一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，由所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過(guò)所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接。本實(shí)用新型模塊采用線驅(qū)動(dòng)，自身可以多方向偏轉(zhuǎn)，模塊整體包覆有保護(hù)網(wǎng)能夠有效的延長(zhǎng)模塊的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機(jī)器人是近年來(lái)仿生機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)獨(dú)特、控制靈活、性能可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，蛇形機(jī)器人由于其自身形狀和運(yùn)動(dòng)方式的特點(diǎn)使其適于在狹小空間和狹長(zhǎng)管道以及各種地面運(yùn)動(dòng)，它能進(jìn)入因地震或火災(zāi)等災(zāi)害而倒塌的建筑物內(nèi)部執(zhí)行搜救等任務(wù)，不僅使人更安全，也使搜救工作更加有效。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，涉及水下蛇形機(jī)器人的如沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所探查者III，即專(zhuān)利號(hào)為200810229974.1的中國(guó)專(zhuān)利所公開(kāi)的一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人，由多個(gè)模塊組成，各模塊可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相連接，兩相鄰模塊中的一個(gè)可相對(duì)另一個(gè)水平偏轉(zhuǎn)及俯仰運(yùn)動(dòng)，每個(gè)模塊由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)和減速齒輪以及錐齒輪組成，每個(gè)模塊具有兩個(gè)自由度。但是上述水陸兩棲機(jī)器人的單個(gè)模塊是剛性的不能彎曲，雖能夠?qū)崿F(xiàn)在水中自由游動(dòng)，但由于單個(gè)模塊相對(duì)較長(zhǎng)，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)不夠柔順靈活，而且驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種能在各種環(huán)境下靈活運(yùn)動(dòng)的蛇形搜救機(jī)器人模塊。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述模塊外表面包覆有保護(hù)網(wǎng)及防水護(hù)套，所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過(guò)所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接；
[0006]所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機(jī)、通過(guò)所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有導(dǎo)線輪，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過(guò)所述導(dǎo)線輪及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動(dòng)連接點(diǎn)下方。
[0008]進(jìn)一步技術(shù)方案，所述繩線穿過(guò)各所述導(dǎo)線孔。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述伺服電機(jī)通過(guò)齒輪減速器傳動(dòng)所述繞線輪，所述繞線輪與所述齒輪減速器同軸連接。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述外殼為圓柱形。
[0011]上述技術(shù)方案中，外殼內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個(gè)引導(dǎo)孔，兩根導(dǎo)線柱的導(dǎo)線輪分別正對(duì)兩個(gè)繞線槽，繞線槽上的兩根繩線分別穿過(guò)各相應(yīng)的導(dǎo)線輪、引導(dǎo)孔再穿過(guò)各空心環(huán)上的導(dǎo)線孔最終固定在最末端的空心環(huán)上。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理，單個(gè)模塊上設(shè)置有本體及兩個(gè)連接部，在連接部?jī)?nèi)設(shè)置有伺服電機(jī)及繞線輪，伺服電機(jī)帶動(dòng)繞線輪旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個(gè)模塊上設(shè)置有兩個(gè)連接部，本體內(nèi)總共均布有4條繩線，通過(guò)伺服電機(jī)對(duì)繞線輪的控制可以使本體多方向偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)。
[0013]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本實(shí)用新型的模塊本身可以多方向偏轉(zhuǎn)，增加了蛇形搜救機(jī)器人的靈活性，能在惡劣的環(huán)境中靈活前進(jìn)；
[0015]2、本實(shí)用新型整體呈圓柱形，在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，也不容易被突出物勾住導(dǎo)致無(wú)法前進(jìn)；
[0016]3、本實(shí)用新型通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)繞線輪轉(zhuǎn)動(dòng)，控制更精確，通過(guò)控制使得本體的偏轉(zhuǎn)更靈活；
[0017]4、本實(shí)用新型的導(dǎo)線柱上使用導(dǎo)線輪對(duì)繩線進(jìn)行導(dǎo)向，既減少了摩擦力使得繩線運(yùn)行更順滑，又能使繩線收放的整體效果精確。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為導(dǎo)線柱示意圖；
[0020]圖3為連接部示意圖；
[0021]圖4為空心環(huán)示意圖；
[0022]圖5為外殼示意圖；
[0023]圖6為繞線輪局部剖視圖。
[0024]其中:1、模塊；2、本體；3、連接部；21、空心環(huán)；22、活動(dòng)連接點(diǎn)；23、導(dǎo)線孔；31、外殼；32、伺服電機(jī)；33、繞線輪；35、導(dǎo)線柱；37、引導(dǎo)孔；331、繞線槽；351、導(dǎo)線輪。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0026]實(shí)施例一:
[0027]如圖1-6所示，一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊1，模塊I包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體2及設(shè)置在本體2兩端部的連接部，模塊I外表面包覆有保護(hù)網(wǎng)及防水護(hù)套，本體2包括多個(gè)空心環(huán)21，空心環(huán)21均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)22，其中相對(duì)的兩個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)22設(shè)置在空心環(huán)21上表面，另兩個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)22設(shè)置在空心環(huán)21下表面，相鄰的空心環(huán)21通過(guò)活動(dòng)連接點(diǎn)22活動(dòng)連接；
[0028]連接部包括外殼31、設(shè)置在外殼31內(nèi)的伺服電機(jī)32、通過(guò)伺服電機(jī)32驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽331的繞線輪33、纏繞在繞線槽331內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在外殼31內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱35，導(dǎo)線柱35末端設(shè)置有導(dǎo)線輪351，繩線一端纏繞在繞線輪33上，繩線的另一端通過(guò)導(dǎo)線輪351及本體2固定在本體2末端，繞線輪33上的兩條繩線繞向相反。
[0029]空心環(huán)21內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔23，導(dǎo)線孔23設(shè)置在活動(dòng)連接點(diǎn)22下方。
[0030]繩線穿過(guò)各導(dǎo)線孔23。
[0031 ] 優(yōu)選的技術(shù)方案，伺服電機(jī)32通過(guò)齒輪減速器傳動(dòng)繞線輪33，繞線輪33與齒輪減速器同軸連接。
[0032]外殼31為圓柱形。
[0033]外殼31內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個(gè)引導(dǎo)孔37，兩根導(dǎo)線柱35的導(dǎo)線輪351分別正對(duì)兩個(gè)繞線槽331，繞線槽331上的兩根繩線分別穿過(guò)各相應(yīng)的導(dǎo)線輪351351、引導(dǎo)孔37再穿過(guò)各空心環(huán)21上的導(dǎo)線孔23最終固定在最末端的空心環(huán)21上。
[0034]本實(shí)用新型的工作原理，單個(gè)模塊I上設(shè)置有本體2及兩個(gè)連接部，在連接部?jī)?nèi)設(shè)置有伺服電機(jī)32及繞線輪33，伺服電機(jī)32帶動(dòng)繞線輪33旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪33上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪33轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體2向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個(gè)模塊I上設(shè)置有兩個(gè)連接部，本體2內(nèi)總共均布有4條繩線，通過(guò)伺服電機(jī)32對(duì)繞線輪33的控制可以使本體2多方向偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過(guò)所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接； 所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機(jī)、通過(guò)所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有導(dǎo)線輪，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過(guò)所述導(dǎo)線輪及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動(dòng)連接點(diǎn)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述繩線穿過(guò)各所述導(dǎo)線孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述伺服電機(jī)通過(guò)齒輪減速器傳動(dòng)所述繞線輪，所述繞線輪與所述齒輪減速器同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述外殼為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述模塊外表面包覆有保護(hù)網(wǎng)及防水護(hù)套。
【文檔編號(hào)】B62D57/02GK203780642SQ201420124696
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】胡海燕, 李偉達(dá), 李娟 , 李春光 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)