无节肢机器人制造技术

一种无节肢机器人，包括：外骨架以及电磁双向驱动单元；外骨架包括脊柱、肋条、主连接柱、磁悬架和副连接柱以及底板；脊柱的一端设置有主连接柱，脊柱的另一端设置有副连接柱，脊柱与肋条形成筒状结构；电磁双向驱动单元包括线圈、线圈支架、钉柱、变径螺旋弹簧以及罩筒，线圈绕于绕线柱上，电磁双向驱动单元包括有两个，两个电磁双向驱动单元分设于两个磁悬架上，电磁双向驱动单元与外骨架连接形成有一个电磁驱动躯干单元，电磁驱动躯干单元依次连接；同侧相邻的电磁双向驱动单元连接。本发明专利技术电磁驱动的方式简单高效，易于控制，采用漏磁通原理的电磁伸缩体的设计有效提高了电磁的作用距离，双向伸缩的设计进一步增加了作用距离和运动效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种无节肢机器人。
技术介绍
无节肢机器人在结构和运动特点上与众不同，能够完成复杂环境下的侦查搜救任务，并且，无节肢机器人通过合理设计可以完成蜿蜒、翻滚、侧移、卷翻、蠕动等多种运动形式。另外，无节肢机器人可以和轮式运动等传统方式结合提升运动效率，具有相当的开发利用前景。现有技术中，较为典型的无节肢机器人，其驱动方式现在仍然局限在电机驱动上，加之无节肢机器人的小型化特点，液压、气动等驱动方式不易实现，而形状记忆合金驱动能力有限，使得现在的无节肢机器人的驱动方式趋于单一，驱动结构趋于复杂，在控制方法上也造成一定的困难，最后得到的效果是机器人的运动不够灵活。综上所述，如何提供一种结构简单，并且，驱动方式灵活的无节肢机器人，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无节肢机器人，以解决上述现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本申请提供了一种无节肢机器人，包括：外骨架以及电磁双向驱动单元；所述外骨架包括脊柱、肋条、主连接柱、磁悬架和副连接柱以及底板；所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构，所述脊柱的一端设置有所述主连接柱，所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱，所述主连接柱与所述副连接柱轴线平行，位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条，所述肋条为弧形结构，多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲，所述单侧护甲分设于所述脊柱的两侧，所述脊柱与所述肋条形成筒状结构，所述主连接柱的一端与所述脊柱连接，所述主连接柱的另一端设置有连接销，所述副连接柱的一端与所述脊柱连接，所述副连接柱的另一端设置有与所述连接销转动连接的连接环，所述磁悬架包括有两个，两个所述磁悬架分设于所述脊柱的两侧，，于所述主连接柱上开设有安装开孔；所述电磁双向驱动单元包括线圈、线圈支架、钉柱、变径螺旋弹簧以及罩筒；所述线圈为漆包细丝铜线，所述线圈支架包括有绕线柱，所述线圈绕于所述绕线柱上，所述绕线柱的两端设置有挡线侧板，于所述绕线柱的端部、自其端面向其内部延伸设置有钉柱孔，于所述钉柱孔内设置有限位导轨柱，所述钉柱孔之间互不连通，于所述挡线侧板的外侧面、沿其圆周方向上设置有限位卡口以及与所述磁悬架连接的悬挂柱，所述钉柱的钉帽上设置有电磁单元连接孔并沿其圆周方向开设有弹簧固定孔，沿所述钉芯的轴线设置有与所述轴线重合的导轨限位孔，所述导轨限位孔的长度与所述限位导轨柱的长度相同，所述变径螺旋弹簧为锥形螺旋结构，所述变径螺旋弹簧的最大半径不大于所述挡线侧板上所述限位卡口所限制的最大外圆周半径，所述变径螺旋弹簧的最小半径不小于所述钉柱的钉芯半径，所述变径螺旋弹簧的自然伸展高度为所述钉芯长度的.-.倍，所述罩筒为筒状结构，所述罩筒套设与所述线圈的外侧，其上开设有引线孔；所述电磁双向驱动单元利用漏磁通原理，当所述线圈通电，所述线圈可驱动所述钉柱相对于所述钉柱孔伸出，当所述线圈断电，所述钉柱在所述变径螺旋弹簧的作用下收入至所述钉柱孔内；所述电磁双向驱动单元包括有两个，两个所述电磁双向驱动单元分设于两个所述磁悬架上，所述电磁双向驱动单元与所述外骨架连接形成有一个电磁驱动躯干单元，所述电磁驱动躯干单元包括有多个，全部的所述电磁驱动躯干单元依次连接；在相邻的两个所述电磁驱动躯干单元中，同侧设置的两个所述电磁双向驱动单元通过钉柱相互连接。优选地，本专利技术还包括有连接销，所述连接销包括竖销和横销，所述连接销用于连接相邻的所述电磁驱动躯干单元的旋转轴；所述竖销为柱状结构，其一端为三棱柱，其主体部分为实心柱体，于所述竖销的主体部分上开设有一个副横销孔，所述竖销插入至所述主连接柱的底端并通过所述横销与所述主连接柱固定连接，所述实心柱体插入至所述安装开孔内；所述肋条为椭形条状，所述肋条设置有十根，全部的所述肋条对称分布于所述脊柱的两侧，同侧设置的所述肋条之间等间隔设置，所述肋条的一端与所述脊柱连接，所述肋条的另一端与所述底板连接；所述磁悬架为倒叉结构，所述磁悬架与所述肋条相连，与所述磁悬架上设置有悬挂弯轨，所述磁悬架两根叉之间的距离等于电磁双向驱动单元的线圈支架上挡线侧板外侧间的距离；所述主连接柱为筒状结构，所述主连接柱设置于所述脊柱的前端，于所述主连接柱的最下部设置有连接套，所述连接套为半封闭结构，所述连接套的底部开设有与所述三棱柱形状适配的三角孔，于所述主连接柱上开设有用于所述横销插入的主横销孔；所述副连接柱为L形，所述副连接柱的主体部分为实心结构，所述副连接柱的下部设置有所述连接环，所述连接环插入至所述连接套内并与其转动配合；所述底板位于所述外骨架的底部，所述底板为实心体结构，所述底板为椭形板状结构，沿其椭圆轴向设置有突出部，所述突出部与所述底板的长度比为:-:，所述突出部的外缘为圆形，所述底板的轴向最长长度等于所述主连接柱的轴心与所述副连接柱的连接环的环心之间的距离。优选地，所述电磁双向驱动单元设置于所述外骨架的内部，并以所述脊柱为对称轴通过所述磁悬架对称分布于所述脊柱的两侧；所述电磁双向驱动单元的轴心位置位于所述外骨架的椭圆长轴的下侧，两个所述电磁双向驱动单元的轴心连线与所述连接套的中心点在同一水平面上；两个同侧设置并相邻的所述电磁驱动躯干单元之间通过连接绳连接，所述连接绳为金属结构。优选地，所述电磁双向驱动单元通过所述悬挂柱悬挂于所述磁悬架的所述悬挂弯轨内，所述悬挂弯轨限制所述电磁双向驱动单元的轴向运动并依靠所述电磁双向驱动单元的自身重力和所述连接绳保证其有限的上下窜动。优选地，所述变径螺旋弹簧的头端通过铁丝与所述钉柱上开设的弹簧固定孔固定，所述变径螺旋弹簧的尾端通过所述线圈支架上设置的所述限位卡口固定。优选地，在同一个所述电磁双向驱动单元中，其两端设置的所述钉柱在电磁力作用下同时外伸或内缩。优选地，所述电磁双向驱动单元上设置的所述线圈被所述绕线柱、所述挡线侧板以及所述罩筒包裹，所述线圈经过所述挡线侧板上开设的引线孔引出两条接电源线从而形成完整的电磁回路。优选地，所述主连接柱上设置的所述连接套为半封闭结构，所述副连接柱上设置的所述连接环通过所述竖销以及所述横销与另一个与其相邻的主连接柱相连；所述竖销的端部设置的所述三棱柱用于防止所述竖销的转动。优选地，所述外骨架为ABS工程塑料外骨架。优选地，所述电磁双向驱动单元的线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无节肢机器人，其特征在于，包括：外骨架(1)以及电磁双向驱动单元(2)；所述外骨架包括脊柱(11)、肋条(12)、主连接柱(13)、磁悬架(14)和副连接柱(15)以及底板(16)；所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构，所述脊柱的一端设置有所述主连接柱，所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱，所述主连接柱与所述副连接柱轴线平行，位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条，所述肋条为弧形结构，多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲，所述单侧护甲分设于所述脊柱的两侧，所述脊柱与所述肋条形成筒状结构，所述主连接柱的一端与所述脊柱连接，所述主连接柱的另一端设置有连接销，所述副连接柱的一端与所述脊柱连接，所述副连接柱的另一端设置有与所述连接销转动连接的连接环，所述磁悬架包括有两个，两个所述磁悬架分设于所述脊柱的两侧，于所述主连接柱上开设有安装开孔(10)；所述电磁双向驱动单元包括线圈(20)、线圈支架(21)、钉柱(22)、变径螺旋弹簧(23)以及罩筒(24)；所述线圈为漆包细丝铜线，所述线圈支架包括有绕线柱(210)，所述线圈绕于所述绕线柱上，所述绕线柱的两端设置有挡线侧板(211)，于所述绕线柱的端部、自其端面向其内部延伸设置有钉柱孔(215)，于所述钉柱孔内设置有限位导轨柱(214)，所述钉柱孔之间互不连通，于所述挡线侧板的外侧面、沿其圆周方向上设置有限位卡口(213)以及与所述磁悬架连接的悬挂柱(212)，所述钉柱(22)的钉帽上设置有电磁单元连接孔(221)并沿其圆周方向开设有弹簧固定孔(222)，沿所述钉芯的轴线设置有与所述轴线重合的导轨限位孔(223)，所述导轨限位孔的长度与所述限位导轨柱的长度相同，所述变径螺旋弹簧为锥形螺旋结构，所述变径螺旋弹簧的最大半径不大于所述挡线侧板上所述限位卡口所限制的最大外圆周半径，所述变径螺旋弹簧的最小半径不小于所述钉柱的钉芯半径，所述变径螺旋弹簧的自然伸展高度为所述钉芯长度的0.4‑0.6倍，所述罩筒(24)为筒状结构，所述罩筒套设与所述线圈的外侧，其上开设有引线孔(240)；所述电磁双向驱动单元利用漏磁通原理，当所述线圈通电，所述线圈可驱动所述钉柱相对于所述钉柱孔伸出，当所述线圈断电，所述钉柱在所述变径螺旋弹簧的作用下收入至所述钉柱孔内；所述电磁双向驱动单元包括有两个，两个所述电磁双向驱动单元分设于两个所述磁悬架上，所述电磁双向驱动单元与所述外骨架连接形成有一个电磁驱动躯干单元，所述电磁驱动躯干单元包括有多个，全部的所述电磁驱动躯干单元依次连接；在相邻的两个所述电磁驱动躯干单元中，同侧设置的两个所述电磁双向驱动单元通过钉柱相互连接。...

【技术特征摘要】
1.一种无节肢机器人，其特征在于，
包括：外骨架(1)以及电磁双向驱动单元(2)；
所述外骨架包括脊柱(11)、肋条(12)、主连接柱(13)、磁悬架(14)
和副连接柱(15)以及底板(16)；
所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构，所述脊柱的一端设置有所述
主连接柱，所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱，所述主连接柱与所述副连
接柱轴线平行，位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条，所述肋条为弧形结
构，多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲，所述单侧护甲分设于所述脊柱
的两侧，所述脊柱与所述肋条形成筒状结构，所述主连接柱的一端与所述脊柱
连接，所述主连接柱的另一端设置有连接销，所述副连接柱的一端与所述脊柱
连接，所述副连接柱的另一端设置有与所述连接销转动连接的连接环，所述磁
悬架包括有两个，两个所述磁悬架分设于所述脊柱的两侧，于所述主连接柱上
开设有安装开孔(10)；
所述电磁双向驱动单元包括线圈(20)、线圈支架(21)、钉柱(22)、变
径螺旋弹簧(23)以及罩筒(24)；
所述线圈为漆包细丝铜线，所述线圈支架包括有绕线柱(210)，所述线圈
绕于所述绕线柱上，所述绕线柱的两端设置有挡线侧板(211)，于所述绕线柱
的端部、自其端面向其内部延伸设置有钉柱孔(215)，于所述钉柱孔内设置有
限位导轨柱(214)，所述钉柱孔之间互不连通，于所述挡线侧板的外侧面、沿
其圆周方向上设置有限位卡口(213)以及与所述磁悬架连接的悬挂柱(212)，
所述钉柱(22)的钉帽上设置有电磁单元连接孔(221)并沿其圆周方向开设
有弹簧固定孔(222)，沿所述钉芯的轴线设置有与所述轴线重合的导轨限位孔
(223)，所述导轨限位孔的长度与所述限位导轨柱的长度相同，所述变径螺旋
弹簧为锥形螺旋结构，所述变径螺旋弹簧的最大半径不大于所述挡线侧板上所
述限位卡口所限制的最大外圆周半径，所述变径螺旋弹簧的最小半径不小于所
述钉柱的钉芯半径，所述变径螺旋弹簧的自然伸展高度为所述钉芯长度的
0.4-0.6倍，所述罩筒(24)为筒状结构，所述罩筒套设与所述线圈的外侧，其

\t上开设有引线孔(240)；
所述电磁双向驱动单元利用漏磁通原理，当所述线圈通电，所述线圈可驱
动所述钉柱相对于所述钉柱孔伸出，当所述线圈断电，所述钉柱在所述变径螺
旋弹簧的作用下收入至所述钉柱孔内；
所述电磁双向驱动单元包括有两个，两个所述电磁双向驱动单元分设于两
个所述磁悬架上，所述电磁双向驱动单元与所述外骨架连接形成有一个电磁驱
动躯干单元，所述电磁驱动躯干单元包括有多个，全部的所述电磁驱动躯干单
元依次连接；
在相邻的两个所述电磁驱动躯干单元中，同侧设置的两个所述电磁双向驱
动单元通过钉柱相互连接。
2.根据权利要求1所述的无节肢机器人，其特征在于，
还包括有连接销(3)，所述连接销包括竖销(31)和横销(32)，所述连
接销用于连接相邻的所述电磁驱动躯干单元的旋转轴；
所述竖销(31)为柱状结构，其一端为三棱柱(311)，其主体部分为实心
柱体(312)，于所述竖销的主体部分上开设有一个副横销孔(313)，所述竖销
插入至所述主连接柱的底端并通过所述横销与所述主连接柱固定连接，所述实
心柱体插入至所述安装开孔内；
所述肋条为椭形条状，所述肋条设置有十根，全部的所述肋条对称分布于
所述脊柱的两侧，同侧设置的所述肋条之间等间隔设置，所述肋条的一端与所
述脊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李擎，李彦文，苏中，赵旭，原鑫，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11