[发明专利]蛇形机器人

说明书

本发明属于机器人技术领域，旨在解决现有蛇形机器人地面适应性差、越障能力弱和运动灵活度低的问题，本发明提供了一种蛇形机器人，蛇形机器人包括蛇头组件、蛇身组件和蛇尾组件，蛇头组件和蛇尾组件均包括固定构件、动力机构和行走机构，固定构件与蛇身组件相连，动力机构和行走机构均设置在固定构件上，动力机构与行走机构连接并能够驱动行走机构行走。蛇头组件和蛇尾组件均是主动行走组件，蛇身组件为从动行走组件，通过蛇头组件和蛇尾组件共同驱动，并提供三维变形能力，能够提高蛇形机器人的地面适应性和越障能力，蛇身组件设置为从动行走组件，能够极大地减小蛇形机器人的体积，从而能够提高蛇形机器人的运动灵活度。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体提供一种蛇形机器人。

背景技术

蛇形机器人是仿照生物蛇的结构特点与运动机理而研制出的一种高冗余度的仿生机器人。与传统的足式、轮式等移动机器人相比，蛇形机器人身体细长，运动形式多样，具有较强的地面适应能力，在灾后救援、管道勘察、未知环境侦测、障碍物清除等领域具有广阔的应用前景。

目前，国内外学者均对蛇形机器人进行了大量研究，现有技术中，蛇形机器人结构主要是被动轮式和主动轮式，其中，被动轮式利用身体关节扭动产生的摩擦力驱动蛇形机器人向前运动，该种结构的蛇形机器人地面适应性差且越障能力弱，主动轮式利用驱动电机直接驱动蛇形机器人向前运动，该种结构的蛇形机器人体积大且运动灵活度低。

因此，本领域需要一种新的蛇形机器人来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有蛇形机器人地面适应性差、越障能力弱和运动灵活度低的问题，本发明提供了一种蛇形机器人，蛇形机器人包括蛇头组件、蛇尾组件以及连接于蛇头组件和蛇尾组件之间的蛇身组件，蛇头组件和蛇尾组件均包括固定构件、动力机构和行走机构，固定构件与蛇身组件相连，动力机构和行走机构均设置在固定构件上，动力机构与行走机构连接并能够驱动行走机构行走。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，动力机构包括第一驱动构件和传动构件，第一驱动构件和传动构件均设置在固定构件上，第一驱动构件通过传动构件与行走机构相连以驱动行走机构行走。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，第一驱动构件为第一驱动舵机，传动构件包括主动轮、传动带、从动轮和转动轴，第一驱动舵机的舵盘与主动轮连接，转动轴以转动方式设置在固定构件上，从动轮设置在转动轴上，主动轮通过传动带与从动轮连接，从动轮与行走机构连接。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，行走机构包括支撑轮组和履带，支撑轮组设置在固定构件上，支撑轮组与履带内表面啮合并支撑履带，从动轮与履带啮合或抵靠以驱动履带移动。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，支撑轮组包括多个支撑轮，多个支撑轮均与履带内表面啮合并支撑履带。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，固定构件包括两个侧板和将两个侧板相连的连接板，所述动力机构设置在连接板上且位于两个侧板之间。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，蛇身组件包括多个蛇身模块，多个蛇身模块串联地设置在蛇头组件和蛇尾组件之间。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，蛇身模块包括骨架、第二驱动构件和辅助轮组，第二驱动构件设置在骨架上并且第二驱动构件的输出端与相邻的蛇身模块的骨架相连，辅助轮组环绕固定在骨架的外侧。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，骨架包括环形固定部和连接部，第二驱动构件为第二驱动舵机，第二驱动舵机固定在环形固定部内，第二驱动舵机的输出端与相邻的蛇身模块的骨架的连接部连接，辅助轮组包括多个辅助轮，多个辅助轮呈环形设置在环形固定部上。

在上述蛇形机器人的优选技术方案中，蛇头组件的固定构件通过第一连接件、第二连接件和第二驱动舵机配合与蛇身模块连接，蛇尾组件的固定构件通过第二连接件和第三连接件配合与蛇身模块连接。