一种多运动模式可分体蛇形机器人

摘要

本发明公开了一种多运动模式可分体蛇形机器人。该蛇形机器人包括头部、躯干部、分体部、关节部和尾部。头尾部结构相同呈锥形；躯干部内嵌了六向均匀分布的折叠式独立可伸缩轮腿复合结构，顶部安装主动轮或被动轮；分体部利用杆槽配合实现一体两用或断体自救；关节部采用彼此垂直的双舵机壳结构安装舵机，双自由度实现相邻模块的水平及俯仰偏转。调整各轮腿的伸缩角度和长度可以在蛇形的蠕动、翻滚和蜿蜒运动形式之外实现滑动、爬动和二维变形等多种运动模式，可在各种复杂陆地硬质地形条件下有效提升蛇形机器人的适应能力和行进速度。

主权项

一种多运动模式可分体蛇形机器人，其特征在于：该机器人采用模块化设计方式，包括头部（1）、躯干部（2）、分体部（3）、关节部（4）和尾部（5），其中，头部（1）和尾部（5）分别设计有摄像头安装孔（6）和照明灯安装孔（7），通过连接螺孔（8）和躯干部（2）连接；躯干部（2）整体为轮腿内嵌型结构，包括内槽壳（9）、基座（10）和独立伸缩轮腿复合机构（11），其中内槽壳（9）为嵌套型槽壳，分别有六个基舵机槽和六个被动轮槽，同时其上有基座连接紧固孔和关节连接螺孔，分别与基座（10）和关节部（4）进行连接，基座（10）外圆周上均匀分布着六个独立伸缩轮腿复合机构（11）的安装槽，基座（10）两侧分别有关节连接螺孔和连接板固定孔，一侧与内槽壳（9）连接，另一侧则可连接关节部连接盘（33）或者分体部（3），与分体部（3）对应的躯干部（2）上的基座（10）一侧内腔壁上均匀分布着三个分体连接孔（13‑1），独立伸缩轮腿复合机构（11）又包括基舵机、关节舵机、旋杆、轮杆以及被动轮，它们之间依靠相应的连接件彼此固定，可以实现伸展和收缩；分体部（3）包括分体执行部分和固定连接筒（16），其中分体执行部分又包括基盘（12）、伸缩杆（13）、三叶弧形引导轮（14）、分体舵机（15）以及相应的转轴固定销（18）、紧固螺钉（19）、分体舵机固定螺钉（21）、分体内部连接孔（20）、关节连接孔（22），固定连接筒（16）内有分体舵机固定槽（17），依靠分体舵机（15）的旋转带动三叶弧形引导轮（14）转动，通过引导轮叶片上的弧形导轨将圆周运动传递给伸缩杆（13），并依靠基盘（12）上的限位方筒使伸缩杆（13）作直线伸缩运动，从而实现分体；关节部（4）由扭转舵机安装壳（23）、转动连接板（24）、扭转舵机（25）、舵盘（26）、扭转舵机固定螺钉（27）、限位螺钉（28）和关节连接孔（29）及其他紧固件组成，扭转舵机（25）通过扭转舵机固定螺钉（27）固定安装在扭转舵机安装壳（23）内，两个舵机彼此垂直安装，获得相互垂直的两个方向的自由度，舵机输出轴一端通过齿配位方式和舵盘（26）带动转动连接板（24），另一端通过连接轴与转动连接板（24）光滑可自由转动连接并通过限位螺钉（28）对转动连接板（24）进行限位，转动连接板（24）又可通过关节连接孔（29）与躯干部（2）连接，通过舵机的转动带动躯干部（2）摆动以使蛇体进行蜿蜒或蠕动，此外躯干部（2）和关节部（4）依靠连接盘（30）上的躯干连接孔（31）和关节连接孔（32）连接。