[实用新型]模块化可重构蛇形机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机械自动化工程领域，具体地说是一种模块化可重构蛇形机器人，可应用在古墓、地下墓葬等环境。

背景技术

在我国考古界，长期以来对地下墓葬类封闭空间的探查，主要采用的是洛阳铲。这种探查方式，是用洛阳铲在探查区打出竖直的探洞，依据洛阳铲带出的泥土变化的特征，来判断地下遗存的状况。这种探查方法尽管简便，其判断依据却是间接地带有一定的随机性，并无法准确判断地下遗存的存在和分布。而且，当地下存在遗存时，洛阳铲难免正好打在文物上，存在一定损害文物的风险。

考古人员如果要身入墓室，也是风险重重。古代墓葬年代久远，尸体和其他物质的氧化腐败，耗尽了其中的氧气，同时也会生成一些有害的气体，比如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、甲烷，按照古人的埋葬文化可能还会存在汞蒸汽。此外，由于地下潮湿、阴暗，可能还会存在一些微生物。无氧和上述气体以及微生物的存在，对考古人员必然造成有害影响。

国外研究人员1993年首次在大金字塔内使用机器人进行探测。2002年9月，名为“金字塔漫游者”的机器人被用于埃及金字塔神秘石门考古探索任务，其长30cm，宽12cm，高度在11～28cm范围内可调，配备超声传感器用来测量石块厚度，并通过“透地雷达”装置探测金子塔内部。2013年4月，考古学家为了探明墨西哥羽蛇神庙中一条隧道的奥妙，使用了一个名为“Tlaloc II-TC”的机器人。这个机器人装备有红外线摄像装置和激光扫描仪，能够生成地下空间的3D图像。

中国国家博物馆于2008年研制出一种双履带式考古机器人，在西安庞留唐墓的抢救性发掘工作中，机器人成功从盗洞中进入墓穴内，将墓室内的图像、温度、湿度等信息传回控制台。该机器人也在西安延廉汉墓进行了测试试验。国内同类机器人如果从探洞进入，就不能在墓室内移动探测。如何让机器人既可从盗洞、探洞进入，又可以在进入墓室后进行移动探测，获取古代墓葬内的环境信息，已经成了制约地下墓葬考古发掘的一个瓶颈。

实用新型内容

为了解决现有古墓探测机器人存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够在古墓、地下墓葬等环境下工作的模块化可重构蛇形机器人。该蛇形机器人能够在根据不同情况组合不同的模块来获取古墓、地下墓葬的温、湿度、有害气体和布局等环境信息。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括通过连接模块依次连接的可视模块、温度探测模块、湿度探测模块及气体探测模块，其中可视模块、温度探测模块、湿度探测模块及气体探测模块均包括标准模块，所述标准模块包括框架、履带支架、履带、履带轮、履带轮轴及履带驱动机构，该框架周向均布有多个履带支架，相邻履带支架之间设有至少一条履带，所述履带上连接有多个履带轮，每个履带轮的履带轮轴转动安装在所述履带支架上；所述履带驱动机构安装在框架内，驱动每条履带中同一位置的履带轮旋转、进而带动履带；所述框架的两端分别为与所述连接模块相连接的快换接口板、连接模块接口；所述可视模块的标准模块上设有可视摄像头，所述温度探测模块的标准模块上分别安装有温度数据采集转换电路板及温度探测头，所述湿度探测模块的标准模块上分别安装有湿度数据采集转换电路板及湿度探测头，所述气体探测模块的标准模块上分别开有空气进口、空气出口，并在气体探测模块的标准模块内设有气体成分分析模块；

其中：所述履带支架端面呈“十”字形，其内侧下方设有固定架，每个固定架的两端分别与所述快换接口板及连接模块接口相连，形成所述框架；所述履带支架与固定架的长度相等，即为所述标准模块的轴向长度；所述标准模块为端面呈四边形的框架结构，履带支架及固定架各为四个，分别位于四边形的四个角，所述标准模块的每个面均设有两条相互平行的履带，每条履带上连接相同数量的履带轮，两条履带上相对应的履带轮套设在同一履带轮轴上；所述标准模块每个面上的两条履带靠近快换接口板一端的履带轮轴上均设有第一斜齿轮，每个面上第一斜齿轮位于各面两条履带之间，各面上的第一斜齿轮通过所述履带驱动机构同步驱动旋转，进而同步带动各面上的履带；

所述连接模块接口为圆环状结构件，其外圈沿圆周方向均布有四个沿径向向外延伸的延伸部，所述标准模块每个面上的两条履带靠近连接模块接口一端的履带轮轴分别与一个延伸部转动连接，每个面上的延伸部位于各面两条履带之间；所述延伸部沿标准模块轴向的长度小于所述标准模块；所述连接模块接口的内圈为圆柱形止口，端面沿圆周方向均布有多个用于连接的螺纹孔；