一種新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，具體是一種新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機器人作為一類新型可移動柔性機器人，以其具有的多步態(tài)運動能力以及出色的環(huán)境適應(yīng)能力，成為當(dāng)今機器人領(lǐng)域研究的一個熱點；轉(zhuǎn)向機構(gòu)是蛇形機器人的中藥結(jié)構(gòu)之一，轉(zhuǎn)向機構(gòu)起到連接兩個軀體單元并輸出運動的作用，轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計的合理與否，直接決定了蛇形機器人的運動性能，蛇形機器人所用的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，應(yīng)具有可變角度大、力學(xué)性能優(yōu)良、運動精確等優(yōu)點；目前所公布的蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)大多具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可維護(hù)性差和力學(xué)性能差等缺點，不適用于較大結(jié)構(gòu)及承載情況下的蛇形機器人要求;基于上述原因，需要對現(xiàn)有技術(shù)的蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和改良，以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可變角度大、力學(xué)性能優(yōu)良、運動精確的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括前箱體、球鉸盤導(dǎo)軌、球鉸盤、短球頭桿、連接板、絲杠螺母、直線軸承、后箱體、長球頭桿、導(dǎo)桿、電機、聯(lián)軸器和絲杠;所述前箱體上固定連接有三個球鉸盤導(dǎo)軌，各個球鉸盤導(dǎo)軌上均對應(yīng)設(shè)置有一個球鉸盤;所述球鉸盤上設(shè)置有兩根短球頭桿和一根長球頭桿，短球頭桿和長球頭桿的球頭端均設(shè)置在球鉸盤上，短球頭桿的另一端設(shè)置有連接板，連接板上固定安裝有絲杠螺母、直線軸承;所述后箱體上固定安裝有電機、聯(lián)軸器、四根導(dǎo)桿和兩根絲杠，四根導(dǎo)桿均穿過直線軸承，兩根絲杠通過聯(lián)軸器與電機的轉(zhuǎn)軸連接，且絲杠穿過連接板上的絲杠螺母。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述球鉸盤導(dǎo)軌通過螺栓固定連接在前箱體上，球鉸盤導(dǎo)軌為T型結(jié)構(gòu)從而與球鉸盤底座配合形成滑動機構(gòu);三個球鉸盤導(dǎo)軌之間的兩兩夾角均為120度，三個球鉸盤導(dǎo)軌的交點與前箱體的表面中心重合;所述長球頭桿與上部的球鉸盤導(dǎo)軌內(nèi)的球鉸盤連接。
[0006]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述球鉸盤包括球鉸盤上蓋、球鉸盤下蓋和球鉸盤底座，球鉸盤上蓋與球鉸盤下蓋之間通過四根螺釘固定連接，球鉸盤下蓋與球鉸盤底座也通過四根螺釘固定連接。
[0007]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述連接板通過螺紋固定連接在短球頭桿的螺紋端，短球頭桿與連接板具有垂直關(guān)系;絲杠螺母通過螺釘固定連接在連接板上，直線軸承通過螺紋固定連接在連接板上。
[0008]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述導(dǎo)桿通過螺紋固定連接在后箱體上，且垂直于后箱體的表面;所述導(dǎo)桿穿過直線軸承使連接板與后箱體的表面平行。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，能為蛇形機器人提供一種可變角度大、力學(xué)性能優(yōu)良、運動精確的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，大大提高了蛇形機器人的運動性能;工作時，所述電機通過聯(lián)軸器帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，絲杠將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成絲杠螺母的移動，并使連接板沿著導(dǎo)桿移動；因為是由電機的轉(zhuǎn)動帶動連接板移動，所以控制電機的轉(zhuǎn)動就可以控制連接板的位置，從而控制兩個短球頭桿的位置，然后通過球鉸盤將短球頭桿的位置變化傳遞給前箱體，從而使前箱體與后箱體之間實現(xiàn)多角度的轉(zhuǎn)向。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為本發(fā)明中球鉸盤機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明中連接板機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，1-前箱體;2-球鉸盤導(dǎo)軌;3-球鉸盤;4-短球頭桿;5-連接板;6_絲杠螺母;7_直線軸承;8-后箱體;9-長球頭桿；10-導(dǎo)桿;11-電機;12-聯(lián)軸器;13-絲杠;31-球鉸盤上蓋；32-球鉸盤下蓋;33-球鉸盤底座。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0015]請參閱圖1-3，一種新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括前箱體1、球鉸盤導(dǎo)軌2、球鉸盤
3、短球頭桿4、連接板5、絲杠螺母6、直線軸承7、后箱體8、長球頭桿9、導(dǎo)桿10、電機11、聯(lián)軸器12和絲杠13;所述前箱體1上固定連接有三個球鉸盤導(dǎo)軌2，各個球鉸盤導(dǎo)軌2上均對應(yīng)設(shè)置有一個球鉸盤3 ；所述球鉸盤3上設(shè)置有兩根短球頭桿4和一根長球頭桿9，短球頭桿4和長球頭桿9的球頭端均設(shè)置在球鉸盤3上，短球頭桿4的另一端設(shè)置有連接板5，連接板5上固定安裝有絲杠螺母6、直線軸承7;所述后箱體8上固定安裝有電機11、聯(lián)軸器12、四根導(dǎo)桿10和兩根絲杠13，四根導(dǎo)桿10均穿過直線軸承7，兩根絲杠13通過聯(lián)軸器12與電機11的轉(zhuǎn)軸連接，且絲杠13穿過連接板5上的絲杠螺母6。
[0016]所述球鉸盤導(dǎo)軌2通過螺栓固定連接在前箱體1上，球鉸盤導(dǎo)軌2為T型結(jié)構(gòu)從而與球鉸盤底座33配合形成滑動機構(gòu);三個球鉸盤導(dǎo)軌2之間的兩兩夾角均為120度，三個球鉸盤導(dǎo)軌2的交點與前箱體的表面中心重合;所述長球頭桿9與上部的球鉸盤導(dǎo)軌2內(nèi)的球鉸盤3連接。
[0017]請參閱附圖2，所述球鉸盤3包括球鉸盤上蓋31、球鉸盤下蓋32和球鉸盤底座33，球鉸盤上蓋31與球鉸盤下蓋32之間通過四根螺釘固定連接，球鉸盤下蓋32與球鉸盤底座33也通過四根螺釘固定連接。
[0018]請參閱附圖3，所述連接板5通過螺紋固定連接在短球頭桿4的螺紋端，短球頭桿4與連接板5具有垂直關(guān)系;絲杠螺母6通過螺釘固定連接在連接板5上，直線軸承7通過螺紋固定連接在連接板5上。
[0019]所述導(dǎo)桿10通過螺紋固定連接在后箱體8上，且垂直于后箱體8的表面;所述導(dǎo)桿10穿過直線軸承7使連接板5始終與后箱體8的表面平行。
[0020]本發(fā)明的工作原理為:所述電機11通過聯(lián)軸器12帶動絲杠13旋轉(zhuǎn)，絲杠13將電機11的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成絲杠螺母6的移動，并使連接板5沿著導(dǎo)桿10移動；因為是由電機11的轉(zhuǎn)動帶動連接板5移動，所以控制電機11的轉(zhuǎn)動就可以控制連接板5的位置，從而控制兩個短球頭桿4的位置，然后通過球鉸盤3將短球頭桿4的位置變化傳遞給前箱體1，從而使前箱體1與后箱體8之間實現(xiàn)多角度的轉(zhuǎn)向。
[0021]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括前箱體(1)、球鉸盤導(dǎo)軌(2)、球鉸盤(3)、短球頭桿(4)、連接板(5)、絲杠螺母(6)、直線軸承(7)、后箱體(8)、長球頭桿(9)、導(dǎo)桿(10)、電機(11)、聯(lián)軸器(12)和絲杠(13);其特征在于:所述前箱體(1)上固定連接有三個球鉸盤導(dǎo)軌(2)，各個球鉸盤導(dǎo)軌(2)上均對應(yīng)設(shè)置有一個球鉸盤(3);所述球鉸盤(3)上設(shè)置有兩根短球頭桿(4)和一根長球頭桿(9)，短球頭桿(4)和長球頭桿(9)的球頭端均設(shè)置在球鉸盤(3)上，短球頭桿(4)的另一端設(shè)置有連接板(5)，連接板(5)上固定安裝有絲杠螺母(6)、直線軸承(7);所述后箱體(8)上固定安裝有電機(11)、聯(lián)軸器(12)、四根導(dǎo)桿(10)和兩根絲杠(13)，四根導(dǎo)桿(10)均穿過直線軸承(7)，兩根絲杠(13)通過聯(lián)軸器(12)與電機(11)的轉(zhuǎn)軸連接，且絲杠(13)穿過連接板(5)上的絲杠螺母(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于，所述球鉸盤導(dǎo)軌(2)通過螺栓固定連接在前箱體(1)上，球鉸盤導(dǎo)軌(2)為T型結(jié)構(gòu)，球鉸盤導(dǎo)軌(2)與球鉸盤底座(33)配合形成滑動機構(gòu)；三個球鉸盤導(dǎo)軌(2)之間的兩兩夾角均為120度，三個球鉸盤導(dǎo)軌(2)的交點與前箱體的表面中心重合;所述長球頭桿(9)與上部的球鉸盤導(dǎo)軌(2)內(nèi)的球鉸盤(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于，所述球鉸盤(3)包括球鉸盤上蓋(31)、球鉸盤下蓋(32)和球鉸盤底座(33)，球鉸盤上蓋(31)與球鉸盤下蓋(32)之間通過四根螺釘固定連接，球鉸盤下蓋(32)與球鉸盤底座(33)也通過四根螺釘固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于，所述連接板(5)通過螺紋固定連接在短球頭桿(4)的螺紋端，短球頭桿(4)與連接板(5)具有垂直關(guān)系;絲杠螺母(6)通過螺釘固定連接在連接板(5)上，直線軸承(7)通過螺紋固定連接在連接板(5)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)桿(10)通過螺紋固定連接在后箱體(8)上，且垂直于后箱體(8)的表面;所述導(dǎo)桿(10)穿過直線軸承(7)使連接板(5)與后箱體(8)的表面平行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過絲杠結(jié)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向運動的新型蛇形機器人轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括前箱體、球鉸盤導(dǎo)軌、球鉸盤、連接板、后箱體、導(dǎo)桿、電機、聯(lián)軸器和絲杠；所述前箱體上安裝有三個球鉸盤導(dǎo)軌，各球鉸盤導(dǎo)軌上設(shè)置有球鉸盤；所述球鉸盤上設(shè)置有兩根短球頭桿和一根長球頭桿，短球頭桿的另一端設(shè)置有連接板，連接板上安裝有絲杠螺母、直線軸承；所述后箱體上安裝有電機、聯(lián)軸器、導(dǎo)桿和絲杠，絲杠通過聯(lián)軸器與電機的轉(zhuǎn)軸連接，電機轉(zhuǎn)動帶動絲杠轉(zhuǎn)動使絲杠螺母移動，絲杠螺母帶動連接板移動，進(jìn)而帶動短球頭桿移動，最終實現(xiàn)推拉前箱體轉(zhuǎn)向的效果；本發(fā)明可以實現(xiàn)兩個箱體之間多角度的轉(zhuǎn)向，同時具有力學(xué)性能好，結(jié)構(gòu)簡單，定位精確的優(yōu)點。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號】CN105460096
【申請?zhí)枴緾N201510930166
【發(fā)明人】馮寶林, 時宇航, 徐林森, 李露
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月15日