一种新型蛇形机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型蛇形机器人，包括蛇头、蛇身、蛇尾和多个连接关节，连接关节可上下摆动和/或左右摆动，蛇身包括多个蛇身节段，相邻蛇身节段通过连接关节连接，蛇头和位于最前端的蛇身节段通过连接关节连接，蛇尾和位于最后方的蛇身节段通过连接关节连接。该机器人结构简单，运动灵活，能够灵活地做出各种姿势，且稳定性好。且稳定性好。且稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种新型蛇形机器人


[0001]本技术涉及机器人
，具体涉及一种新型蛇形机器人。

技术介绍

[0002]二十一世纪人类将进入老龄化社会，发展“仿人机器人”来弥补年轻劳动力的严重不足，解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能开辟新的产业，创造新的就业机会。“仿人机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。当今世界，科技发展水平日益进步，机器人研究领域已经向航空航天、水面水下、地下管道等环境发展，未来的机器人将在人类无法工作的环境中代替人类工作，人们要求机器人不仅适应原来的基本要求，还要适应未知的环境，这就对机器人的运动灵活性、适应性、生存能力很高。
[0003]移动性能是未来机器人在许多场合的关键能力，为了完成任务，常常要求机器人能够到人们无法进入的禁区进行侦查、探测、攻击、干扰等行动。机器人模仿动物的特性，能够适应不同的环境，活动范围广，躲避风险能力和生存能力强，拥有极强的移动能力，因此，能够代替人们到达不可预测的环境中进行各种活动，完成任务。
[0004]大自然曾为人类的造物提供了丰富灵感，比如，我国古人模仿鸟喙衔食物的动作，专利技术了筷子。现在，仿生学已经得到了广泛应用，人们利用生物的结构和功能原理，研制机械或各种新技术。当前，随着生物机理认识的深入、智能控制技术的发展，仿生机器人正向第四个阶段发展，即结构与生物特性一体化的类生命系统，强调仿生机器人不仅具有生物的形态特征和运动方式，同时具备生物的自我感知、自我控制等性能特性，更接近生物原型。科技的迅速发展必将推动仿生机器人的发展，这是现实的选择，也是大势所趋。现在许多工业领域出现了各种机器人的身影，但是在仿生机器人的制造方面还是在许多的不足，随着技术的不断成熟，在未来，不论是生物的形态与运动方式还是自我感知、自我控制等性能也会越来越接近原型。
[0005]在此背景下，用机械结构控制仿生蛇形机器人的运动需要满足以下条件：第一、如何通过齿轮的带动实现机器人的多个关节的运动；第二、如何通过轴承的安装实现多个自由度的选择；第三、如何选择摄像头以及传感器放置的位置。基于仿生蛇形机器人主要是通过机械结构来实现多种运动状态，例如，蛇形机器人的绕环运动，抬头以及越过一些较低的障碍物，如何用更加灵活的机械机构实现机器人更多的运动方式是有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于上述现有技术，本技术提供了一种新型蛇形机器人，该机器人结构简单，运动灵活，能够灵活地做出各种姿势，且稳定性好。
[0007]实现本技术上述目的所采用的技术方案为：
[0008]一种新型蛇形机器人，包括蛇头、蛇身和蛇尾，还包括多个连接关节，连接关节可上下摆动和/或左右摆动，蛇身包括多个蛇身节段，相邻蛇身节段通过连接关节连接，蛇头和位于最前端的蛇身节段通过连接关节连接，蛇尾和位于最后方的蛇身节段通过连接关节
连接。
[0009]所述的连接关节包括连接框、上下摆动驱动机构和左右摆动驱动机构，上下摆动驱动机构和左右摆动驱动机构分别与连接框连接。
[0010]所述的上下摆动驱动包括上下驱动舵机、第一传动轴、第一小锥齿轮、第一大锥齿轮和第一齿轮轴，第一传动轴的一端与上下驱动舵机的输出端连接，第一小锥齿轮套设于第一传动轴的另一端上，第一齿轮轴的一端固定于连接框的顶部或底部上，第一大锥齿轮套设于第一齿轮轴的另一端上，第一小锥齿轮和第一大锥齿轮啮合；
[0011]所述的左右摆动驱动包括左右驱动舵机、第二传动轴、第二小锥齿轮、第二大锥齿轮和第二齿轮轴，第二传动轴的一端与左右驱动舵机的输出端连接，第二小锥齿轮套设于第二传动轴的另一端上，第二齿轮轴的一端固定于连接框的左侧或右侧上，第二大锥齿轮套设于第一齿轮轴的另二端上，第二小锥齿轮和第二大锥齿轮啮合；
[0012]第一齿轮轴垂直于第二齿轮轴，第一齿轮轴和第二齿轮轴位于连接框内切圆的径向上。
[0013]所述的连接框呈类方形，第一齿轮轴与连接框的顶部边框中央连接，第二齿轮轴与连接框的左侧边框或右侧边框中央连接。
[0014]所述的蛇头包括蛇头外壳，蛇头外壳尾部对称设有两蛇头连接耳板，蛇身节段包括蛇身节段外壳，蛇身节段外壳头部对称设有两蛇身前端连接耳板，蛇身节段外壳尾部对称设有两蛇身后端连接耳板，两蛇身前端连接耳板和两蛇身后端连接耳板在蛇身节段外壳的横截面上的投影呈方形分布，蛇尾包括蛇尾壳体，蛇尾壳体头部对称设有两蛇尾连接耳板；
[0015]蛇头与最前端的蛇身节段的连接中，上下驱动舵机固定于最前端的蛇身节段外壳的前侧内，左右驱动电机固定于蛇头外壳后侧内，两蛇头连接耳板分别与连接框顶部和底部的边框中央固定连接，最前端的蛇身节段上的两蛇身前端连接耳板分别与连接框左右两侧的边框中央固定连接；
[0016]相邻两蛇身节段的连接中，上下驱动舵机固定于位于后端的蛇身节段外壳的前侧内，左右驱动电机固定于位于前端的蛇身节段外壳的后侧内，位于前端的蛇身节段上的两蛇身后端连接耳板分别与连接框顶部和底部的边框中央固定连接，位于后端的蛇身节段上的两蛇身前端连接耳板分别与连接框左右两侧的边框中央；
[0017]最后端的蛇身节段与蛇尾的连接中，上下驱动舵机固定于蛇尾壳体的前侧内，左右驱动电机固定于最后端的蛇身节段外壳的后侧内，最后端的蛇身节段上的两蛇身后端连接耳板分别与连接框顶部和底部的边框中央固定连接，两蛇尾连接耳板分别与连接框左右两侧边框中央固定连接。
[0018]所述的蛇尾外壳前端设有棘轮机构，棘轮机构包括棘轮轴、棘轮、棘爪轴、棘爪和两定向轮，棘轮轴的两端分别与蛇尾外壳前端下部的两侧转动连接，棘轮轴与最后端的第一传动轴异面垂直，两定向轮分别固定套设于棘轮轴的两侧上，蛇尾外壳前端底部设有通槽，两定向轮分别穿过通槽，棘轮固定套设于棘轮轴的正中间上，棘爪轴的两端分别与蛇尾外壳前端的两侧转动连接，棘爪固定套设于棘爪轴的正中间上，棘轮与棘爪啮合。
[0019]所述的蛇尾外壳包括蛇尾外壳主体和蛇尾外壳尾部，棘轮机构设置于蛇尾外壳主体内，蛇尾外壳尾部呈楔形，蛇尾外壳尾部的高度从前至后依次减小，蛇尾外壳尾部包括第
一尾巴节段、第二尾巴节段
……
末端尾巴节段，第一尾巴节段前端与蛇尾外壳主体后端固定连接，第一尾巴节段后端的顶部和底部分别设有衔接条，第二尾巴节段前端的顶部和底部分别设有转动销轴，第一尾巴节段上的两衔接条分别活动套设于第二尾巴节段上的两转动销轴上
……
倒数第二尾巴节段上的两衔接条分别活动套设于末端尾巴节段上的两转动销轴上。
[0020]所述的蛇头底部设有万向轮，各蛇身节段底部设有万向轮。
[0021]所述的蛇头头部上分别设有摄像头和测距模块。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果和优点在于：
[0023]1、该机器人在爬行时，仿生蛇体在地面上作水平波状弯曲，模拟侧摆和起伏，使弯曲处的蛇体施力于粗糙的地面上，由地面的反作用力推动蛇体前进。
[0024]2、该机器人每一个连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型蛇形机器人，包括蛇头、蛇身和蛇尾，其特征在于：还包括多个连接关节，连接关节可上下摆动和/或左右摆动，蛇身包括多个蛇身节段，相邻蛇身节段通过连接关节连接，蛇头和位于最前端的蛇身节段通过连接关节连接，蛇尾和位于最后方的蛇身节段通过连接关节连接。2.根据权利要求1所述的新型蛇形机器人，其特征在于：所述的连接关节包括连接框、上下摆动驱动机构和左右摆动驱动机构，上下摆动驱动机构和左右摆动驱动机构分别与连接框连接。3.根据权利要求2所述的新型蛇形机器人，其特征在于：所述的上下摆动驱动包括上下驱动舵机、第一传动轴、第一小锥齿轮、第一大锥齿轮和第一齿轮轴，第一传动轴的一端与上下驱动舵机的输出端连接，第一小锥齿轮套设于第一传动轴的另一端上，第一齿轮轴的一端固定于连接框的顶部或底部上，第一大锥齿轮套设于第一齿轮轴的另一端上，第一小锥齿轮和第一大锥齿轮啮合；所述的左右摆动驱动包括左右驱动舵机、第二传动轴、第二小锥齿轮、第二大锥齿轮和第二齿轮轴，第二传动轴的一端与左右驱动舵机的输出端连接，第二小锥齿轮套设于第二传动轴的另一端上，第二齿轮轴的一端固定于连接框的左侧或右侧上，第二大锥齿轮套设于第二齿轮轴的另一端上，第二小锥齿轮和第二大锥齿轮啮合；第一齿轮轴垂直于第二齿轮轴，第一齿轮轴和第二齿轮轴位于连接框内切圆的径向上。4.根据权利要求3所述的新型蛇形机器人，其特征在于：所述的连接框呈类方形，第一齿轮轴与连接框的顶部边框中央连接，第二齿轮轴与连接框的左侧边框或右侧边框中央连接。5.根据权利要求4所述的新型蛇形机器人，其特征在于：所述的蛇头包括蛇头外壳，蛇头外壳尾部对称设有两蛇头连接耳板，蛇身节段包括蛇身节段外壳，蛇身节段外壳头部对称设有两蛇身前端连接耳板，蛇身节段外壳尾部对称设有两蛇身后端连接耳板，两蛇身前端连接耳板和两蛇身后端连接耳板在蛇身节段外壳的横截面上的投影呈方形分布，蛇尾包括蛇尾壳体，蛇尾壳体头部对称设有两蛇尾连接耳板；蛇头与最前端的蛇身节段的连接中，上下驱动舵机固定于最前端的蛇身节段外壳的前侧内，左右驱动电机固定于蛇头外壳后侧内，两蛇头连接耳板分别与连接框顶部和底部的边框中央固定连接，最前端的蛇身...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗澳爽，高淑芬，崔斌杰，冯耀龙，曹子玲，赵鹏，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：新型
国别省市：