[发明专利]蛇形机器人模块化快速拆装防尘防水外壳

说明书

本发明提供了一种蛇形机器人模块化快速拆装防水防尘外壳，属于机器人的技术领域，其包括多个依次连接的关节模块；关节模块包括柔性管、动力组件以及控制板壳组；控制板壳组包括前壳、后壳以及第一密封圈，前壳与后壳卡接相连，当前壳与后壳卡接时，第一密封圈被前壳与后壳夹紧；动力组件包括舵机以及摇臂，舵机和摇臂连接相邻两个关节模块的前壳与后壳；柔性管的两端通过卡箍和第二密封圈与相邻两个关节模块的前壳与后壳密封连接；舵机和摇臂位于柔性管的内侧。本发明解决了蛇形机器人外壳拆装繁琐且不防尘防水的问题。

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，具体涉及一种蛇形机器人模块化快速拆装防水防尘外壳。

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，根据生物蛇的结构特点和运动机理，蛇形机器人的结构均由关节模块构成，模块化设计可以使得蛇形机器人可以灵活的扩展和减少关节模块，组成不同的蛇形机器人。为方便研究人员进行快速灵活的扩展与减少模块，关节模块应具备快速拆装功能，但是目前蛇形机器人外壳模块化设计不理想，拆装繁琐复杂。

在蛇形机器人工作过程中，由于外部环境恶劣，若外壳防护效果不佳，会导致灰尘、水渗入外壳中。灰尘粘附在控制板或驱动电机上形成导电桥，会引起电路短路，还会形成腐蚀性的电解质，破坏电路。在某些情况下蛇形机器人需要进行水下作业，水进入外壳内部，会引起控制板或驱动电机短路，导致机器人故障甚至烧毁。目前大多的蛇形机器人外壳不能防尘防水或防尘防水效果不好。

发明内容

为解决上述问题，即蛇形机器人外壳拆装繁琐且不防尘防水的问题，本发明提供了一种蛇形机器人模块化快速拆装防水防尘外壳，其包括多个依次连接的关节模块；所述关节模块包括柔性管、动力组件以及控制板壳组；所述控制板壳组包括前壳、后壳以及第一密封圈，所述前壳与所述后壳卡接相连，当所述前壳与所述后壳卡接时，所述第一密封圈被所述前壳与所述后壳夹紧；所述动力组件包括舵机以及摇臂，舵机和摇臂连接相邻两个所述关节模块的所述前壳与所述后壳；所述柔性管的两端通过卡箍和第二密封圈与相邻两个所述关节模块的所述前壳与所述后壳密封连接；所述舵机和所述摇臂位于所述柔性管的内侧。

在一些优选实例中,所述控制板壳组还包括设置于所述前壳内的前支撑板和设置于所述后壳内的后支撑板；所述前支撑板和所述后支撑板分别设置有前凸块和后凸块，所述前凸块和所述后凸块上均开设有榫槽，所述摇臂和所述舵机上均固定有与所述榫槽相配合的榫头，所述榫头与所述榫槽采用走马销的配合方式。

在一些优选实例中，所述榫头在所述榫槽内的移动方向与所述舵机输出轴的轴线方向垂直。

在一些优选实例中，所述榫槽的形状设置为可以使榫头沿相垂直的两个方向移动，以进行配合。

在一些优选实例中，所述榫头设置有表示移动方向的标记。

在一些优选实例中，所述前凸块和所述后凸块均可拆卸连接有限位部件，所述限位部件与所述前凸块或所述后凸块连接时，所述限位部件伸入到所述榫槽中以限制所述榫头的移动。

在一些优选实例中，所述摇臂呈“U”型结构，所述舵机伸入到所述摇臂的U形口内，并且所述摇臂的一端与所述舵机的输出轴刚性连接，所述摇臂的另一端与所述舵机回转连接，所述舵机的输出轴转动将带动所述摇臂转动。

在一些优选实例中，所述前壳和所述后壳采用轴孔式的配合结构。

在一些优选实例中，所述柔性管为波纹管。

在一些优选实例中，所述前壳和所述后壳分别设置有与所述柔性管相适配的前管接头和后管接头，所述柔性管的两端通过后密封圈和卡箍与所述前管接头和所述后管接头密封连接。