一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，由所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接。本發(fā)明模塊采用線驅(qū)動，自身可以多方向偏轉(zhuǎn)，模塊整體包覆有保護網(wǎng)，能夠有效的延長模塊的使用壽命。
【專利說明】一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種機器人結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機器人是近年來仿生機器人領(lǐng)域的研究熱點，具有結(jié)構(gòu)獨特、控制靈活、性能可靠、可擴展性強、適應(yīng)性強等優(yōu)點，蛇形機器人由于其自身形狀和運動方式的特點使其適于在狹小空間和狹長管道以及各種地面運動，它能進入因地震或火災(zāi)等災(zāi)害而倒塌的建筑物內(nèi)部執(zhí)行搜救等任務(wù)，不僅使人更安全，也使搜救工作更加有效。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，涉及水下蛇形機器人的如沈陽自動化研究所探查者III，即專利號為200810229974.1的中國專利所公開的一種水陸兩棲蛇形機器人，由多個模塊組成，各模塊可相對轉(zhuǎn)動地相連接，兩相鄰模塊中的一個可相對另一個水平偏轉(zhuǎn)及俯仰運動，每個模塊由兩個電動機和減速齒輪以及錐齒輪組成，每個模塊具有兩個自由度。但是上述水陸兩棲機器人的單個模塊是剛性的不能彎曲，雖能夠?qū)崿F(xiàn)在水中自由游動，但由于單個模塊相對較長，導(dǎo)致其運動不夠柔順靈活，而且驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能在各種環(huán)境下靈活運動的蛇形搜救機器人模塊。
[0005]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述模塊外表面包覆有保護網(wǎng)及防水護套，所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接；
所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機、通過所述伺服電機驅(qū)動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有導(dǎo)線輪，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述導(dǎo)線輪及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
[0006]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動連接點下方。
[0007]進一步技術(shù)方案，所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述伺服電機通過齒輪減速器傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述齒輪減速器同軸連接。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述外殼為圓柱形。
[0010]上述技術(shù)方案中，外殼內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個引導(dǎo)孔，兩根導(dǎo)線柱的導(dǎo)線輪分別正對兩個繞線槽，繞線槽上的兩根繩線分別穿過各相應(yīng)的導(dǎo)線輪、引導(dǎo)孔再穿過各空心環(huán)上的導(dǎo)線孔最終固定在最末端的空心環(huán)上。
[0011]本發(fā)明的工作原理，單個模塊上設(shè)置有本體及兩個連接部，在連接部內(nèi)設(shè)置有伺服電機及繞線輪，伺服電機帶動繞線輪旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪轉(zhuǎn)動時，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個模塊上設(shè)置有兩個連接部，本體內(nèi)總共均布有4條繩線，通過伺服電機對繞線輪的控制可以使本體多方向偏轉(zhuǎn)扭動。
[0012]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
1、本發(fā)明的模塊本身可以多方向偏轉(zhuǎn)，增加了蛇形搜救機器人的靈活性，能在惡劣的環(huán)境中靈活前進；
2、本發(fā)明整體呈圓柱形，在運動時受到的阻力較小，也不容易被突出物勾住導(dǎo)致無法
、產(chǎn).、rr.目U進;
3、本發(fā)明通過伺服電機帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，控制更精確，通過控制使得本體的偏轉(zhuǎn)更靈
活；
4、本發(fā)明的導(dǎo)線柱上使用導(dǎo)線輪對繩線進行導(dǎo)向，既減少了摩擦力使得繩線運行更順滑，又能使繩線收放的整體效果精確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為導(dǎo)線柱示意圖；
圖3為連接部示意圖；
圖4為空心環(huán)不意圖；
圖5為外殼意圖；
圖6為繞線輪局部剖視圖。
[0014]其中:1、模塊；2、本體；3、連接部；21、空心環(huán)；22、活動連接點；23、導(dǎo)線孔；31、外殼；32、伺服電機；33、繞線輪；35、導(dǎo)線柱；37、引導(dǎo)孔；331、繞線槽；351、導(dǎo)線輪。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例一:
如圖1-6所示，一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊1，模塊I包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體2及設(shè)置在本體2兩端部的連接部，模塊I外表面包覆有保護網(wǎng)及防水護套，本體2包括多個空心環(huán)21，空心環(huán)21均設(shè)有四個活動連接點22，其中相對的兩個活動連接點22設(shè)置在空心環(huán)21上表面，另兩個活動連接點22設(shè)置在空心環(huán)21下表面，相鄰的空心環(huán)21通過活動連接點22活動連接；
連接部包括外殼31、設(shè)置在外殼31內(nèi)的伺服電機32、通過伺服電機32驅(qū)動的具有兩個繞線槽331的繞線輪33、纏繞在繞線槽331內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在外殼31內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱35，導(dǎo)線柱35末端設(shè)置有導(dǎo)線輪351，繩線一端纏繞在繞線輪33上，繩線的另一端通過導(dǎo)線輪351及本體2固定在本體2末端，繞線輪33上的兩條繩線繞向相反。
[0016]空心環(huán)21內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔23，導(dǎo)線孔23設(shè)置在活動連接點22下方。
[0017]繩線穿過各導(dǎo)線孔23。
[0018]優(yōu)選的技術(shù)方案，伺服電機32通過齒輪減速器傳動繞線輪33，繞線輪33與齒輪減速器同軸連接。
[0019]外殼31為圓柱形。
[0020]外殼31內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個引導(dǎo)孔37，兩根導(dǎo)線柱35的導(dǎo)線輪351分別正對兩個繞線槽331，繞線槽331上的兩根繩線分別穿過各相應(yīng)的導(dǎo)線輪351351、引導(dǎo)孔37再穿過各空心環(huán)21上的導(dǎo)線孔23最終固定在最末端的空心環(huán)21上。
[0021 ] 本發(fā)明的工作原理，單個模塊I上設(shè)置有本體2及兩個連接部，在連接部內(nèi)設(shè)置有伺服電機32及繞線輪33，伺服電機32帶動繞線輪33旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪33上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪33轉(zhuǎn)動時，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體2向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個模塊I上設(shè)置有兩個連接部，本體2內(nèi)總共均布有4條繩線，通過伺服電機32對繞線輪33的控制可以使本體2多方向偏轉(zhuǎn)扭動。
【權(quán)利要求】
1.一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接； 所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機、通過所述伺服電機驅(qū)動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有導(dǎo)線輪，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述導(dǎo)線輪及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動連接點下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述伺服電機通過齒輪減速器傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述齒輪減速器同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述外殼為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蛇形搜救機器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述模塊外表面包覆有保護網(wǎng)及防水護套。
【文檔編號】B62D57/02GK103879469SQ201410102219
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】胡海燕, 李偉達(dá), 李娟 , 李春光 申請人:蘇州大學(xué)