[發明專利]一種帶有助推裝置的蛇形機器人

在審

• 申請號: 201811257468.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109249380A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 馬書根;孔德天;黃忠;任超
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J9/08;B25J9/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

本發明公開了一種帶有助推裝置的蛇形機器人，包括依次串聯的頭部模塊、若干個關節模塊、尾部模塊；所述頭部模塊與第一個所述關節模塊固定連接，各個相鄰所述關節模塊之間、以及最后一個所述關節模塊與所述尾部模塊之間均通過轉動連接結構能相對轉動地相互連接；各個模塊內部均設有MCU控制器，所述頭部模塊的MCU控制器在接受控制指令后發送控制指令給各個關節模塊、尾部模塊的MCU控制器；所述尾部模塊設置有推進器，所述推進器與所述尾部模塊的MCU控制器相連接。本發明在蛇形機器人能完成仿生運動、具有蜿蜒前進能力的基礎上，在尾部增加推進器，使得蛇形機器人在無法蜿蜒運動的情況下具備運動能力，并在蛇形機器人能夠仿生游動的同時加快運動速度。

技術領域

本發明涉及機械自動化技術，特別涉及一種帶有助推裝置的蛇形機器人。

背景技術

隨著科技的不斷發展，蛇形機器人作為新型可移動的柔性機器人，以其具有多步態運動能力，且能夠適應復雜多變的環境的特點，成為機器人領域的一個研究熱點。特別地，蛇形機器人的易于偽裝、隱蔽性高、結構緊密和高集成化等特點，使其能夠滿足偵察、巡邏等軍事需求。除軍事應用外，蛇形機器人還具有較廣的民用前景，如地震和火災現場搜救、井下毒體檢測、管道檢測、核電站輻射檢查、橋墩侵蝕檢查等，在人員不便進入或難于進入的高危險領域，均可利用低成本的蛇形機器人代替操作人員，妥善地完成指派任務。對于水下蛇形機器人，其穿越狹窄空間以及在部分關節無法擺動時的移動能力一直是一大難題，因此需要一種發明來解決這個問題。

專利CN200810229974.1公開了一種水陸兩棲蛇形機器人，由多個模塊組成，各模塊可相對轉動地相連接，兩相鄰模塊中的一個可相對另一個水平偏轉及仰俯擺動。該裝置雖然能夠實現在水中的自由游動，但是由于單個模塊相對較長，游動不夠靈活；該裝置只能借助身體擺動游動，在狹窄水域或其中某些關節損壞后無法正常游動。

專利CN201410102191.2公開了一種水下蛇形機器人，由多個模塊組成，所述模塊外表面包覆有防水護套，各模塊間固定連接，模塊包括可多方向偏轉的本體及設置在本體兩端部的連接部。該發明雖然可以實現蛇形機器人的水下自由游動，但是無法在使用身體抓取物體的同時進行運動。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種帶有助推裝置的蛇形機器人，在能完成仿生運動、具有蜿蜒前進能力的基礎上，在尾部增加推進器，使得蛇形機器人在無法蜿蜒運動的情況下具備運動能力，并在蛇形機器人能夠仿生游動的同時加快運動速度。

本發明所采用的技術方案是：一種帶有助推裝置的蛇形機器人，包括依次串聯的頭部模塊、若干個關節模塊、尾部模塊，所述頭部模塊與第一個所述關節模塊固定連接，各個相鄰所述關節模塊之間、以及最后一個所述關節模塊與所述尾部模塊之間均通過轉動連接結構能相對轉動地相互連接；所述頭部模塊內設置有頭部MCU控制器，每個所述關節模塊內設置有關節MCU控制器，所述尾部模塊內設置有尾部MCU控制器，所述頭部MCU控制器、若干個關節MCU控制器、尾部MCU控制器依次串聯連接，所述頭部MCU控制器在接受控制指令后發送所述控制指令給各個所述關節MCU控制器和所述尾部MCU控制器；所述尾部模塊設置有推進器，所述推進器與所述尾部MCU控制器相連接，用于在蛇形機器人無法蜿蜒運動的情況下具備運動能力，并在蛇形機器人能夠仿生游動的同時加快運動速度。

進一步的，所述關節模塊還包括殼體、舵機、電池；所述電池分別與所述舵機、關節MCU控制器相連接，為所述舵機、關節MCU控制器供電；所述關節MCU控制器與所述舵機相連接，所述舵機與所述轉動連接結構的轉軸相連接，所述關節MCU控制器在接收所述頭部MCU控制器發送的控制指令后，控制所述舵機運動，所述舵機驅動所述轉軸轉動以帶動與所述轉軸連接的下一個所述關節模塊或所述尾部模塊轉動。

其中，所述舵機的轉動角度范圍為±90°。

進一步的，所述尾部模塊還包括殼體、配平件，所述殼體包括上蓋板和主殼體，所述配平件固定連接在所述主殼體的內底部上。