[发明专利]一种可断开的蛇形机器人

说明书

本发明涉及一种可断开的蛇形机器人。本发明所述的一种可断开的蛇形机器人，包括：躯干单元、蛇头单元、蛇尾单元和控制单元，所述蛇头单元和所述蛇尾单元分别连接在所述躯干单元的两端，所述躯干单元包括若干个相连的关节，每个所述关节可通过控制单元控制断开。在工作过程中，躯干单元受到损伤或阻碍时，关节能够断开，蛇头部至断开处一段还能在一定范围内继续前进工作，可用于复杂环境的侦查、探测、地震后的搜救等人难以进入的环境中作业。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种仿生蛇形机器人。

背景技术

仿生学的诞生是建筑在机械学、生物科学的以及与电子学的相互渗透的基础上。是一门涉及广阔领域的综合性的边缘学科。蛇形机器人是仿生学领域的一种，是一种高冗余自由度的转动机器人，可以采取灵活多变的转动方式在多种复杂地形上完成转动，具有良好的转动稳定性和很强的环境适应能力，在军事、医疗、救灾等领域有着广阔的应用前景。而且，蛇形机器人还具有探测和侦查等多种功能，所以非常适用于特殊环境下工作，比如地震灾害现场的搜救活动、航空航天领域的行星表面探测工作、水下探测任务等；也可以作为管道机器人、特殊环境下作为特种移动机器人等。

然而，现有蛇形机器人都是一体的蛇形机器人，在遇到突发状况导致蛇形机器人躯干受到外力阻碍无法前进时，无法做到在关节处断开，导致蛇形机器人无法正常工作。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服现有蛇形机器人的缺陷，提供一种可断开的蛇形机器人，其躯干单元能从任一关节处断开，断开后仍能继续作业。

一种可断开的蛇形机器人，包括躯干单元、蛇头单元、蛇尾单元、控制单元；所述躯干单元包括若干个相连的关节；每个所述关节包括连接机构、驱动机构；所述连接机构具有连接和断开两种状态；所述驱动机构的一端与所述连接机构的一端相连，另一端与相邻的关节的连接机构的一端相连；所述驱动机构能够驱动所述关节在一个自由度的转动，每两个相邻的关节能够实现在两个自由度的转动；

所述蛇头单元和所述蛇尾单元分别连接所述躯干单元的两端；

所述控制单元包括若干个关节控制机构，所述关节控制机构分别设置在所述关节内，用于控制所述连接机构的连接或断开，和用于控制所述驱动机构的转动。

本发明所述的可断开的蛇形机器人，正常情况下关节呈一体状态，在突发情况下，机器人躯干受到外力阻碍时，关节的连接机构可以切换到断开状态，蛇头单元至断开处一段还能继续工作，可用于复杂环境的一定范围内侦查、探测、地震后的搜救等人难以进入的环境中作业。

进一步地，所述连接机构包括内壳、第一连接件、双轴电机、两个螺旋丝杆、两个传动块、第二连接件；所述内壳呈矩形圈状；所述第一连接件的两端分别与所述内壳的相对的两个侧壁连接；所述双轴电机固定连接在所述第一连接件上，所述双轴电机的两个输出轴分别朝向所述内壳的另外相对的两个侧壁；两个所述螺旋丝杆的一端分别与所述双轴电机的两个输出轴固接；两个所述传动块上设有螺纹孔，两个所述传动块的一端能够通过所述螺纹孔分别与两个所述螺旋丝杆螺纹连接；所述第二连接件呈U型，所述第二连接件与所述第一连接件相对正交设置，所述第二连接件包括连接部和位于所述连接部两端的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁上分别设有容纳腔，所述第一侧壁上的容纳腔与所述第二侧壁上的容纳腔的开口相对设置，所述第二连接件通过第一侧壁的容纳腔和第二侧壁的容纳腔分别容纳两个所述传动块的另一端，且分别与两个所述传动块滑动连接；所述第二连接件的第一侧壁和第二侧壁能够通过两个所述传动块与两个所述螺旋丝杆的相对运动，使所述第二连接件的第一侧壁和第二侧壁能够与两个所述螺旋丝杆间接连接或间接断开；所述驱动机构的一端与所述第二连接件的连接部固接，另一端与相邻的关节的第一连接件固接，两个所述相邻的关节的两个所述第一连接件相对正交设置；所述驱动机构还与所述内壳的相对的两个侧壁连接，所述驱动机构在所述第二连接件的第一侧壁和第二侧壁能够与两个所述螺旋丝杆间接连接或间接断开时能够相应驱动或中断所述内壳在一个自由度的转动。