[发明专利]一种蛇形搜救机器人关节模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种蛇形搜救机器人关节模块。

背景技术

蛇形机器人是近年来仿生机器人领域的研究热点，具有结构独特、 控制灵活、 性能可靠、 可扩展性强、 适应性强等优点，蛇形机器人由于其自身形状和运动方式的特点使其适于在狭小空间和狭长管道以及各种地面运动，它能进入因地震或火灾等灾害而倒塌的建筑物内部执行搜救等任务，不仅使人更安全，也使搜救工作更加有效。

在现有技术中，涉及水下蛇形机器人的如沈阳自动化研究所探查者Ⅲ，即专利号为200810229974.1的中国专利所公开的一种水陆两栖蛇形机器人，由多个模块组成，各模块可相对转动地相连接，两相邻模块中的一个可相对另一个水平偏转及俯仰运动，每个模块由两个电动机和减速齿轮以及锥齿轮组成，每个模块具有两个自由度。但是上述水陆两栖机器人的单个模块是刚性的不能弯曲，虽能够实现在水中自由游动，但由于单个模块相对较长，导致其运动不够柔顺灵活，而且驱动结构复杂，制造困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在各种环境下灵活运动的蛇形搜救机器人模块。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种蛇形搜救机器人关节模块，所述模块包括可多方向偏转的本体及设置在所述本体两端部的连接部，所述模块外表面包覆有保护网及防水护套，所述本体包括多个空心环，所述空心环均设有四个活动连接点，其中相对的两个所述活动连接点设置在所述空心环上表面，另两个所述活动连接点设置在所述空心环下表面，所述相邻的空心环通过所述活动连接点活动连接；

所述连接部包括外壳、设置在所述外壳内的伺服电机、通过所述伺服电机驱动的具有两个绕线槽的绕线轮、缠绕在所述绕线槽内的绳线、固定设置在所述外壳内部的两根导线柱，所述导线柱末端设置有导线轮，所述绳线一端缠绕在所述绕线轮上，所述绳线的另一端通过所述导线轮及本体固定在所述本体末端，所述绕线轮上的两条绳线绕向相反。

优选的技术方案，所述空心环内侧面上均设有四个导线孔，所述导线孔设置在所述活动连接点下方。

进一步技术方案，所述绳线穿过各所述导线孔。

优选的技术方案，所述伺服电机通过齿轮减速器传动所述绕线轮，所述绕线轮与所述齿轮减速器同轴连接。

优选的技术方案，所述外壳为圆柱形。

上述技术方案中，外壳内边缘还设置有两个引导孔，两根导线柱的导线轮分别正对两个绕线槽，绕线槽上的两根绳线分别穿过各相应的导线轮、引导孔再穿过各空心环上的导线孔最终固定在最末端的空心环上。

本发明的工作原理，单个模块上设置有本体及两个连接部，在连接部内设置有伺服电机及绕线轮，伺服电机带动绕线轮旋转，由于绕线轮上两条绳线的绕向相反，在绕线轮转动时，一条绳线拉紧另一条绳线放松，可以使本体向绳线拉紧的一侧收拢偏转；而单个模块上设置有两个连接部，本体内总共均布有4条绳线，通过伺服电机对绕线轮的控制可以使本体多方向偏转扭动。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明的模块本身可以多方向偏转，增加了蛇形搜救机器人的灵活性，能在恶劣的环境中灵活前进；

2、本发明整体呈圆柱形，在运动时受到的阻力较小，也不容易被突出物勾住导致无法前进；

3、本发明通过伺服电机带动绕线轮转动，控制更精确，通过控制使得本体的偏转更灵活;

4、本发明的导线柱上使用导线轮对绳线进行导向，既减少了摩擦力使得绳线运行更顺滑，又能使绳线收放的整体效果精确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为导线柱示意图；

图3为连接部示意图；

图4为空心环示意图；

图5为外壳示意图；

图6为绕线轮局部剖视图。

其中：1、模块；2、本体；3、连接部；21、空心环；22、活动连接点；23、导线孔；31、外壳；32、伺服电机；33、绕线轮；35、导线柱；37、引导孔；331、绕线槽；351、导线轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：