[發(fā)明專利]一種仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011058580.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN112356015B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金晨曦;趙躍鵬;左金釗;吳小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/06
• 分類號(hào): B25J9/06;B25J19/02
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈留興

本發(fā)明涉及一種仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人，包括攝像裝置、仿生蛇頭、蛇身關(guān)節(jié)和蛇尾，所述攝像裝置位于所述仿生蛇頭上，所述蛇身關(guān)節(jié)連接所述仿生蛇頭和所述仿生蛇尾；所述蛇身關(guān)節(jié)包括驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向裝置、控制器和支架；所述控制器分別控制所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人的直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)向。本申請(qǐng)的仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人可以在狹窄的空間內(nèi)前行并完成探測(cè)作業(yè)，具有運(yùn)動(dòng)靈活、工作可靠、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蛇形機(jī)器人，具體涉及一種仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人。

背景技術(shù)

近些年來，機(jī)器人的研究領(lǐng)域十分火熱，研究方向也多種多樣，特別是仿生技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合，使得機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)模式有了更多種選擇，運(yùn)動(dòng)性能也有了較大的突破，仿生機(jī)器人因此越來越受眾多關(guān)注。

蛇形機(jī)器人是當(dāng)前仿生機(jī)器人研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一，依據(jù)生物蛇的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性設(shè)計(jì)而成，具有優(yōu)良的性能。蛇因其獨(dú)特的無附肢運(yùn)動(dòng)方式，非常適合于在條件惡劣而又復(fù)雜多變的環(huán)境中生存，具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，若能使機(jī)器人具有這種運(yùn)動(dòng)能力，將會(huì)極大提高機(jī)器人的應(yīng)用。

目前，雖然蛇形機(jī)器人的種類多種多樣，但其研究方向大多著手于如何實(shí)現(xiàn)蛇的蜿蜒運(yùn)動(dòng)，而蜿蜒運(yùn)動(dòng)具有一定的局限性，僅適用于寬闊的空間內(nèi)，無法在狹窄的空間內(nèi)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。因此在實(shí)際的科學(xué)勘探偵測(cè)作業(yè)中，往往存在著探測(cè)盲區(qū)，對(duì)許多科學(xué)偵測(cè)任務(wù)帶來了較大的困擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述背景的不足，提供一種仿生蛇形機(jī)器人，該機(jī)器人既能在寬闊的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)蜿蜒運(yùn)動(dòng)，又可在狹窄的環(huán)境中通過拱起蛇身進(jìn)行蠕動(dòng)，其形態(tài)較小并且具有運(yùn)動(dòng)靈活、工作可靠的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人，其特征在于，包括：攝像裝置、仿生蛇頭、蛇身關(guān)節(jié)和仿生蛇尾，其中所述攝像裝置位于所述仿生蛇頭上，其包括攝像頭和電源，所述蛇身關(guān)節(jié)連接所述仿生蛇頭和所述仿生蛇尾；所述蛇身關(guān)節(jié)包括驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向裝置、控制器和支架；所述控制器分別控制所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)仿生蛇形蠕動(dòng)機(jī)器人的直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步地；所述支架包括前支架和后支架。所述支架由四段舵機(jī)支架連接而成，起到固定舵機(jī)的作用；舵機(jī)均固定于支架內(nèi)端，外端帶動(dòng)舵盤的轉(zhuǎn)動(dòng)；

進(jìn)一步地；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括蠕動(dòng)板、第一舵機(jī)和第一舵盤；所述第一舵機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)軸和第一舵盤與所述蠕動(dòng)板固定，所述第一舵機(jī)設(shè)置在后支架內(nèi)側(cè)，所述第一舵盤設(shè)置在后支架外側(cè)；所述蠕動(dòng)板包括相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)蠕動(dòng)板，可以提高移動(dòng)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地；所述第一舵盤內(nèi)圈均固定于所述第一舵機(jī)的轉(zhuǎn)軸上；所述蠕動(dòng)板的一端均固定于第一舵盤的外圈，所述第一舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述第一舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而引起所述蠕動(dòng)板上下擺動(dòng)。

進(jìn)一步地；兩所述蠕動(dòng)板的另一端經(jīng)彈性繩索連接形成閉環(huán)封口，所述蠕動(dòng)板上下擺動(dòng)時(shí)，所述彈性繩索會(huì)隨著擺動(dòng)幅度的大小作出適應(yīng)性的彈性調(diào)。所述繩索具有一定的彈性，可隨蠕動(dòng)板上下擺動(dòng)，并且能避免擺動(dòng)過程中與連接板發(fā)生剛性碰撞而造成故障。進(jìn)而提高移動(dòng)穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地；所述轉(zhuǎn)向裝置包括連接板、第二舵盤和第二舵機(jī)；所述第二舵機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)軸與所述第二托盤固定；所述連接板的兩端分別固定于所述第二托盤上，所述連接板用于連接同一蛇身關(guān)節(jié)內(nèi)的兩個(gè)支架，其兩端均固定于舵盤之上，隨舵盤的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而控制蛇身關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。所述連接板包括上連接板和下連接板。

進(jìn)一步地；所述第一舵機(jī)設(shè)置在后支架內(nèi)，所述第二舵機(jī)分別設(shè)置在后支架和前支架內(nèi)。

進(jìn)一步地；所述控制器每節(jié)蛇身有兩個(gè)，分為前控制器和后控制器，分別固定于連接板上，用于控制所述第一舵機(jī)和所述第二舵機(jī)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速。其中下端控制器控制前一關(guān)節(jié)支架內(nèi)的四個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，上端控制器控制后一關(guān)節(jié)支架內(nèi)的兩個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者的共同作用決定蛇身的前進(jìn)或轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。