本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦救援蛇形機(jī)器人及其煤礦救援方法。

背景技術(shù)：

1972年，日本東京大學(xué)的hirose教授率領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)研制出世界上第一臺(tái)蛇形機(jī)器人acm(activecordmechanism)，隨著研究的深入，出現(xiàn)了一系列的蛇形機(jī)器人，如acm-r3機(jī)器人、acm-r5機(jī)器人；經(jīng)過機(jī)器人防水處理后，acm-r5又可實(shí)現(xiàn)水下的自由游動(dòng)，其游動(dòng)速度最低為0.9m/min。由美國密歇根大學(xué)研制的omnitread機(jī)器人，該機(jī)器人總長(zhǎng)度1270mm，總質(zhì)量13.6kg，最高爬行速度可達(dá)到0.1m/s，最高可翻越457mm高障礙物、跨660mm壕溝，其最大側(cè)翻角度為22°、最小轉(zhuǎn)彎半徑530mm。除此之外，德國國家信息技術(shù)研究中心先后研制出gmd-snake和gmd-snake2蛇形機(jī)器人，美國卡耐基梅隆大學(xué)研究了用于攀爬的模塊化蛇形機(jī)器人，挪威科技大學(xué)研制了無輪式的蛇形機(jī)器人aiko和kullo等等。

中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所于2001年研制出一種模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人，隨著研究的深入，該所研制出了三維蛇形機(jī)器人巡視者ⅱ和探查者ⅲ。巡視者ⅱ全長(zhǎng)約1.2m，組成巡視者ⅱ的模塊為模塊化萬向單元，具有俯仰、偏航和回轉(zhuǎn)3自由度?；剞D(zhuǎn)自由度的增加使機(jī)器人具有更高的運(yùn)動(dòng)靈活性，探查者ⅲ可實(shí)現(xiàn)水陸兩棲復(fù)雜環(huán)境的運(yùn)動(dòng)。

綜上所述，國內(nèi)外蛇形機(jī)器人的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，然而，目前的蛇形機(jī)器人還存在以下缺陷和不足：①大多采用單軸轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，只具有平面運(yùn)動(dòng)能力；②由三軸轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)組成的蛇形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)，但對(duì)舵機(jī)的輸出力矩要求很高，從而導(dǎo)致機(jī)器人的尺寸大、功耗大、造價(jià)昂貴；③由于蛇體結(jié)構(gòu)尺寸大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)效果不理想，要想達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)效果，就需要實(shí)現(xiàn)蛇形機(jī)器人小型化；④當(dāng)機(jī)器人遇到低矮障礙時(shí)，或外界干擾引起身形發(fā)生大幅度變化時(shí)，很難順利完成翻越運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏能夠很好地滿足煤礦救援需求的蛇形機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，煤礦救援蛇形機(jī)器人的體積小，避障和越障的功能強(qiáng)，對(duì)路面的適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：包括機(jī)器人本體和機(jī)器人控制系統(tǒng)；所述機(jī)器人本體包括從前到后依次設(shè)置的第一單元模塊、第二單元模塊、第三單元模塊、第四單元模塊和第五單元模塊，所述第一單元模塊包括第一連接板以及分別設(shè)置在第一連接板左右兩側(cè)的第一葉片輪和第二葉片輪，所述第一連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第一葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)，所述第一連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第二葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，所述第一連接板上后側(cè)設(shè)置有第一垂直方向舵機(jī)，所述第一葉片輪與第一電機(jī)的輸出軸連接，所述第二葉片輪與第二電機(jī)的輸出軸連接；所述第二單元模塊包括第二連接板以及分別設(shè)置在第二連接板左右兩側(cè)的第三葉片輪和第四葉片輪，所述第二連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第三葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第三電機(jī)，所述第二連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第四葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第四電機(jī)，所述第二連接板上前側(cè)設(shè)置有第一水平方向舵機(jī)，所述第二連接板上后側(cè)設(shè)置有第二垂直方向舵機(jī)，所述第三葉片輪與第三電機(jī)的輸出軸連接，所述第四葉片輪與第四電機(jī)的輸出軸連接；所述第三單元模塊包括第三連接板以及分別設(shè)置在第三連接板左右兩側(cè)的第五葉片輪和第六葉片輪，所述第三連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第五葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第五電機(jī)，所述第三連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第六葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第六電機(jī)，所述第三連接板上前側(cè)設(shè)置有第二水平方向舵機(jī)，所述第三連接板上后側(cè)設(shè)置有第三垂直方向舵機(jī)，所述第五葉片輪與第五電機(jī)的輸出軸連接，所述第六葉片輪與第六電機(jī)的輸出軸連接；所述第四單元模塊包括第四連接板以及分別設(shè)置在第四連接板左右兩側(cè)的第七葉片輪和第八葉片輪，所述第四連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第七葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第七電機(jī)，所述第四連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第八葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第八電機(jī)，所述第四連接板上前側(cè)設(shè)置有第三水平方向舵機(jī)，所述第四連接板上后側(cè)設(shè)置有第四垂直方向舵機(jī)，所述第七葉片輪與第七電機(jī)的輸出軸連接，所述第八葉片輪與第八電機(jī)的輸出軸連接；所述第五單元模塊包括第五連接板以及分別設(shè)置在第五連接板左右兩側(cè)的第九葉片輪和第十葉片輪，所述第五連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第九葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第九電機(jī)，所述第五連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第十葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第十電機(jī)，所述第五連接板上前側(cè)設(shè)置有第四水平方向舵機(jī)，所述第九葉片輪與第九電機(jī)的輸出軸連接，所述第十葉片輪與第十電機(jī)的輸出軸連接；所述第一連接板通過第一正交關(guān)節(jié)與第二連接板連接，所述第二連接板通過第二正交關(guān)節(jié)與第三連接板連接，所述第三連接板通過第三正交關(guān)節(jié)與第四連接板連接，所述第四連接板通過第四正交關(guān)節(jié)與第五連接板連接，所述第二垂直方向舵機(jī)和第二水平方向舵機(jī)之間連接有第一速度舵機(jī)，所述第三垂直方向舵機(jī)和第三水平方向舵機(jī)之間連接有第二速度舵機(jī)；

所述機(jī)器人控制系統(tǒng)包括主控制器和電源模塊，以及與主控制器相接的usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊和通過通信模塊與主控制器相接的上位計(jì)算機(jī)；所述主控制器的輸入端接有避障模塊和夜視攝像頭，所述避障模塊的輸入端接有障礙物檢測(cè)單元，所述障礙物檢測(cè)單元包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器；所述避障模塊、第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器，以及第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)、第四垂直方向舵機(jī)、第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)、第四水平方向舵機(jī)、第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)的電源線均與電源模塊的輸出端連接；所述夜視攝像頭安裝在第一連接板的正前端，所述第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器安裝在第一連接板的前端且分別位于夜視攝像頭的左右兩側(cè)，所述紅外傳感器安裝在第一連接板上前側(cè)；所述第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)，第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)，以及第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)的電源線均與電源模塊的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)，第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)，以及第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)的信號(hào)線均與usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第一電機(jī)、第三電機(jī)、第五電機(jī)、第七電機(jī)和第九電機(jī)的電源線均與第二速度舵機(jī)的電源線連接，第二電機(jī)、第四電機(jī)、第六電機(jī)、第八電機(jī)和第十電機(jī)的電源線均與第一速度舵機(jī)的電源線連接。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)、第六電機(jī)、第七電機(jī)、第八電機(jī)、第九電機(jī)和第十電機(jī)均為直流減速電機(jī)。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述第一正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第一垂直方向舵機(jī)的第一垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第一水平方向舵機(jī)的第一水平方向舵機(jī)安裝板，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第一水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第一連接板設(shè)置，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第二連接板設(shè)置，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第一水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第二正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第二垂直方向舵機(jī)的第二垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第二水平方向舵機(jī)的第二水平方向舵機(jī)安裝板，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第二水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第二連接板設(shè)置，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第三連接板設(shè)置，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第二水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第三正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第三垂直方向舵機(jī)的第三垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第三水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)安裝板，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第三水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第三連接板設(shè)置，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第四連接板設(shè)置，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第三水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第四正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第四垂直方向舵機(jī)的第四垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第四水平方向舵機(jī)的第四水平方向舵機(jī)安裝板，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第四水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第四連接板設(shè)置，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第五連接板設(shè)置，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第四水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述第一連接板包括八邊形的第一連接底板和連接在第一連接底板后側(cè)且用于連接第一垂直方向舵機(jī)的第一舵機(jī)連接板，所述第一連接板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一電機(jī)的第一電機(jī)連接孔，所述第一連接板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二電機(jī)的第二電機(jī)連接孔，所述第一連接底板的前端設(shè)置有用于連接夜視攝像頭的夜視攝像頭連接板，所述夜視攝像頭連接板上設(shè)置有夜視攝像頭連接孔，所述第一連接底板的前側(cè)設(shè)置有紅外傳感器連接孔和兩個(gè)分別位于紅外傳感器連接孔左右兩側(cè)且分別用于連接第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的超聲波傳感器連接孔，所述第一連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第一舵機(jī)連接板的第一舵機(jī)連接板連接孔；所述第一舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第一舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第一舵機(jī)連接板連接孔相配合的第二舵機(jī)連接板連接孔，所述第一舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一垂直方向舵機(jī)的第一垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第二連接板包括八邊形的第二連接底板和連接在第二連接底板后側(cè)且用于連接第二垂直方向舵機(jī)的第二舵機(jī)連接板，所述第二連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三電機(jī)的第三電機(jī)連接孔，所述第二連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四電機(jī)的第四電機(jī)連接孔，所述第二連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第一水平方向舵機(jī)的第一水平方向舵機(jī)連接孔，所述第二連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第二舵機(jī)連接板的第三舵機(jī)連接板連接孔；所述第二舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第二舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第三舵機(jī)連接板連接孔相配合的第四舵機(jī)連接板連接孔，所述第二舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二垂直方向舵機(jī)的第二垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第三連接板包括八邊形的第三連接底板和連接在第三連接底板后側(cè)且用于連接第三垂直方向舵機(jī)的第三舵機(jī)連接板，所述第三連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第五電機(jī)的第五電機(jī)連接孔，所述第三連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第六電機(jī)的第六電機(jī)連接孔，所述第三連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第二水平方向舵機(jī)的第二水平方向舵機(jī)連接孔；所述第三連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第三舵機(jī)連接板的第五舵機(jī)連接板連接孔；所述第三舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第三舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第五舵機(jī)連接板連接孔相配合的第六舵機(jī)連接板連接孔，所述第三舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三垂直方向舵機(jī)的第三垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第四連接板包括八邊形的第四連接底板和連接在第四連接底板后側(cè)且用于連接第四垂直方向舵機(jī)的第四舵機(jī)連接板，所述第四連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第七電機(jī)的第七電機(jī)連接孔，所述第四連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第八電機(jī)的第八電機(jī)連接孔，所述第四連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第三水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)連接孔；所述第四連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第四舵機(jī)連接板的第七舵機(jī)連接板連接孔；所述第四舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第四舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第七舵機(jī)連接板連接孔相配合的第八舵機(jī)連接板連接孔，所述第四舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四垂直方向舵機(jī)的第四垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第五連接板包括八邊形的第五連接底板，所述第五連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第九電機(jī)的第九電機(jī)連接孔，所述第五連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第十電機(jī)的第十電機(jī)連接孔，所述第五連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第四水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)連接孔。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述第一葉片輪、第二葉片輪、第三葉片輪、第四葉片輪、第五葉片輪、第六葉片輪、第七葉片輪、第八葉片輪、第九葉片輪和第十葉片輪的結(jié)構(gòu)相同且均包括內(nèi)圓箍和連接在內(nèi)圓箍上且伸出內(nèi)圓箍外部的三個(gè)彈簧葉片，所述內(nèi)圓箍的中心位置處設(shè)置有軸孔，所述內(nèi)圓箍的圓周上相互間隔120°設(shè)置有三個(gè)卡槽，三個(gè)彈簧葉片與內(nèi)圓箍連接的一端分別卡合連接在三個(gè)卡槽內(nèi)，所述彈簧葉片伸出內(nèi)圓箍外部的一端端部為弧形彎曲部，三個(gè)彈簧葉片的弧形彎曲部的彎曲方向相同，所述內(nèi)圓箍上徑向設(shè)置有與軸孔相連通的結(jié)構(gòu)縫。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述內(nèi)圓箍的中心位置處設(shè)置有圓形凸起，所述軸孔設(shè)置在圓形凸起的中心位置處；所述內(nèi)圓箍靠近外圓周的位置處設(shè)置有圓環(huán)形凸起，所述內(nèi)圓箍上徑向均勻設(shè)置有多個(gè)位于圓環(huán)形凸起的外圈外部的矩形凸起。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述彈簧葉片卡合連接在卡槽內(nèi)后再通過膠與內(nèi)圓箍粘接，所述內(nèi)圓箍的直徑為20mm，所述彈簧葉片的長(zhǎng)度為40mm，寬度為8mm；所述軸孔的形狀為d形，所述軸孔的圓弧邊的直徑為2.5mm；所述彈簧葉片的弧形彎曲部的彎曲角度為150°。

上述的一種煤礦救援蛇形機(jī)器人，其特征在于：所述主控制器為vensmile迷你pc機(jī)，所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊的型號(hào)為robotisusb2dynamixel；所述避障模塊的型號(hào)為arduinounor3，所述通信模塊為無線路由器，所述夜視攝像頭為1080p廣角紅外夜視攝像頭，所述夜視攝像頭、usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊和避障模塊均與主控制器的usb接口連接；所述電源模塊包括12.6v的li-po充電電池和4.5v的無汞堿性電池，所述避障模塊、第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器的電源線均與4.5v的無汞堿性電池的輸出端連接，所述第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)、第四垂直方向舵機(jī)、第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)、第四水平方向舵機(jī)、第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)的電源線均與12.6v的li-po充電電池的輸出端連接。

本發(fā)明還提供了一種方法步驟簡(jiǎn)單，避障和越障效果好的煤礦救援蛇形機(jī)器人的煤礦救援方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、所述煤礦救援蛇形機(jī)器人從煤礦巷道的入口進(jìn)入巷道；

步驟二、所述夜視攝像頭實(shí)時(shí)拍攝煤礦巷道內(nèi)的環(huán)境圖像，并將拍攝到的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像傳輸給主控制器，主控制器再通過通信模塊將其接收到的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像傳輸給上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示煤礦救援蛇形機(jī)器人所在位置的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像；同時(shí)，第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器對(duì)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給避障模塊，避障模塊再將其接收到的信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給主控制器；

步驟三、所述主控制器對(duì)其接收到的避障模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出蛇形機(jī)器人行走前方是否有障礙物；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方?jīng)]有障礙物時(shí)，所述主控制器不發(fā)出改變蛇形機(jī)器人位姿的控制信號(hào)，所述蛇形機(jī)器人繼續(xù)行走；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方有障礙物時(shí)，所述主控制器調(diào)用canny算法邊緣檢測(cè)模塊對(duì)其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)處理，得到蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度，并根據(jù)預(yù)先制定并存儲(chǔ)在主控制器內(nèi)的越障及避障規(guī)則，輸出對(duì)第一垂直方向舵機(jī)、第一水平方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)、第四垂直方向舵機(jī)、第四水平方向舵機(jī)、第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)的控制信號(hào)，使煤礦救援蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障或避障行駛，完成救援任務(wù)；

步驟四、所述煤礦救援蛇形機(jī)器人從煤礦巷道的出口離開巷道。

上述的方法，其特征在于：步驟三中預(yù)先制定并存儲(chǔ)在主控制器內(nèi)的越障及避障規(guī)則為：

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≦5cm時(shí)，主控制器輸出控制信號(hào)給第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)，使煤礦救援蛇形機(jī)器人繞開障礙物前行。

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為5cm<h≦8cm時(shí)，主控制器輸出控制信號(hào)，使第一垂直方向舵機(jī)抬頭45°，第二垂直方向舵機(jī)抬頭35°，并使第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)同步前行翻越障礙物；

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為8cm<h≦12cm時(shí)，主控制器輸出控制信號(hào)，使第一垂直方向舵機(jī)抬頭45°，第二垂直方向舵機(jī)抬頭45°，第三垂直方向舵機(jī)抬頭25°，并使第四垂直方向舵機(jī)同步前行翻越障礙物；

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≧12cm時(shí)，主控制器輸出控制信號(hào)，使第一單元模塊、第二單元模塊、第三單元模塊、第四單元模塊和第五單元模塊繞開障礙物前行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明煤礦救援蛇形機(jī)器人由四個(gè)正交關(guān)節(jié)連接五個(gè)單元模塊，能夠在各種崎嶇的地面上行走，完成位姿的變換，具有避障和越障的功能。

2、本發(fā)明采用了有內(nèi)圓箍無外圈的葉片輪作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)，葉片輪結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本更低，能夠降低煤礦救援蛇形機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)成本，并能夠簡(jiǎn)化煤礦救援蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，縮小了煤礦救援蛇形機(jī)器人的體積，實(shí)現(xiàn)了更好的運(yùn)動(dòng)效果。

3、本發(fā)明采用了有內(nèi)圓箍無外圈的葉片輪作為煤礦救援蛇形機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，彈簧葉片伸出內(nèi)圓箍外部，煤礦救援蛇形機(jī)器人行走時(shí)，彈簧葉片直接接觸地面，能夠使煤礦救援蛇形機(jī)器人具有更好的翻越和攀爬障礙物的能力，使煤礦救援蛇形機(jī)器人能夠在各種崎嶇的地面上行走，完成位姿的變換，提高了煤礦救援蛇形機(jī)器人對(duì)路面的適應(yīng)能力。

4、本發(fā)明葉片輪將多個(gè)彈簧葉片的弧形彎曲部的彎曲方向設(shè)置為相同方向，一方面能夠防止煤礦救援蛇形機(jī)器人前進(jìn)時(shí)將雜物卷起卡住葉片輪，另一方面在煤礦救援蛇形機(jī)器人翻越障礙物時(shí)，彈簧葉片能夠起到掛鉤的作用，提高了煤礦救援蛇形機(jī)器人的越障能力。

5、本發(fā)明通過在內(nèi)圓箍上設(shè)置結(jié)構(gòu)縫，避免了由于熱脹冷縮造成的電機(jī)的輸出軸不易安裝到葉片輪的軸孔中的現(xiàn)象發(fā)生。

6、本發(fā)明煤礦救援蛇形機(jī)器人的煤礦救援方法，主控制器采用預(yù)先制定并存儲(chǔ)在主控制器內(nèi)的越障及避障規(guī)則對(duì)第一單元模塊、第二單元模塊、第三單元模塊、第四單元模塊和第五單元模塊進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)避障和越障的功能，方法步驟簡(jiǎn)單，避障和越障效果好。

7、本發(fā)明能夠應(yīng)用于煤礦救援中，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在煤礦災(zāi)后巷道中采集災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)信息的功能，能夠?yàn)闉?zāi)后煤礦巷道內(nèi)裂紋、裂痕的定位奠定基礎(chǔ)，能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)煤礦冒落災(zāi)害提供科學(xué)依據(jù)。

綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，煤礦救援蛇形機(jī)器人的體積小，避障和越障的功能強(qiáng)，對(duì)路面的適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣應(yīng)用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明機(jī)器人控制系統(tǒng)的電路原理框圖。

圖3為本發(fā)明第一垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的左視圖。

圖5位本發(fā)明第一水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明第二垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6的左視圖。

圖8位本發(fā)明第二水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明第三垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖9的左視圖。

圖11位本發(fā)明第三水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明第四垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為圖12的左視圖。

圖14位本發(fā)明第四水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為本發(fā)明第一連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為本發(fā)明第一舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為本發(fā)明第二連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18為本發(fā)明第二舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖19為本發(fā)明第三連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖20為本發(fā)明第三舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖21為本發(fā)明第四連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖22為本發(fā)明第四舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖23為本發(fā)明第五連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖24為本發(fā)明第一葉片輪、第二葉片輪、第三葉片輪、第四葉片輪、第五葉片輪、第六葉片輪、第七葉片輪、第八葉片輪、第九葉片輪和第十葉片輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖25為本發(fā)明彈簧葉片的立體圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—第一單元模塊；2—第二單元模塊；3—第三單元模塊；

4—第四單元模塊；5—第五單元模塊；6—第一垂直方向舵機(jī)；

7—第一水平方向舵機(jī)；8—第二垂直方向舵機(jī)；9—第二水平方向舵機(jī)；

10—第三垂直方向舵機(jī)；11—第三水平方向舵機(jī)；

12—第四垂直方向舵機(jī)；13—第四水平方向舵機(jī)；

14—第二速度舵機(jī)；15—第一速度舵機(jī)；16—第一超聲波傳感器；

17—第二超聲波傳感器；18—紅外傳感器；19—夜視攝像頭；

20—第一電機(jī)；21—第二電機(jī)；22—第三電機(jī)；

23—第四電機(jī)；24—第五電機(jī)；25—第六電機(jī)；

26—第七電機(jī)；27—第八電機(jī)；28—第九電機(jī)；

29—第十電機(jī)；30—第十電機(jī)；31—電源模塊；

32—usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊；33—避障模塊；34—第一葉片輪；

35—第二葉片輪；36—第三葉片輪；37—第四葉片輪；

38—第五葉片輪；39—第六葉片輪；40—第七葉片輪；

41—第八葉片輪；42—第九葉片輪；43—第十葉片輪；

44—第一連接板；45—第二連接板；46—第三連接板；

47—第四連接板；48—第五連接板；49—第一正交關(guān)節(jié)；

50—第二正交關(guān)節(jié)；51—第三正交關(guān)節(jié)；52—第四正交關(guān)節(jié)；

53—第四正交關(guān)節(jié)；56—通信模塊；60—上位計(jì)算機(jī)；

61—內(nèi)圓箍；61-1—圓形凸起；61-2—圓環(huán)形凸起；

61-3—矩形凸起；62—彈簧葉片；62-1—弧形彎曲部；

63—軸孔；64—卡槽；65—結(jié)構(gòu)縫。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的煤礦救援蛇形機(jī)器人，包括機(jī)器人本體和機(jī)器人控制系統(tǒng)；所述機(jī)器人本體包括從前到后依次設(shè)置的第一單元模塊1、第二單元模塊2、第三單元模塊3、第四單元模塊4和第五單元模塊5，所述第一單元模塊1包括第一連接板44以及分別設(shè)置在第一連接板44左右兩側(cè)的第一葉片輪34和第二葉片輪35，所述第一連接板44上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第一葉片輪34轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)20，所述第一連接板44上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第二葉片輪35轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)21，所述第一連接板44上后側(cè)設(shè)置有第一垂直方向舵機(jī)6，所述第一葉片輪34與第一電機(jī)20的輸出軸連接，所述第二葉片輪35與第二電機(jī)21的輸出軸連接；所述第二單元模塊2包括第二連接板45以及分別設(shè)置在第二連接板45左右兩側(cè)的第三葉片輪36和第四葉片輪37，所述第二連接板45上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第三葉片輪36轉(zhuǎn)動(dòng)的第三電機(jī)22，所述第二連接板45上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第四葉片輪37轉(zhuǎn)動(dòng)的第四電機(jī)23，所述第二連接板45上前側(cè)設(shè)置有第一水平方向舵機(jī)7，所述第二連接板45上后側(cè)設(shè)置有第二垂直方向舵機(jī)8，所述第三葉片輪36與第三電機(jī)22的輸出軸連接，所述第四葉片輪37與第四電機(jī)23的輸出軸連接；所述第三單元模塊3包括第三連接板46以及分別設(shè)置在第三連接板46左右兩側(cè)的第五葉片輪38和第六葉片輪39，所述第三連接板46上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第五葉片輪38轉(zhuǎn)動(dòng)的第五電機(jī)24，所述第三連接板46上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第六葉片輪39轉(zhuǎn)動(dòng)的第六電機(jī)25，所述第三連接板46上前側(cè)設(shè)置有第二水平方向舵機(jī)9，所述第三連接板46上后側(cè)設(shè)置有第三垂直方向舵機(jī)10，所述第五葉片輪38與第五電機(jī)24的輸出軸連接，所述第六葉片輪39與第六電機(jī)25的輸出軸連接；所述第四單元模塊4包括第四連接板47以及分別設(shè)置在第四連接板47左右兩側(cè)的第七葉片輪40和第八葉片輪41，所述第四連接板47上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第七葉片輪40轉(zhuǎn)動(dòng)的第七電機(jī)26，所述第四連接板47上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第八葉片輪41轉(zhuǎn)動(dòng)的第八電機(jī)27，所述第四連接板47上前側(cè)設(shè)置有第三水平方向舵機(jī)11，所述第四連接板47上后側(cè)設(shè)置有第四垂直方向舵機(jī)12，所述第七葉片輪40與第七電機(jī)26的輸出軸連接，所述第八葉片輪41與第八電機(jī)27的輸出軸連接；所述第五單元模塊5包括第五連接板48以及分別設(shè)置在第五連接板48左右兩側(cè)的第九葉片輪42和第十葉片輪43，所述第五連接板48上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第九葉片輪42轉(zhuǎn)動(dòng)的第九電機(jī)28，所述第五連接板48上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第十葉片輪43轉(zhuǎn)動(dòng)的第十電機(jī)29，所述第五連接板48上前側(cè)設(shè)置有第四水平方向舵機(jī)13，所述第九葉片輪42與第九電機(jī)28的輸出軸連接，所述第十葉片輪43與第十電機(jī)29的輸出軸連接；所述第一連接板44通過第一正交關(guān)節(jié)49與第二連接板45連接，所述第二連接板45通過第二正交關(guān)節(jié)50與第三連接板46連接，所述第三連接板46通過第三正交關(guān)節(jié)51與第四連接板47連接，所述第四連接板47通過第四正交關(guān)節(jié)52與第五連接板48連接，所述第二垂直方向舵機(jī)8和第二水平方向舵機(jī)9之間連接有第一速度舵機(jī)15，所述第三垂直方向舵機(jī)10和第三水平方向舵機(jī)11之間連接有第二速度舵機(jī)14；

具體實(shí)施時(shí)，所述第一速度舵機(jī)15可以安裝在第二連接板45或第三連接板46上，所述第二速度舵機(jī)14可以安裝在第三連接板46或第四連接板47上；

如圖2所示，所述機(jī)器人控制系統(tǒng)包括主控制器30和電源模塊31，以及與主控制器30相接的usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32和通過通信模塊56與主控制器30相接的上位計(jì)算機(jī)60；所述主控制器30的輸入端接有避障模塊33和夜視攝像頭19，所述避障模塊33的輸入端接有障礙物檢測(cè)單元，所述障礙物檢測(cè)單元包括第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18；所述避障模塊33、第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18，以及第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10、第四垂直方向舵機(jī)12、第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11、第四水平方向舵機(jī)13、第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14的電源線均與電源模塊31的輸出端連接；所述夜視攝像頭19安裝在第一連接板44的正前端，所述第一超聲波傳感器16和第二超聲波傳感器17安裝在第一連接板44的前端且分別位于夜視攝像頭19的左右兩側(cè)，所述紅外傳感器18安裝在第一連接板44上前側(cè)；所述第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13的電源線均與電源模塊31的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13的信號(hào)線均與usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32連接，所述第一電機(jī)20、第三電機(jī)22、第五電機(jī)24、第七電機(jī)26和第九電機(jī)28的電源線均與第二速度舵機(jī)14的電源線連接，第二電機(jī)21、第四電機(jī)23、第六電機(jī)25、第八電機(jī)27和第十電機(jī)29的電源線均與第一速度舵機(jī)15的電源線連接。

所述第二單元模塊2、第三單元模塊3和第四單元模塊4的結(jié)構(gòu)相同，均包括一個(gè)垂直方向舵機(jī)，一個(gè)水平方向舵機(jī)，兩個(gè)電機(jī)和兩個(gè)葉片輪。本發(fā)明中這樣的單元模塊是三個(gè)，具體實(shí)施時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際情況，添加這樣的單元模塊，構(gòu)成機(jī)器人本體長(zhǎng)度更長(zhǎng)的煤礦救援蛇形機(jī)器人。通過usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32，實(shí)現(xiàn)了第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13與主控制器30的連接。

所述第二速度舵機(jī)14用來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體左側(cè)的電機(jī)，進(jìn)而控制機(jī)器人本體左側(cè)的葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一速度舵機(jī)15用來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體右側(cè)的電機(jī)，進(jìn)而控制機(jī)器人本體右側(cè)的葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體實(shí)施時(shí)，夜視攝像頭19可以設(shè)置為夜間模式和一般模式。

本實(shí)施例中，所述第一電機(jī)20、第二電機(jī)21、第三電機(jī)22、第四電機(jī)23、第五電機(jī)24、第六電機(jī)25、第七電機(jī)26、第八電機(jī)27、第九電機(jī)28和第十電機(jī)29均為直流減速電機(jī)。

本實(shí)施例中，所述第一正交關(guān)節(jié)49包括用于安裝第一垂直方向舵機(jī)6的第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1和用于安裝第一水平方向舵機(jī)7的第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2，如圖3和圖4所示，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12和四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13，四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13分布在一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12周圍，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-14；如圖5所示，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11相配合的第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22和四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23，四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23分布在一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22周圍，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-24；所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的開口朝向第一連接板44設(shè)置，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的開口朝向第二連接板45設(shè)置，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的橫梁部分和第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的橫梁部分通過穿過第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11和第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12和第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22，以及第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-14和第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-24的直徑均為8mm，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11和第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13，以及第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21和第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23的直徑均為2.1mm；

所述第二正交關(guān)節(jié)50包括用于安裝第二垂直方向舵機(jī)8的第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1和用于安裝第二水平方向舵機(jī)9的第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2，如圖6和圖7所示，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12和四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13，四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13分布在一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12周圍，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-14；如圖8所示，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11相配合的第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22和四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23，四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23分布在一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22周圍，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-24；所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的開口朝向第二連接板45設(shè)置，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的開口朝向第三連接板46設(shè)置，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的橫梁部分和第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的橫梁部分通過穿過第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11和第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12和第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22，以及第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-14和第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-24的直徑均為8mm，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11和第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13，以及第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21和第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23的直徑均為2.1mm；

所述第三正交關(guān)節(jié)51包括用于安裝第三垂直方向舵機(jī)10的第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1和用于安裝第三水平方向舵機(jī)11的第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2，如圖9和圖10所示，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12和四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13，四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13分布在一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12周圍，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-14；如圖11所示，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11相配合的第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22和四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23，四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23分布在一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22周圍，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-24；所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的開口朝向第三連接板46設(shè)置，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的開口朝向第四連接板47設(shè)置，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的橫梁部分和第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的橫梁部分通過穿過第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11和第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12和第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22，以及第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-14和第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-24的直徑均為8mm，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11和第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13，以及第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21和第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23的直徑均為2.1mm；

所述第四正交關(guān)節(jié)52包括用于安裝第四垂直方向舵機(jī)12的第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1和用于安裝第四水平方向舵機(jī)13的第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2，如圖12和圖13所示，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12和四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13，四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13分布在一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12周圍，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-14；如圖14所示，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11相配合的第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22和四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23，四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23分布在一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22周圍，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-24；所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的開口朝向第四連接板47設(shè)置，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述機(jī)器人本體的左側(cè)，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的開口朝向第五連接板48設(shè)置，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述機(jī)器人本體的底部，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的橫梁部分和第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的橫梁部分通過穿過第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11和第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21的螺絲固定連接。具體實(shí)施時(shí)，所述第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12和第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22，以及第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-14和第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-24的直徑均為8mm，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11和第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13，以及第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21和第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23的直徑均為2.1mm。

所述第一正交關(guān)節(jié)49、第二正交關(guān)節(jié)50、第三正交關(guān)節(jié)51和第四正交關(guān)節(jié)52具有相同的結(jié)構(gòu)，即通過一個(gè)垂直方向舵機(jī)安裝板和一個(gè)水平方向舵機(jī)安裝板將前一個(gè)單元模塊后側(cè)的垂直方向舵機(jī)與后一個(gè)單元模塊前側(cè)的水平方向舵機(jī)連接。垂直方向舵機(jī)安裝板與垂直方向舵機(jī)連接，負(fù)責(zé)蛇形機(jī)器人抬頭、躬身的越障變形姿態(tài)；水平方向舵機(jī)安裝板與水平方向舵機(jī)連接，負(fù)責(zé)蛇形機(jī)器人轉(zhuǎn)彎、蜿蜒的避障功能。

本實(shí)施例中，如圖15和圖16所示，所述第一連接板44包括八邊形的第一連接底板44-1和連接在第一連接底板44-1后側(cè)且用于連接第一垂直方向舵機(jī)6的第一舵機(jī)連接板44-2，所述第一連接板44的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一電機(jī)20的第一電機(jī)連接孔44-11，所述第一連接板44的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二電機(jī)21的第二電機(jī)連接孔44-12，所述第一連接底板44-1的前端設(shè)置有用于連接夜視攝像頭19的夜視攝像頭連接板44-14，所述夜視攝像頭連接板44-14上設(shè)置有夜視攝像頭連接孔44-15，所述第一連接底板44-1的前側(cè)設(shè)置有紅外傳感器連接孔44-16和兩個(gè)分別位于紅外傳感器連接孔44-16左右兩側(cè)且分別用于連接第一超聲波傳感器16和第二超聲波傳感器17的超聲波傳感器連接孔44-17，所述第一連接底板44-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第一舵機(jī)連接板44-2的第一舵機(jī)連接板連接孔44-13；所述第一舵機(jī)連接板44-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第一舵機(jī)連接板44-2的橫梁部分設(shè)置有與第一舵機(jī)連接板連接孔44-13相配合的第二舵機(jī)連接板連接孔44-21，所述第一舵機(jī)連接板44-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一垂直方向舵機(jī)6的第一垂直方向舵機(jī)連接孔44-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第一連接底板44-1的上下兩邊長(zhǎng)均為40mm，左右兩邊長(zhǎng)均為38mm，其余四邊長(zhǎng)均為26.9mm；所述第一電機(jī)連接孔44-11和第二電機(jī)連接孔44-12的直徑均為2.1mm，所述第一舵機(jī)連接板連接孔44-13、第二舵機(jī)連接板連接孔44-21、和第一垂直方向舵機(jī)連接孔44-22的直徑均為2.1mm；

如圖17和圖18所示，所述第二連接板45包括八邊形的第二連接底板45-1和連接在第二連接底板45-1后側(cè)且用于連接第二垂直方向舵機(jī)8的第二舵機(jī)連接板45-2，所述第二連接底板45-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三電機(jī)22的第三電機(jī)連接孔45-11，所述第二連接底板45-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四電機(jī)23的第四電機(jī)連接孔45-12，所述第二連接底板45-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第一水平方向舵機(jī)7的第一水平方向舵機(jī)連接孔45-14，所述第二連接底板45-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第二舵機(jī)連接板45-2的第三舵機(jī)連接板連接孔45-13；所述第二舵機(jī)連接板45-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第二舵機(jī)連接板45-2的橫梁部分設(shè)置有與第三舵機(jī)連接板連接孔45-13相配合的第四舵機(jī)連接板連接孔45-21，所述第二舵機(jī)連接板45-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二垂直方向舵機(jī)8的第二垂直方向舵機(jī)連接孔45-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第二連接底板45-1的上下兩邊長(zhǎng)均為40mm，左右兩邊長(zhǎng)均為38mm，其余四邊長(zhǎng)均為26.9mm；所述第三電機(jī)連接孔45-11和第四電機(jī)連接孔45-12的直徑均為2.1mm，所述第三舵機(jī)連接板連接孔45-13、第四舵機(jī)連接板連接孔45-21、第一水平方向舵機(jī)連接孔45-14和第二垂直方向舵機(jī)連接孔45-22的直徑均為2.1mm；

如圖19和圖20所示，所述第三連接板46包括八邊形的第三連接底板46-1和連接在第三連接底板46-1后側(cè)且用于連接第三垂直方向舵機(jī)10的第三舵機(jī)連接板46-2，所述第三連接底板46-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第五電機(jī)24的第五電機(jī)連接孔46-11，所述第三連接底板46-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第六電機(jī)25的第六電機(jī)連接孔46-12，所述第三連接底板46-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第二水平方向舵機(jī)9的第二水平方向舵機(jī)連接孔46-14；所述第三連接底板46-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第三舵機(jī)連接板46-2的第五舵機(jī)連接板連接孔46-13；所述第三舵機(jī)連接板46-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第三舵機(jī)連接板46-2的橫梁部分設(shè)置有與第五舵機(jī)連接板連接孔46-13相配合的第六舵機(jī)連接板連接孔46-21，所述第三舵機(jī)連接板46-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三垂直方向舵機(jī)10的第三垂直方向舵機(jī)連接孔46-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第三連接底板46-1的上下兩邊長(zhǎng)均為40mm，左右兩邊長(zhǎng)均為38mm，其余四邊長(zhǎng)均為26.9mm；所述第五電機(jī)連接孔46-11和第六電機(jī)連接孔46-12的直徑均為2.1mm，所述第五舵機(jī)連接板連接孔46-13、第六舵機(jī)連接板連接孔46-21、第二水平方向舵機(jī)連接孔46-14和第三垂直方向舵機(jī)連接孔46-22的直徑均為2.1mm；

如圖21和圖22所示，所述第四連接板47包括八邊形的第四連接底板47-1和連接在第四連接底板47-1后側(cè)且用于連接第四垂直方向舵機(jī)12的第四舵機(jī)連接板47-2，所述第四連接底板47-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第七電機(jī)26的第七電機(jī)連接孔47-11，所述第四連接底板47-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第八電機(jī)27的第八電機(jī)連接孔47-12，所述第四連接底板47-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第三水平方向舵機(jī)11的第三水平方向舵機(jī)連接孔47-14；所述第四連接底板47-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第四舵機(jī)連接板47-2的第七舵機(jī)連接板連接孔47-13；所述第四舵機(jī)連接板47-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第四舵機(jī)連接板47-2的橫梁部分設(shè)置有與第七舵機(jī)連接板連接孔47-13相配合的第八舵機(jī)連接板連接孔47-21，所述第四舵機(jī)連接板47-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四垂直方向舵機(jī)12的第四垂直方向舵機(jī)連接孔47-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第四連接底板47-1的上下兩邊長(zhǎng)均為40mm，左右兩邊長(zhǎng)均為38mm，其余四邊長(zhǎng)均為26.9mm；所述第七電機(jī)連接孔47-11和第八電機(jī)連接孔47-12的直徑均為2.1mm，所述第七舵機(jī)連接板連接孔47-13、第八舵機(jī)連接板連接孔47-21、第三水平方向舵機(jī)連接孔47-14和第四垂直方向舵機(jī)連接孔47-22的直徑均為2.1mm；

如圖23所示，所述第五連接板48包括八邊形的第五連接底板48-1，所述第五連接底板48-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第九電機(jī)28的第九電機(jī)連接孔48-11，所述第五連接底板48-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第十電機(jī)29的第十電機(jī)連接孔48-12，所述第五連接底板48-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第四水平方向舵機(jī)13的第三水平方向舵機(jī)連接孔48-13。具體實(shí)施時(shí)，所述第五連接底板48-1的上下兩邊長(zhǎng)均為40mm，左右兩邊長(zhǎng)均為38mm，其余四邊長(zhǎng)均為26.9mm；所述第九電機(jī)連接孔48-11和第十電機(jī)連接孔48-12的直徑均為2.1mm，所述第三水平方向舵機(jī)連接孔48-13的直徑均為2.1mm。

所述第二連接板45、第三連接板46和第四連接板47的結(jié)構(gòu)相同。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一速度舵機(jī)15可以安裝在第二連接底板45-1的中間位置處或第三連接底板46-1的中間位置處，所述第二速度舵機(jī)14可以安裝在第三連接底板46-1的中間位置處或第四連接底板47-1的中間位置處。

本實(shí)施例中，如圖24和圖25所示，所述第一葉片輪34、第二葉片輪35、第三葉片輪36、第四葉片輪37、第五葉片輪38、第六葉片輪39、第七葉片輪40、第八葉片輪41、第九葉片輪42和第十葉片輪43的結(jié)構(gòu)相同且均包括內(nèi)圓箍61和連接在內(nèi)圓箍61上且伸出內(nèi)圓箍61外部的三個(gè)彈簧葉片62，所述內(nèi)圓箍61的中心位置處設(shè)置有軸孔63，所述內(nèi)圓箍61的圓周上相互間隔120°設(shè)置有三個(gè)卡槽64，三個(gè)彈簧葉片62與內(nèi)圓箍61連接的一端分別卡合連接在三個(gè)卡槽64內(nèi)，所述彈簧葉片62伸出內(nèi)圓箍61外部的一端端部為弧形彎曲部62-1，三個(gè)彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲方向相同，所述內(nèi)圓箍61上徑向設(shè)置有與軸孔63相連通的結(jié)構(gòu)縫65。在內(nèi)圓箍61上連接彈簧葉片62時(shí)，將多個(gè)彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲方向設(shè)置為相同方向，這樣的葉片輪應(yīng)用在蛇形機(jī)器人上后，一方面能夠防止蛇形機(jī)器人前進(jìn)時(shí)將雜物卷起卡住葉片輪，另一方面在蛇形機(jī)器人翻越障礙物時(shí)，彈簧葉片62能夠起到掛鉤的作用。通過設(shè)置結(jié)構(gòu)縫65，避免了由于熱脹冷縮造成的電機(jī)的輸出軸不易安裝到軸孔63中的現(xiàn)象發(fā)生。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一電機(jī)20的輸出軸連接在第一葉片輪34的軸孔63內(nèi)，所述第二電機(jī)21的輸出軸連接在第二葉片輪35的軸孔63內(nèi)，所述第三電機(jī)22的輸出軸連接在第三葉片輪36的軸孔63內(nèi)，所述第四電機(jī)23的輸出軸連接在第四葉片輪37的軸孔63內(nèi)，所述第五電機(jī)24的輸出軸連接在第五葉片輪38的軸孔63內(nèi)，所述第六電機(jī)25的輸出軸連接在第六葉片輪39的軸孔63內(nèi)，所述第七電機(jī)26的輸出軸連接在第七葉片輪40的軸孔63內(nèi)，所述第八電機(jī)27的輸出軸連接在第八葉片輪41的軸孔63內(nèi)，所述第九電機(jī)28的輸出軸連接在第九葉片輪42的軸孔63內(nèi)，所述第十電機(jī)29的輸出軸連接在第十葉片輪43的軸孔63內(nèi)。

本實(shí)施例中，如圖24所示，所述內(nèi)圓箍61的中心位置處設(shè)置有圓形凸起61-1，所述軸孔63設(shè)置在圓形凸起61-1的中心位置處；所述內(nèi)圓箍61靠近外圓周的位置處設(shè)置有圓環(huán)形凸起61-2，所述內(nèi)圓箍61上徑向均勻設(shè)置有多個(gè)位于圓環(huán)形凸起61-2的外圈外部的矩形凸起61-3。

本實(shí)施例中，所述彈簧葉片62卡合連接在卡槽64內(nèi)后再通過膠與內(nèi)圓箍61粘接，所述內(nèi)圓箍61的直徑為20mm，所述彈簧葉片62的長(zhǎng)度為40mm，寬度為8mm；所述軸孔63的形狀為d形，所述軸孔63的圓弧邊的直徑為2.5mm；所述彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲角度為150°。將軸孔63設(shè)計(jì)為d形，是為了與電機(jī)的d形輸出軸相配合。

本實(shí)施例中，所述主控制器30為vensmile迷你pc機(jī)，所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32的型號(hào)為robotisusb2dynamixel；所述避障模塊33的型號(hào)為arduinounor3，所述通信模塊56為無線路由器，所述夜視攝像頭19為1080p廣角紅外夜視攝像頭，所述夜視攝像頭19、usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32和避障模塊33均與主控制器30的usb接口連接；所述電源模塊31包括12.6v的li-po充電電池和4.5v的無汞堿性電池，所述避障模塊33、第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18的電源線均與4.5v的無汞堿性電池的輸出端連接，所述第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10、第四垂直方向舵機(jī)12、第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11、第四水平方向舵機(jī)13、第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14的電源線均與12.6v的li-po充電電池的輸出端連接。

所述vensmile迷你pc機(jī)自帶電源，所述夜視攝像頭19和usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32與主控制器30的usb接口連接后，通過usb接口供電；所述通信模塊56通過220v交流電供電。通過無線路由器組建局域網(wǎng)，利用局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制軟件ultravnc能夠完成上位計(jì)算機(jī)60與主控制器30之間的通信。

本發(fā)明的煤礦救援蛇形機(jī)器人的煤礦救援方法，包括以下步驟：

步驟一、所述煤礦救援蛇形機(jī)器人從煤礦巷道的入口進(jìn)入巷道；

步驟二、所述夜視攝像頭19實(shí)時(shí)拍攝煤礦巷道內(nèi)的環(huán)境圖像，并將拍攝到的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像傳輸給主控制器30，主控制器30再通過通信模塊56將其接收到的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像傳輸給上位計(jì)算機(jī)60，上位計(jì)算機(jī)60實(shí)時(shí)顯示煤礦救援蛇形機(jī)器人所在位置的煤礦巷道內(nèi)環(huán)境圖像；同時(shí)，第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18對(duì)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸給避障模塊33，避障模塊33再將其接收到的信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給主控制器30；

步驟三、所述主控制器30對(duì)其接收到的避障模塊33輸出的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷出蛇形機(jī)器人行走前方是否有障礙物；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方?jīng)]有障礙物時(shí)，所述主控制器30不發(fā)出改變蛇形機(jī)器人位姿的控制信號(hào)，所述蛇形機(jī)器人繼續(xù)行走；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方有障礙物時(shí)，所述主控制器30調(diào)用canny算法邊緣檢測(cè)模塊對(duì)其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)處理，得到蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度，并根據(jù)預(yù)先制定并存儲(chǔ)在主控制器30內(nèi)的越障及避障規(guī)則，輸出對(duì)第一垂直方向舵機(jī)6、第一水平方向舵機(jī)7、第二垂直方向舵機(jī)8、第二水平方向舵機(jī)9、第三垂直方向舵機(jī)10、第三水平方向舵機(jī)11、第四垂直方向舵機(jī)12、第四水平方向舵機(jī)13、第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14的控制信號(hào)，使煤礦救援蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障或避障行駛，完成救援任務(wù)；

步驟四、所述煤礦救援蛇形機(jī)器人從煤礦巷道的出口離開巷道。

本實(shí)施例中，步驟三中預(yù)先制定并存儲(chǔ)在主控制器30內(nèi)的越障及避障規(guī)則為：

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≦5cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號(hào)，使第一垂直方向舵機(jī)6抬頭45°，第二垂直方向舵機(jī)8抬頭15°，并使第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為5cm<h≦8cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號(hào)，使第一垂直方向舵機(jī)6抬頭45°，第二垂直方向舵機(jī)8抬頭35°，并使第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為8cm<h≦12cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號(hào)，使第一垂直方向舵機(jī)6抬頭45°，第二垂直方向舵機(jī)8抬頭45°，第三垂直方向舵機(jī)10抬頭25°，并使第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

當(dāng)煤礦救援蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≧12cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號(hào)給第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13，使煤礦救援蛇形機(jī)器人繞開障礙物前行。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。