專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人研究和工程領(lǐng)域，具體是一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人 關(guān)節(jié)模塊。
背景纟支術(shù)
.蛇形機(jī)器人具有穩(wěn)定性好、橫截面小、柔性等特點(diǎn)，能在各種粗糙、 陡峭、崎嶇的復(fù)雜地形上行走，并可攀爬障礙物，在水中游動(dòng)，這是以輪 子或腿作為行走工具的機(jī)器人難以做到的。蛇形機(jī)器人一般由多個(gè)關(guān)節(jié)模 塊組成，在目前已有的蛇形機(jī)器人中，關(guān)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)和功能也各有不同， 絕大多數(shù)都是應(yīng)用于陸地環(huán)境，這類(lèi)模塊不適用于水陸兩棲環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述模塊中的不足，提出一種新的、適用于水陸 兩棲環(huán)境的三自由度關(guān)節(jié)模塊。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括舵機(jī)、連接板，其特征在于還包括扭轉(zhuǎn) 板、差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，整體安裝在外殼內(nèi)，所述舵機(jī)包括扭轉(zhuǎn)舵機(jī)、第一 二 偏轉(zhuǎn)舵機(jī)，扭轉(zhuǎn)板安裝在扭轉(zhuǎn)舵機(jī)上，第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)的軸與 蓋動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的直齒輪相加，具有三自由度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的連接板與差動(dòng)驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)傘齒輪相連；所述差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一 四直齒輪、第一~ 三傘齒輪組成，其中第一直齒輪安裝在第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)上，經(jīng)第二直齒輪 與第三直齒輪相嚙合，第三直齒輪與第一傘齒輪相連，第一傘齒輪經(jīng)第二 傘齒輪與第三傘齒輪嚙合，第三傘齒輪與安裝在第二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)上的第四直 齒輪相連接；
第一 三傘齒輪為n形結(jié)構(gòu)；呈90度角方式加設(shè)有翼于外殼外表面，
并東翼上裝有被動(dòng)輪；所述翼至少為兩個(gè)，均布；所述扭轉(zhuǎn)板具有可在底 座i旋轉(zhuǎn)的階梯式樁結(jié)構(gòu)部；所述連接板上設(shè)未通過(guò)階梯式樁結(jié)構(gòu)部與另 一模塊扭轉(zhuǎn)板相連的孔。 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下
本發(fā)明關(guān)節(jié)模塊可用于組成水陸兩棲蛇形機(jī)器人，具有三自由度。其
外殼形狀為圓簡(jiǎn)，簡(jiǎn)上有4個(gè)成90度的翼，翼上帶有滾輪，連接板通過(guò)差
動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行左右擺動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)，扭動(dòng)板可繞其中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。


圖l為三自由度關(guān)節(jié)模塊外形圖。
圖2為三自由度關(guān)節(jié)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3為圖2中模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的另 一視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明外觀如圖l所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2、 3,由扭轉(zhuǎn)舵機(jī)1、第一偏 轉(zhuǎn)舵機(jī)2、第二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)3、第一直齒輪4、第二直齒輪5、第三直齒輪6、 第一傘齒輪7、第二傘齒輪8、第三傘齒輪9、第四直齒輪IO、連接板ll、 扭轉(zhuǎn)板12等組成，整體安裝在外殼13內(nèi)。所述扭轉(zhuǎn)舵機(jī)1與扭轉(zhuǎn)板12相 連接，.扭轉(zhuǎn)舵機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)可使扭轉(zhuǎn)板12產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)2 與第一直齒輪4相連，第一直齒輪4經(jīng)第二直齒輪5與第三直齒輪6相嚙 合，第三直齒輪6與第一傘齒輪7相連，所述第二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)3與第四直齒 輪10安裝在一起，第四直齒輪10與第三傘齒輪9相連，第二傘齒輪8連 接在連接板ll上，分別與第一傘齒輪7和第三傘齒輪9相嚙合，組成差動(dòng) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中第一 三傘齒輪為n形結(jié)構(gòu)。外殼13為圓形，上面安裝有 4個(gè)與外殼外表面成90度角的翼14,在每個(gè)翼14上裝有兩個(gè)被動(dòng)輪15。
關(guān)節(jié)模塊具有三個(gè)自由度，當(dāng)?shù)谝粋泯X輪7與第三傘齒輪9以相同方 向、相同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二傘齒輪8帶動(dòng)連接板11產(chǎn)生附仰運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝?傘齒輪7與第三傘齒輪9以相反方向、相同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二傘齒輪8帶 動(dòng)連接板11產(chǎn)生左右運(yùn)動(dòng)。 一個(gè)模塊的連接板可以與另一個(gè)模塊的扭轉(zhuǎn)板 連接(所述扭轉(zhuǎn)板12具有可在底座上旋轉(zhuǎn)的階梯式樁結(jié)構(gòu)部；所述連接板 ll上設(shè)有通過(guò)階梯式樁結(jié)構(gòu)部與另一模塊扭轉(zhuǎn)板相連的孔)。根據(jù)需要，可 以用模塊組成不同長(zhǎng)度的蛇形機(jī)器人。
本實(shí)施例中單個(gè)模塊的尺寸為^il40mmx 124 mm。所述扭轉(zhuǎn)舵機(jī)1、
第一 二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)2 3以電機(jī)為主結(jié)構(gòu)，屬于現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，包括舵機(jī)、連接板，其特征在于還包括扭轉(zhuǎn)板(12)、差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，整體安裝在外殼(13)內(nèi)，所述舵機(jī)包括扭轉(zhuǎn)舵機(jī)(1)、第一～二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)(2～3)，扭轉(zhuǎn)板(12)安裝在扭轉(zhuǎn)舵機(jī)(1)上，第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)(2)和二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)(3)的軸與蓋動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的直齒輪相加，具有三自由度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的連接板(11)與差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)傘齒輪相連；所述差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一～四直齒輪、第一～三傘齒輪組成，其中第一直齒輪(4)安裝在第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)(2)上，經(jīng)第二直齒輪(5)與第三直齒輪(6)相嚙合，第三直齒輪(6)與第一傘齒輪(7)相連，第一傘齒輪(7)經(jīng)第二傘齒輪(8)與第三傘齒輪(9)嚙合，第三傘齒輪(9)與安裝在第二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)(3)上的第四直齒輪(10)相連接。
2. 按照權(quán)利要求l所述水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 第一 三傘齒輪(7~9)為n形結(jié)構(gòu)。
3. 按照權(quán)利要求l所述水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 呈90度角方式加設(shè)有翼(14)于外殼(13)外表面，并在翼(14)上裝有 被動(dòng)輪(15)。
4. 按照權(quán)利要求3所述水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 所述翼至少為兩個(gè)，均布。
5. 按照權(quán)利要求l所述水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 所述扭轉(zhuǎn)板(12)具有可在底座上旋轉(zhuǎn)的階梯式樁結(jié)構(gòu)部。
6. 按照權(quán)利要求l所述水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 所述連接板(11)上設(shè)有通過(guò)階梯式樁結(jié)構(gòu)部與另一模塊扭轉(zhuǎn)板相連的孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)器人研究和工程領(lǐng)域，具體是一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊。包括舵機(jī)、連接板，及扭轉(zhuǎn)板、差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，整體安裝在外殼內(nèi)，所述舵機(jī)包括扭轉(zhuǎn)舵機(jī)、第一～二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)，扭轉(zhuǎn)板安裝在扭轉(zhuǎn)舵機(jī)上，第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)和二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)的軸與蓋動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的直齒輪相加，具有三自由度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的連接板與差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)傘齒輪相連；所述差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由第一～四直齒輪、第一～三傘齒輪組成，其中第一直齒輪安裝在第一偏轉(zhuǎn)舵機(jī)上，經(jīng)第二直齒輪與第三直齒輪相嚙合，第三直齒輪與第一傘齒輪相連，第一傘齒輪經(jīng)第二傘齒輪與第三傘齒輪嚙合，第三傘齒輪與安裝在第二偏轉(zhuǎn)舵機(jī)上的第四直齒輪相連接。本發(fā)明具有三自由度，適用于水陸場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B25J17/00GK101434070SQ20071015828
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者葉長(zhǎng)龍, 張國(guó)偉, 斌 李, 王越超, 馬書(shū)根, 龔海里 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所