[实用新型]轮式蛇形机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种特殊环境下使用的机器人，特别是一种轮式蛇形机器人。

背景技术

在国内，对蛇形机器人的研究起步较晚，上海交通大学崔显世，颜国正于1999年3月开发研制了我国第一台微小型仿蛇机器人样机。近年来，随着仿生技术和机器人技术的结合，使机器人从结构设计和运动模式上都有了很大的进展。在仿生机械学中，模仿生物蛇而诞生的仿生机器蛇，是一种高冗余度移动机器人，具有多于确定机器人空间位置和姿态所需的自由度，使得它可模仿生物蛇的运动状态， 实现平地蜿蜒、钻洞、攀爬越障等多种运动方式，以适应多种地形地貌环境。在军事，民用，科技，实验室研究等许多领域具有广阔的应用前景。

但是现有的仿生机器蛇多结构复杂，例如中国专利200910191180.5公开了一种叶片轮式蛇形机器人，设置了纵向和横向锥齿轮组实现摆动动作，结构较复杂。设置的门架结构受力不佳。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轮式蛇形机器人，以较为简洁的结构实现蛇形运动控制，且便于工业化生产。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种轮式蛇形机器人，包括互相连接的首部、身部和尾部，所述的身部由至少两节以上的单体组成；

所述的单体中，水平摆动支架与俯仰摆动支架背靠背固定连接，水平摆动舵机的水平摆动轴与水平摆动支架固定连接，俯仰摆动舵机的俯仰摆动轴与俯仰摆动支架固定连接，俯仰摆动舵机与驱动机构连接。

所述的驱动机构中，俯仰摆动舵机与座板固定连接，座板上并排固定安装有两个旋转舵机，每个旋转舵机的轴与一个驱动轮连接。

所述的尾部中，底板上设有用于与身部连接的连接板，还设有互相电连接的移动电源、降压器、用于输出脉冲信号给各个舵机的舵机控制板和无线数据传输，底板的下部设有万向轮。

所述的首部设有多个传感器。

所述的首部设有呈锥形的支承部，支承部底部设有从动轮。

所述的支承部上设有无线摄像头，还设有测距传感器、温湿度传感器和/或气体预警装置。

所述的测距传感器包括红外测距传感器和超声波测距传感器。

本实用新型提供的轮式蛇形机器人，通过采用背靠背固定连接的水平摆动支架和俯仰摆动支架，配合水平摆动舵机和俯仰摆动舵机，以更为简洁的结构实现了单节身部的水平摆动和俯仰摆动动作，配合设置的驱动机构，并通过脉冲控制各个舵机，可以较好的适应多种工作环境，大大扩宽了工作范围。

本实用新型充分考虑了蛇类运动特点，从仿生学的角度出发，结合机器人动力学和摩擦学等，建立了基于行为控制理论的蛇类运动模型，将蛇类生物的复杂运动形式简化为局部的、简单的、模块化的运动形式；蛇身机械连接部分采用模块化设计思路，每个关节均可很容易的进行拆卸或增加。

本实用新型由多个高冗余度的结构体关节连接而成，使得模仿动作协调可靠；为了减少运动中的摩擦阻力，在机器蛇尾部托板部采用从动轮，实现蛇体的平稳游动，增强了蛇形机器人的灵活性和机动性；采用铝板作为底板和座板，既满足了对底板的强度要求，又减轻了整体的重量，同时还降低了成本。

在首部设置的无线摄像头和各个传感器便于在复杂环境下实现交互，以适应复杂的工作环境，例如地震后的废墟环境下的搜救工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型单体身部的侧视结构示意图。

图3为本实用新型单体身部的俯视结构示意图。

图4为本实用新型中尾部的侧视结构示意图。

图中：首部1，支承部11，无线摄像头12，测距传感器13，气体预警装置14，身部2，水平摆动机构21，水平摆动舵机211，水平摆动轴212，水平摆动支架213，俯仰摆动机构22，俯仰摆动舵机221，俯仰摆动轴222，俯仰摆动支架223，驱动机构23，驱动轮231，旋转舵机232，座板233，尾部3，连接板31，底板32，移动电源33，无线数据传输34，舵机控制板35，降压器36，万向轮37。

具体实施方式

如图1-4中，一种轮式蛇形机器人，包括互相连接的首部1、身部2和尾部3，所述的身部2由至少两节以上的单体组成；