱动件；121、摆动电机；122、摆动螺杆；123、摆动螺母；130、支腿；131、支撑部；132、弯折部；200、移动组件；201、横向移动组件；202、纵向移动组件；210、移动驱动件；211、移动电机；212、移动螺杆；213、移动螺母；220、万向机构；221、万向架；222、万向轴；223、连接件；224、中间轴；300、柔性套；400、伸缩组件；410、伸缩电机；420、伸缩螺杆；430、伸缩螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种移动装置10，其包括活动组件100和移动组件200；活动组件100的数量为两个，且两个活动组件100沿移动装置10的移动方向间隔且平行设置；移动组件200分别活动连接于两个活动组件100；其中，移动组件200的数量为多组，多组移动组件200沿圆周方向均匀设置并互相平行，多组移动组件200用于驱使两个活动组件100上的多个预设位置朝靠近或远离彼此的方向移动，多个预设位置与移动组件200对应并沿活动组件100的圆周方向均匀设置。

使用本实施例的移动装置10时，通过设置多组移动组件200活动组件100配合，可以通过设于不同预设位置的移动组件200驱使两个活动组件100靠近或远离彼此来实现移动装置10的摆动动作，当移动装置10在水平方向上摆动时可以驱使移动装置10能够以类蛇形的方式沿移动方向移动和拐弯，当移动装置10在竖直方向上摆动时可以实现移动装置10朝向上侧或下侧方向的弯折，以实现抬头或低头动作。

在本实施例的移动装置10中，通过设置多组移动组件200与活动组件100配合，可以移动装置10无需外力驱动即可实现自行走，以便进入狭窄区域或远距离实行救援动作，使用效果好。

进一步地，移动装置10还包括柔性套300，柔性套300套设于活动组件100和移动组件200的外侧，且柔性套300的外层的摩擦系数大于内层的摩擦系数。

由此设置，移动组件200位于柔性套300的内侧并与柔性套300的内层接触，柔性套300的外侧与外部环境接触，通过将柔性套300的外层摩擦系数设置为大于内层的摩擦系数，可以降低移动组件200与柔性套300之间的摩擦力，并提高柔性套300与外部环境的摩擦力，降低移动组件200的驱动阻力并提高移动装置10的移动作用力。同时，由于柔性套300采用柔性材料制成，在移动装置10移动的过程中，不会影响移动装置10中的各个活动部件之间的运动，同时还可以对移动装置10进行防尘保护。

具体地，参阅图1和图2所示，活动组件100包括活动件110、摆动驱动件120和支腿130，摆动驱动件120连接于活动件110，支腿130连接于摆动驱动件120的输出端，且摆动驱动件120用于驱使支腿130朝靠近或远离活动件110的方向移动，支腿130用于支撑活动件110。

在本实施例的移动装置10中，两组活动组件100中的支腿130在摆动驱动件120的驱动作用下与活动件110之间具有不同的距离，以实现移动装置10的前进和后退功能；具体如下：当需要前进时，位于移动装置10前侧的摆动电机121驱使支腿130朝向远离活动件110的方向移动，位于移动装置10后侧的摆动电机121驱使支腿130朝向靠近活动件110的方向移动，同时移动组件200驱使两个活动组件100靠近彼此，当两个活动组件100移动至指定位置之后，位于移动装置10后侧的摆动电机121驱使支腿130朝向远离活动件110的方向移动，位于移动装置10前侧的摆动电机121驱使支腿130朝向靠近活动件110的方向移动，同时移动组件200驱使两个活动组件100朝向远离彼此的方向移动至设定长度后，位于移动装置10前侧的摆动电机121再驱使支腿130朝向远离活动件110的方向达到设定长度；移动装置10在上述动作下正向运行则移动装置10向前运动，反之移动装置10则向后运动。在一实施例中，摆动驱动件120包括摆动电机121、摆动螺杆122和摆动螺母123，摆动电机121连接于摆动驱动件120，摆动螺杆122与摆动螺母123螺纹连接，且摆动螺杆122连接于摆动驱动件120，摆动螺母123连接于支腿130，摆动驱动件120用于驱使摆动螺杆122相对于摆动驱动件120旋转，以使支腿130朝靠近或远离活动件110的方向移动。

通过设置摆动螺杆122和摆动螺母123配合，当摆动电机121驱使摆动螺杆122相对于摆动螺母123旋转时，在摆动螺杆122和摆动螺母123的配合作用下可以驱使支腿130朝靠近或远离活动件110的方向移动，以实现活动件110的抬高或降低的功能，通过与移动组件200配合即可实现移动装置10的行进功能。

具体地，参阅图2所示，支腿130包括支撑部131和弯折部132，支撑部131为平板结构，弯折部132自支撑部131的边缘朝向活动的方向弯折，且摆动螺母123连接于支撑部131。

在本实施例中，通过将支撑部131设置为平板状，可以便于移动装置10稳定地放置于地面上，通过由于弯折部132朝向活动件110的方向弯折，可以使活动组件100整体表面平整，结构紧凑。

进一步地，参阅图2所示，其中一个活动组件100的活动件110开设有活动孔111，另一个活动组件100的活动件110开设有与活动孔111对应设置的连接孔112，且活动孔111和连接孔112位于预设位置处；移动组件200包括移动驱动件210和万向机构220，万向机构220可活动地容置于活动孔111内并连接于其中一个活动组件100；移动驱动件210包括移动电机211、移动螺杆212和移动螺母213，移动驱动件210连接于另一个活动组件100，移动螺杆212连接于移动驱动件210并自连接孔112伸出，移动螺母213连接于万向机构220并与移动螺杆212螺纹连接，移动驱动件210用于驱使移动螺杆212相对于移动螺母213旋转。

在本实施例中，通过将万向机构220可活动地设于活动孔111内，当移动组件200驱动两个活动组件100相互运动时，万向机构220可以与活动组件100之间相对活动，以避免产生运动干涉保证移动装置10的移动平顺；当需要驱动移动装置10移动时，移动电机211可以启动并驱使移动螺杆212相对于移动螺母213旋转，通过移动螺杆212和移动螺母213之间的螺纹连接，可以实现驱使两个活动组件100朝靠近或远离彼此的方向移动的功能。

在一实施例中，移动组件200的数量为四个，且四个移动组件200沿活动件110的圆周方向均匀设置，位于靠近上下两侧的移动组件200为纵向移动组件202，位于左右两侧的移动组件200为横向移动组件201，且横向移动组件201和纵向移动组件202各为两组；当需要转向时，两个横向移动组件201可以以不同的方向驱使两个活动组件100移动，例如可以使两个活动组件100的左侧接近右侧远离，以使两个活动组件100呈现为不平行的状态，之后再驱使活动组件100的左侧接近右侧远离，即可实现移动装置10的反向转向功能。

当需要驱使移动装置10抬头(或低头)时，位于上侧的纵向移动组件202驱使两个活动组件100靠近，位于下侧的纵向移动组件202驱使两个活动组件100远离，即可使移动装置10的移动方向朝上，以实现抬头动作；低头动作反之即可。

具体地，连接孔112的侧壁上开设有活动槽1121，万向机构220包括万向架221、万向轴222、连接件223和中间轴224，万向轴222凸设于万向架221上，万向架221可活动地容置于活动孔111内，万向轴222与活动槽1121转动配合，连接件223通过中间轴224与万向架221转动连接，且万向轴222与中间轴224呈夹角设置。

在本实施例中，通过设置活动槽1121与万向轴222配合，可以对万向架221沿活动孔111的轴向旋转进行限位，同时保证万向架221能够沿万向轴222相对于活动件110转动；连接件223同理，通过设置万向轴222和中间轴224作为中间连接元件，可以实现万向机构220在两个自由度上的活动，从而提高移动装置10的运动范围。

参阅图2所示的实施例中，四个移动组件200沿活动件110的圆周方向设置，并且活动件110圆周方向上相邻的两个活动孔111中的活动槽1121的轴向垂直，由此即可实现移动装置10的转向、抬头功能。

具体地，移动装置10还包括控制模块，控制模块信号连接于移动组件200和摆动驱动件120，通过控制模块对摆动驱动件120和移动组件200发送控制指令，可以实现移动装置10的自动控制功能；可以但不限于是各种PLC(可编程逻辑控制器，全称为ProgrammableLogic Controller)、STM32(STM32微控制器，是ARM Cortex-M内核的32位微控制器)、单片机、FPGA(现场可编程逻辑门阵列，全称为Field Programmable GateArray)、ARM(ARM处理器，全称为Advanced RISC Machine)等。

进一步地，通过在移动装置10中采用控制模块实现自动控制，移动装置10可以实现自动找平功能；具体如下：当移动装置10放置于地面上时，纵向移动组件202和摆动驱动件120静止，两个横向移动组件201彼此配合以使两个活动组件100相对倾斜，以使移动装置10整体呈C型，通过横向移动组件201反复运动即可使移动装置10在水平方向上平铺于地面，以实现移动装置10的找平功能。

另外，通过四个移动组件200中的移动螺杆212和移动螺母213相互配合，可以对移动驱动件210的长度进行限位，即当移动螺杆212和移动螺母213伸长无法转动时，即为移动驱动件210的最长位；当移动电机211驱动移动螺杆212反向旋转至无法继续收缩时，即为移动驱动件210的最短位；此时控制模块可以记录移动电机211的旋转角度、圈数，以对移动驱动件210的驱动范围进行自适应配置。

本实用新型还提供了一种蛇形机器人1，其包括多组上述任意一项实施例中的任意一项的移动装置10，多组移动装置10依次连接。

可以理解地是，在本实施例的蛇形机器人1中，通过设置多组移动装置10依次连接，移动装置10通过设置多组移动组件200与活动组件100配合，可以蛇形机器人1无需外力驱动即可实现自行走，以便进入狭窄区域或远距离实行救援动作，使用效果好。

进一步地，参阅图3所示，移动装置10伸缩组件400，伸缩组件400分别与两组移动装置10的活动组件100连接并用于驱使相邻的两组移动装置10朝靠近或远离彼此的方向移动。

在本实施例中，通过设置伸缩组件400分别与两组移动装置10连接，可以对两组移动装置10进行伸缩控制，辅以移动组件200的活动控制，即可进一步提高蛇形机器人1的调节范围和移动性能。

具体地，伸缩组件400包括伸缩电机410、伸缩螺杆420和伸缩螺母430，伸缩电机410和伸缩螺母430分别设于移动装置10的两组移动组件200的外侧，伸缩螺杆420连接于伸缩电机410的输出端并与伸缩螺母430螺纹连接，伸缩电机410用于驱使伸缩螺杆420相对于伸缩螺母430旋转以驱使相邻两组移动装置10朝靠近或远离彼此的方向移动。

由此设置，当需要驱使蛇形机器人1伸缩时，通过伸缩电机410驱动伸缩螺杆420转动，并在伸缩螺杆420和伸缩螺母430之间的螺纹作用下驱使两组移动装置10朝靠近或远离彼此的方向移动，结构简单，可靠性高。

进一步地，蛇形机器人1还可以包括如下至少一者的电子元件：摄像头、热成像摄像头、红外摄像头、灯光、麦克风、扬声器；控制模块信号连接于电子元件，并且控制模块具有无线信号传输功能，通过与电子元件配合，当蛇形机器人1应用于废墟中时，可以由救援人员操控在废墟内的狭小空间内移动，寻找幸存者，使用效果好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移动装置，其特征在于，包括：

活动组件，数量为两个，且两个所述活动组件沿所述移动装置的移动方向间隔且平行设置；以及

移动组件，分别活动连接于两个所述活动组件；其中，所述移动组件的数量为多组，多组所述移动组件沿圆周方向均匀设置并互相平行，多组所述移动组件用于驱使两个所述活动组件上的多个预设位置朝靠近或远离彼此的方向移动，多个所述预设位置与所述移动组件对应并沿所述活动组件的圆周方向均匀设置。

2.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述活动组件包括活动件、摆动驱动件和支腿，所述摆动驱动件连接于所述活动件，所述支腿连接于所述摆动驱动件的输出端，且所述摆动驱动件用于驱使所述支腿朝靠近或远离所述活动件的方向移动，所述支腿用于支撑所述活动件。

3.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，所述摆动驱动件包括摆动电机、摆动螺杆和摆动螺母，所述摆动电机连接于所述摆动驱动件，所述摆动螺杆与所述摆动螺母螺纹连接，且所述摆动螺杆连接于所述摆动驱动件，所述摆动螺母连接于所述支腿，所述摆动驱动件用于驱使所述摆动螺杆相对于所述摆动驱动件旋转，以使所述支腿朝靠近或远离所述活动件的方向移动。

4.根据权利要求3所述的移动装置，其特征在于，所述支腿包括支撑部和弯折部，所述支撑部为平板结构，所述弯折部自所述支撑部的边缘朝向所述活动的方向弯折，且所述摆动螺母连接于所述支撑部。

5.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，其中一个所述活动组件的所述活动件开设有活动孔，另一个所述活动组件的所述活动件开设有与所述活动孔对应设置的连接孔，且所述活动孔和所述连接孔位于所述预设位置处；所述移动组件包括移动驱动件和万向机构，所述万向机构可活动地容置于所述活动孔内并连接于其中一个所述活动组件；所述移动驱动件包括移动电机、移动螺杆和移动螺母，所述移动驱动件连接于另一个所述活动组件，所述移动螺杆连接于所述移动驱动件并自所述连接孔伸出，所述移动螺母连接于所述万向机构并与所述移动螺杆螺纹连接，所述移动驱动件用于驱使所述移动螺杆相对于所述移动螺母旋转。

6.根据权利要求5所述的移动装置，其特征在于，所述连接孔的侧壁上开设有活动槽，所述万向机构包括万向架、万向轴、连接件和中间轴，所述万向轴凸设于所述万向架上，所述万向架可活动地容置于所述活动孔内，所述万向轴与所述活动槽转动配合，所述连接件通过所述中间轴与所述万向架转动连接，且所述万向轴与所述中间轴呈夹角设置。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的移动装置，其特征在于，所述移动装置还包括柔性套，所述柔性套套设于所述活动组件和所述移动组件的外侧，且所述柔性套的外层的摩擦系数大于内层的摩擦系数。

8.一种蛇形机器人，其特征在于，包括多组如权利要求1-7任意一项所述的移动装置，多组所述移动装置依次连接。

9.根据权利要求8所述的蛇形机器人，其特征在于，所述移动装置伸缩组件，所述伸缩组件分别与两组所述移动装置的所述活动组件连接并用于驱使相邻的两组所述移动装置朝靠近或远离彼此的方向移动。

10.根据权利要求9所述的蛇形机器人，其特征在于，所述伸缩组件包括伸缩电机、伸缩螺杆和伸缩螺母，所述伸缩电机和所述伸缩螺母分别设于所述移动装置的两组所述移动组件的外侧，所述伸缩螺杆连接于所述伸缩电机的输出端并与所述伸缩螺母螺纹连接，所述伸缩电机用于驱使所述伸缩螺杆相对于所述伸缩螺母旋转以驱使相邻两组所述移动装置朝靠近或远离彼此的方向移动。