[實用新型]具有柔性關節的仿生蝎尾

有效

• 申請號: 201821265784.0
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN208759574U
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 尹小林;韓建英
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J17/00;B25J17/02;B25J19/00;B25J9/00;H02J7/35
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀

具有柔性關節的仿生蝎尾，包括連接架、尾節，還設有彈性關節、尾刺裝置、動力系統、電控裝置；所述連接架、尾節、尾刺裝置依次通過彈性關節相連，所述動力系統固定在尾節的空腔內，通過管線分別與彈性關節、尾刺裝置相連，電控裝置固定在連接架或/和尾節或/和尾刺裝置的空腔內，電控裝置分別與動力系統、彈性關節、尾刺裝置電連接。本實用新型結構簡單，安裝和拆卸方便；可靠性高，擺動動作柔和，關節扭矩大，承載能力高，可方便仿生機械蝎在地震救援、安保防護、軍事偵查、野外探險等方面多用途的使用。

技術領域

本實用新型涉及智能仿生機器人技術領域，具體涉及具有柔性關節的仿生蝎尾。

背景技術

自20世紀50年代以來，人們認識到生物體是創造新技術的重要途徑之一，開始將某些生物的結構特征作為技術創造實用新型的源泉。人們用化學、物理學、數學以及技術模型等手段對生物系統開展深入的研究，促進了生物學的極大發展，對生物體內功能機理的研究也取得了迅速的進展，并將從生物界獲得的知識用來改善舊的或創造新的工程技術裝備。生物學開始跨入技術革新和技術革命的行列，而且首先在自動控制、航空、航海等軍事部門取得了成功。于是生物學和工程技術學科結合在一起，互相滲透孕育出一門新生的科學——仿生學。

仿生學是研究生物系統的結構、特質、功能、能量轉換、信息控制等各種優異的特征，并把它們應用到技術系統，改善已有的技術工程設備，并創造出新的工藝過程、建筑構型、自動化裝置等技術系統的綜合性科學。

在自然生物進化出的、具有獨特特征的結構或構造啟發下，人們已研制出多種實用的智能機械或機器人。

蝎子具有多自由度蝎尾及尾刺，這一獨特結構是經過上億年進化而成，在對攻擊、抓取等仿生機器人功能開發上具有重要的參考價值。

目前，涉及仿蝎尾的機械研究和開發方面的文獻報道不多。

CN201720505618.2公開了一種仿生蝎子偵查機器人，其中所述尾部由多個尾節首尾依次相連構成，位于首位次的尾節的端部與軀干部的后端鉸接，位于末位次的尾節的端部連接有攝像頭。該技術方案的尾部結構存在如下缺陷：（一）動力源集中在仿生機器主體框架上，需由機器人主體框架上的動力系統提供尾部的動力，極易因連接線纜或液壓管道頻繁運動導致磨損而癱瘓；（二）其整體式集中電源布置在仿生機器人主體上，存在充電時間長、充電效率低的問題；（三）仿生尾部的關節所需的連接線纜或/和液壓管道與機器人主體框架須直接連接，拆裝極不方便；（四）其尾部主要完成拍照偵查功能，功能單一；（五）多關節的運動范圍呈平面狀，無法實現多角度運動。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，拆裝方便，自主動力源，多自由度，轉動靈活等多種功能的具有柔性關節的仿生蝎尾帶。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是，具有柔性關節的仿生蝎尾，包括連接架、尾節，還設有彈性關節、尾刺裝置、動力系統、電控裝置；其中尾節的數量≥3個；所述連接架、多個尾節、尾刺裝置依次通過彈性關節相連，所述動力系統固定在尾節的空腔內，通過管線分別與彈性關節、尾刺裝置相連，電控裝置固定在連接架或/和尾節或/和尾刺裝置的空腔內，電控裝置分別與動力系統、彈性關節、尾刺裝置電連接。

進一步，所述彈性關節包括彈性關節套、伸縮膨脹囊、連接伸縮彈簧、傳感器；所述的彈性關節套的兩端固定在尾節上，用于保護內部關節結構，連接伸縮彈簧位于彈性關節中部，用于連接兩端的尾節；所述傳感器布置在彈性關節套周邊的內側或外側，兩端與尾節連接，根據傳感器拉伸信號長短來判斷彈性關節的擺動角度和位置；在連接伸縮彈簧周邊，均勻布置的3個以上伸縮膨脹囊，通過填充/排出氣體或液體，進行伸縮膨脹，從而實現彈性關節在三維空間內的多角度擺動和伸縮。

進一步，所述彈性關節套采用可伸縮的彈性塑料件制成。