[实用新型]蚯蚓式爬行机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种以蚯蚓的运动方式进行爬行的机器人。具体涉及一种机器人，通过电磁铁产生的电磁力驱动，采用液压机构作为传动装置，从而实现机器人相关结构的屈伸。机器人爬行中，橡胶外皮与其所在平面接触，提供前进所需的摩擦力。

背景技术

近年来，仿生学是现代科技发展中的及其重要的一部分。人们通过研究一些动物的运动方式，从中汲取灵感，并将其与用到设计之中，从而解决一些生活当中的问题。

蚯蚓的运动方式非常独特。这种环节动物可以进行躯体伸缩，并通过各个环节有规律的伸缩实现运动。蚯蚓的身上遍布刚毛，当其部分环节与地面接触时，便能够通过刚毛增大这些环节与地面间的摩擦力，保证其躯体伸缩时不会打滑。

通过效仿蚯蚓的运动方式而设计出来的机器人拥有一定的实用价值。这种机器人可以在平面及管道中爬行，并且克服一定大小的阻力作用。通过其特殊的运动方式，可以在绝大多数路况环境(包括沙地，泥地，斜坡等)实现运动功能。在遇到障碍物时，该机器人可以提供平面力，具有一定的挣脱能力。因此蚯蚓机器人胜任人难以踏足的环境(例如管道，洞穴)的遥控勘测工作。

目前已经研制出几种不同的蚯蚓式爬行机器人，机器人所依据的原理也各有所不同。通过传统机械元件，例如电机驱动连杆的蚯蚓机器人，在运动过程中存在比较大的冲击，并且不易实现灵活的转向功能。此外还有通过记忆合金励磁方式驱动的蚯蚓机器人，但是其本身机体太轻，且动力性能有所不足。

发明内容

本实用新型提供一种通过电磁力及液压机构，实现具有平面直线运动及转向功能的，并能够提供一定工作动力的蚯蚓式爬行机器人。该机器人具有灵活性好，运动平稳，高动力性能，适应性强的特点，能够实现多种路况(包括沙地，泥地，斜坡等)的运动，并具有遥控和勘测的功能。

实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种蚯蚓式爬行机器人，其特征在于，所述的机器人包括一个中间模块和位于中间模块两端的两个端部模块，以及连接中间模块和端部模块的两个可伸缩段；

所述的中间模块包括：一个环形的中间电磁铁15套装在中间套筒14内，中间磁铁15的两侧有两个后液缸5固定，两个前液缸18与后液缸5连接；

两个端部模块具有相同结构，每个端部模块包括：一个端部电磁铁11，其两侧由后液缸5和电池套筒7固定，后液缸5与前液缸18配合连接，电池10装在电池套筒7内；

一个端部模块的顶端安装有尾套筒9，蓝牙模块8设置于尾套筒9内；另一个端部模块的顶端安装有电子元器件套筒1，一个处理电路模块19安装于电子元器件套筒1内，两个端部模块上的电池10相互串联；

在中间模块和端部模块的每个后液缸中，分别设置了一块移动电磁铁6，一个缓冲垫圈4置于移动电磁铁6和后液缸5之间；

所述的可伸缩段位于中间模块和端部模块之间，每个可伸缩段包括：一根两端由挡圈12卡住的龙骨弹簧13，挡圈12分别固定在两两相对前液缸18上，8根伸缩软管16单向开口，开口端与前液缸18的通孔相连，闭口端与相对的前液缸的沉孔相配合，伸缩软管16也用挡圈定位在前液缸18上；

两个端部模块由两块端部接触外皮2包覆，中间模块由中间接触外皮包覆，中间接触外皮与端部接触外皮中间通过伸缩外皮21相连。

机器人的外皮的最上部位还设有上翘弹簧17。

所述的伸缩软管为折叠管。

所述的龙骨弹簧长度为弹簧压紧至最短状态与拉伸至最长状态时长度的平均值。

所述的电磁铁无特定规格，本实用新型专利所采用电磁铁的参考兴达电器XDA型磁铁，其型号格式：XDA‐直径(mm)/长度(mm)。其中，移动电磁铁6型号为XDA‐38/10，端部电磁铁11型号为XDA‐49/20，中间电磁铁15型号为XDA‐50/30，工作电压均为12V左右，电流0.07A。一对互相作用的磁铁之间可以提供30N左右的最大吸力或斥力。

所述的沟槽为内部电子元器件所需用的导线的沟槽。

本蚯蚓式爬行机器人通过电磁铁提供动力，电磁铁可以定制。其中利用到不同型号的电磁铁，按从小到大的方式排序分别为移动电磁铁、端部电磁铁、中间电磁铁。其中移动电磁铁用于驱动液压机构，一共有4块移动电磁铁，每两块分别负责一块伸缩结构。

机器人拥有两块串联的电池，给电磁铁及其他电子元件供电。