[发明专利]一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人

说明书

本发明公开了一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人，属于仿生机器人领域。它包括机器蛇头、第一蛇身、第二蛇身和机器蛇尾；机器蛇头采用蛇头关节与第一蛇身相连，第一蛇身采用蛇身关节与第二蛇身相连，第二蛇身采用蛇尾关节与机器蛇尾相连；第一蛇身的前端装设有第一电机，第二蛇身的前端装设有第二电机；第一电机或第二电机为舵机或步进电机，第一电机和第二电机同步反向转动。本发明的机器人关节柔性更好，运动姿态更接近于蛇的运动姿态，且耗能低。

技术领域

本发明主要涉及仿生机器人领域，特指一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人。

背景技术

特殊机器人，尤其是“无足”机器人，能够在辐射、剧毒、黑暗或狭小管道等不适宜人类工作的场合，具有广泛的应用前景。现有的仿生机器人均具有刚性关节，即关节无法伸缩，这样的机器人难以模拟生物蛇的运动姿态，在非定点工程中能难以帮助人类完成需要完成的工作。因此，设计一种具有蛇姿态运动的仿生机器人具有一定的意义。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种高度弯曲前进、具有柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人，包括机器蛇头、第一蛇身、第二蛇身和机器蛇尾，所述机器蛇头采用蛇头关节与所述第一蛇身相连，所述第一蛇身采用蛇身关节与所述第二蛇身相连，所述第二蛇身采用蛇尾关节与所述机器蛇尾相连。

所述蛇头关节包括蛇头关节弹簧A和蛇头关节弹簧B；所述蛇头关节弹簧A的一端与所述机器蛇头的后端左侧相连，其另一端与所述第一蛇身前端左侧相连；所述蛇头关节弹簧B的一端与所述机器蛇头的后端右侧相连，其另一端与所述第一蛇身的前端右侧相连；所述蛇头关节弹簧A和所述蛇头关节弹簧B为两种类型不同的弹簧，一种为螺旋压缩弹簧，另一种为扭转弹簧。

所述蛇身关节包括蛇身关节弹簧A和蛇身关节弹簧B；所述蛇身关节弹簧A的一端与所述第一蛇身的后端左侧相连，其另一端与所述第二蛇身的前端左侧相连；所述蛇身关节弹簧B的一端与所述第一蛇身的后端右侧相连，其另一端与所述第二蛇身的前端右侧相连；所述蛇身关节弹簧A和所述蛇身关节弹簧B为两种类型不同的弹簧，一种为螺旋压缩弹簧，另一种为扭转弹簧。

所述蛇尾关节包括蛇尾关节弹簧A和蛇尾关节弹簧B；所述蛇尾关节弹簧A的一端与所述第二蛇身的后端左侧相连，其另一端与所述机器蛇尾的前端左侧相连；所述蛇尾关节弹簧B的一端与所述第二蛇身的后端右侧相连，其另一端与所述机器蛇尾的前端右侧相连；所述蛇尾关节弹簧A和所述蛇尾关节弹簧B为两种类型不同的弹簧，一种为螺旋压缩弹簧，另一种为扭转弹簧。

所述蛇头关节、蛇身关节、蛇尾关节中的所述螺旋压缩弹簧与所述扭转弹簧交叉布置。

所述第一蛇身的前端装设有第一电机，所述第二蛇身的前端装设有第二电机；所述第一电机或所述第二电机为舵机或步进电机；所述第一电机和所述第二电机同步反向转动。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人，具有四部分与三个柔性关节，从而使得其运动曲线更加任意，更加接近于蛇的运动姿态。

(2)本发明的一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人，采用螺旋压缩弹簧与扭转弹簧并联的方式组成运动关节，且两种类型的弹簧交叉安装，从而使得两个电机驱动蛇身在水平面内更加容易转向，弹簧变形储存势能，并通过反向转动带动整个机器人前进。由此可知，本发明的机器人关节柔性更好，运动姿态更接近于蛇的运动姿态，且耗能低。

附图说明

图1是本发明的一种基于柔性伸缩关节的蛇形仿生机器人的结构示意图。