專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多功能蛇形機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，具體地講是一種多功能蛇形機(jī)器人。
背景技術(shù)：
機(jī)器人的越障、攀爬技術(shù)是當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一，在高空、危險(xiǎn)、救援、 探險(xiǎn)等作業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在其他行業(yè)也具有一定的應(yīng)用前景，因此需要多種形式的多功能機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多功能蛇機(jī)器人。本發(fā)明的技術(shù)方案該機(jī)器人由多個(gè)基本節(jié)通過(guò)接頭(3)連接而成。基本節(jié)由基本節(jié)主體(I)和驅(qū)動(dòng)輪(2)組成，在基本節(jié)主體(I)的兩側(cè)和下面都裝有驅(qū)動(dòng)輪(2)，驅(qū)動(dòng)輪 (2 )由裝在基本節(jié)主體(I)內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；接頭(3 )由垂直軸支架(301)、垂直軸(302 )、 橫向軸支架(303 )、橫向軸(304)和縱向軸(305 )組成，三軸中任意兩軸相互垂直，縱向軸 (305)包括縱向軸內(nèi)軸(3051)和縱向軸外套(3052)兩部分，垂直軸支架(301)和橫向軸支架(303)分別安裝在前后基本節(jié)上進(jìn)行連接，垂直軸(302)、橫向軸(304)和縱向軸(305)通過(guò)離合裝置與步進(jìn)電機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)基本節(jié)之間的不同位姿關(guān)系。在該機(jī)器人上裝有壓力傳感器、障礙判斷傳感器等電器裝置，各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作、 壓力大小的控制、障礙判斷等由電氣測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。有益效果該機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)跨越溝槽、跨越臺(tái)階和爬桿等功能；該機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。


圖I是該機(jī)器人2個(gè)基本節(jié)連接的三維示意圖。圖2是該機(jī)器人接頭的三維示意圖。圖3是該機(jī)器人跨越溝槽的示意圖。圖4是該機(jī)器人跨越臺(tái)階的示意圖。圖5是該機(jī)器人爬桿示意圖。I一基本節(jié)王體,2一驅(qū)動(dòng)輪，3一接頭，301 一垂直軸支架，302一垂直軸，303一橫向軸支架，304—橫向軸，305—縱向軸，3051—縱向軸內(nèi)軸，3052—縱向軸外套，4一桿柱。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖I、圖2、圖3、圖4和圖5對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案詳細(xì)說(shuō)明。從圖I和圖2的三維示意圖可以看出該多功能蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)。該機(jī)器人由多個(gè)基本節(jié)通過(guò)接頭3連接而成?；竟?jié)由基本節(jié)主體I和驅(qū)動(dòng)輪2組成，在基本節(jié)主體I的兩側(cè)和下面都裝有驅(qū)動(dòng)輪2，驅(qū)動(dòng)輪2由裝在基本節(jié)主體I內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；接頭3由垂直軸支架301、垂直軸302、橫向軸支架303、橫向軸304和縱向軸305組成，三軸中任意兩軸相互垂直，縱向軸305包括縱向軸內(nèi)軸3051和縱向軸外套3052兩部分，垂直軸支架301和橫向軸支架303分別安裝在前后基本節(jié)上進(jìn)行連接，垂直軸302、橫向軸304和縱向軸305 通過(guò)離合裝置與步進(jìn)電機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)基本節(jié)之間的不同位姿關(guān)系，當(dāng)某軸的離合裝置斷開(kāi)時(shí)，該軸處于自由狀態(tài)，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)某軸的離合裝置連接時(shí)，該軸只能在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。在該機(jī)器人上裝有壓力傳感器、障礙判斷傳感器等電器裝置，各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)作、 壓力大小的控制、障礙判斷等由電氣測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。圖3是該機(jī)器人跨越溝槽的示意圖，其工作原理是當(dāng)該機(jī)械人在平的地面上行走時(shí)(如圖3(a))，各軸的離合裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)，軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)地面凹凸不平的變化，當(dāng)要跨越溝槽時(shí)，各軸的離合裝置處于連接狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一個(gè)基本節(jié)的橫向軸304，使第一個(gè)基本節(jié)略微向上抬起(如圖3 (b))，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)基本節(jié)跨越溝槽后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一個(gè)基本節(jié)的橫向軸304，使第一個(gè)基本節(jié)與地面接觸(如圖3 (c))，然后繼續(xù)前進(jìn)，直到整個(gè)機(jī)器人完全跨越溝槽，再使各軸的離合裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)(如圖3 (d))。圖4是該機(jī)器人跨越臺(tái)階的示意圖，其工作原理是當(dāng)該機(jī)械人在平的地面上行走時(shí)(如圖4(a))，各軸的離合裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)，軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)地面凹凸不平的變化，當(dāng)要跨越臺(tái)階時(shí)，各軸的離合裝置處于連接狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)前幾個(gè)基本節(jié)的橫向軸304,使前幾個(gè)基本節(jié)向上抬起(如圖4 (b)),當(dāng)?shù)谝粋€(gè)基本節(jié)高于臺(tái)階后,通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一個(gè)基本節(jié)的橫向軸304，使第一個(gè)基本節(jié)與地面接觸，然后繼續(xù)前進(jìn)，并依次通過(guò)驅(qū)動(dòng)各個(gè)基本節(jié)橫向軸304，以滿足各基本節(jié)適應(yīng)跨越臺(tái)階的需要(如圖4 (c))，直到整個(gè)機(jī)器人完全跨越臺(tái)階，再使各軸的離合裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)(如圖4 (d))。圖5是該機(jī)器人爬桿示意圖，其工作原理是當(dāng)該機(jī)械人在平的地面上行走時(shí)(如圖5(a))，各軸的離合裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)，軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)地面凹凸不平的變化，當(dāng)要爬桿時(shí)，各軸的離合裝置處于連接狀態(tài)，在前進(jìn)的過(guò)程中，當(dāng)各個(gè)基本節(jié)接觸到桿柱4時(shí)， 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)依次驅(qū)動(dòng)各個(gè)基本節(jié)的垂直軸302，使各個(gè)基本節(jié)側(cè)面緊貼桿柱4，將桿柱4 環(huán)繞(如圖5 (b))，當(dāng)該機(jī)器人繞桿柱4環(huán)繞達(dá)到2/3時(shí)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)依次驅(qū)動(dòng)各個(gè)基本節(jié)的橫向軸304，使各個(gè)基本節(jié)依次向上傾斜，使機(jī)器人在環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)螺旋線形(如圖5 (C))。在以上各種應(yīng)用中，各步進(jìn)電機(jī)需要協(xié)調(diào)動(dòng)作，所有動(dòng)作都由電氣測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。
權(quán)利要求
1.一種多功能蛇形機(jī)器人，其特征是由多個(gè)基本節(jié)通過(guò)接頭(3)連接而成，基本節(jié)由基本節(jié)主體(I)和驅(qū)動(dòng)輪(2)組成，在基本節(jié)主體(I)的兩側(cè)和下面都裝有驅(qū)動(dòng)輪(2)，驅(qū)動(dòng)輪(2)由裝在基本節(jié)主體(I)內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；接頭(3)由垂直軸支架(301)、垂直軸 (302 )、橫向軸支架(303 )、橫向軸(304 )和縱向軸(305 )組成，縱向軸(305 )包括縱向軸內(nèi)軸 (3051)和縱向軸外套(3052 )兩部分，垂直軸支架(301)和橫向軸支架(303 )分別安裝在前后基本節(jié)上進(jìn)行連接，垂直軸(302)、橫向軸(304)和縱向軸(305)通過(guò)離合裝置與步進(jìn)電機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)基本節(jié)之間的不同位置關(guān)系；各步進(jìn)電機(jī)需要協(xié)調(diào)動(dòng)作，所有動(dòng)作都由電氣測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能蛇形機(jī)器人，其特征在于接頭(3)的垂直軸(302)、 橫向軸(304)和縱向軸(305)三軸任意兩軸相互垂直，相當(dāng)于一個(gè)球鉸鏈運(yùn)動(dòng)副。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能蛇形機(jī)器人。該機(jī)器人由多個(gè)基本節(jié)通過(guò)接頭連接而成?；竟?jié)由基本節(jié)主體和驅(qū)動(dòng)輪組成，在基本節(jié)主體的兩側(cè)和下面都裝有驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪由裝在基本節(jié)主體內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；接頭由垂直軸支架、垂直軸、橫向軸支架、橫向軸和縱向軸組成，三軸中任意兩軸相互垂直，縱向軸包括縱向軸內(nèi)軸和縱向軸外套兩部分，垂直軸支架和橫向軸支架分別安裝在前后基本節(jié)上進(jìn)行連接，垂直軸、橫向軸和縱向軸通過(guò)離合裝置與步進(jìn)電機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)基本節(jié)之間的不同位姿關(guān)系，當(dāng)某軸的離合裝置斷開(kāi)時(shí)，該軸處于自由狀態(tài)，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)某軸的離合裝置連接時(shí)，該軸只能在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。各步進(jìn)電機(jī)的協(xié)調(diào)動(dòng)作都由電氣測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。
文檔編號(hào)B25J11/00GK102528805SQ20121004145
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者朱維兵, 王強(qiáng), 秦小嶼, 郭七星 申請(qǐng)人:西華大學(xué)