專利名稱：一種多功能蛇形機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機器人，尤其是涉及一種多功能蛇形機器人。
背景技術(shù)：
蛇形機器人具有穩(wěn)定性好、橫截面小、柔性等特點，能在各種粗糙、陡峭、崎嶇的復(fù) 雜地形上行走，并可攀越障礙物，這是一般機器人難以做到的。但現(xiàn)有蛇形機器人普遍存在 動力供應(yīng)不足，運動速度低，耐高溫性能差，翻倒后不能繼續(xù)前行，在復(fù)雜作業(yè)面工作效率 低，并且工作環(huán)境單一，不能在多種環(huán)境下正常工作運行等缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有蛇形機器人存在的上述缺陷，提供一種穩(wěn)定性更 好，柔性好，防水防塵，耐高溫，可遠程遙控，可以在崎嶇復(fù)雜地形上行走并且能在水、火中 快速穿行的多功能蛇形機器人。
本實用新型的技術(shù)方案是其包括蛇身、行走輪，蛇身由至少8節(jié)蛇體連接組成，
蛇身第一節(jié)蛇體前端與蛇頭連接為一體，第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間設(shè)有爬升機構(gòu)，除
第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間外，其它每節(jié)蛇體之間通過球鉸鏈相互連接，其特征在于，蛇
身的蛇體內(nèi)裝有智能電機；蛇頭內(nèi)安裝有照明燈、氣體分析傳感器、微型攝像頭、測溫儀、溫
度傳感器和自動轉(zhuǎn)向觸角，同截面兩行走輪之間安裝有減摩輪，減摩輪均勻分布于蛇身每
節(jié)蛇體周圍，形成120°分布；蛇身的每節(jié)蛇體周圍設(shè)有均勻分布的氣膜孔，各氣膜孔之間
通過導(dǎo)管連通，蛇身的第一節(jié)蛇體內(nèi)裝有水深測定儀和揚聲器；第三節(jié)蛇體內(nèi)裝有聲音傳
感器；蛇身的最后一節(jié)蛇體內(nèi)裝有測距儀、水泵、氣泵和可拆卸螺旋推進器。 所述智能電機可在每節(jié)蛇體內(nèi)設(shè)置，也可僅在部分蛇體內(nèi)設(shè)置，例如，僅在在奇數(shù)
節(jié)或偶數(shù)節(jié)蛇體內(nèi)設(shè)置。 行走輪宜為點接觸行走輪，行走輪均勻分布于蛇身每節(jié)蛇體周圍，形成120°角分 布。 行走輪側(cè)面形狀宜為球弧面。 自動轉(zhuǎn)向觸角前端和左右都設(shè)有碰觸開關(guān)。 本實用新型采用動車原理，將動力裝置分散，行動速度快，重力分布均勻，行動更 靈活；穩(wěn)定性好，橫截面小，柔性好，翻倒后能繼續(xù)前行，能在多種潮濕、粗糙、崎嶇、陡峭、未 知的復(fù)雜作業(yè)面上自由行走，并具有一定的攀越障礙的能力，且可以在火災(zāi)、礦井爆炸、瓦 斯爆炸、地震、輻射、毒害、水下、未知環(huán)境下穩(wěn)定、高效、長久工作；制造成本低廉。在災(zāi)后救 援，地形勘測、探查、星球探測等方面具有廣泛應(yīng)用前景。

圖1為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示實施例的左視3[0012] 圖3(a)為圖1所示實施例蛇體縱向剖視圖； 圖3(b)為圖3(a)ABCD處的剖視圖; 圖4為圖1所示實施例的爬升機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。 參照圖1、2、3，本實施例其包括蛇身1、行走輪3、減摩輪4，蛇身1由至少8節(jié)蛇體 連接組成，蛇身1第一節(jié)蛇體前端與蛇頭固接為一體，蛇身1的偶數(shù)節(jié)蛇體內(nèi)裝有智能電 機18 ;第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間設(shè)有爬升機構(gòu)2，通過爬升機構(gòu)2可以實現(xiàn)蛇身的上下 爬升與轉(zhuǎn)動；除第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間外，其它蛇體均通過球鉸鏈21相互連接；行 走輪3為點接觸行走輪，輪側(cè)面為球弧面，行走輪3均勻分布于蛇身1每節(jié)蛇體周圍，形成 120°角分布；蛇頭內(nèi)安裝有照明燈16、氣體分析傳感器20、微型攝像頭6、測溫儀8、溫度傳 感器5和自動轉(zhuǎn)向觸角17，減摩輪4安裝于同截面兩行走輪3之間，并均勻分布于蛇身1每 節(jié)蛇體周圍，形成120°角分布；蛇身1的每節(jié)蛇體周圍設(shè)有均勻分布的氣膜孔19，各氣膜 孔之間通過導(dǎo)管連通，蛇身1的第一節(jié)蛇體內(nèi)裝有水深測定儀11和揚聲器15 ;第三節(jié)內(nèi)裝 有聲音傳感器7 ;蛇身1的最后一節(jié)(即蛇尾)蛇體內(nèi)裝有測距儀9、水泵12、氣泵13和可 拆卸螺旋推進器14，當(dāng)在高溫環(huán)境下工作時，可通過導(dǎo)管利用水泵12將高壓水注入蛇身1， 并通過氣膜孔19排到蛇身1外部形成隔熱保護，在廢墟中利用氣泵13通氣，將氣體排放到 狹小空間內(nèi)，可緩解受困于廢墟中人員的呼吸困難。 自動轉(zhuǎn)向觸角17前端和左右都設(shè)有碰觸開關(guān)。 行走輪3側(cè)面形狀為球弧面，便于實現(xiàn)翻倒后繼續(xù)前行。 參照圖4，爬升機構(gòu)包括由大、小直齒輪和錐齒輪組成的齒輪組201，齒輪組201通 過聯(lián)接銷204與配重箱體203聯(lián)接，配重箱體203裝在軸承202內(nèi)圈內(nèi)。智能電機18聯(lián)接 有錐齒輪，并與齒輪組201中的錐齒輪和蛇身軸線在同一平面。 行走輪3為點接觸式，可以減少在惡劣環(huán)境下地面對蛇身的熱傳遞，行走輪3側(cè)面 為球弧面，利于蛇身翻倒時可以繼續(xù)前行；減摩輪4分布在蛇身1的每節(jié)蛇體周圍，以減少 在行進過程中與外界的摩擦。 紅外溫度傳感器5用于搜尋地震后廢墟中的幸存者；微型攝像頭6用于搜集各種 災(zāi)情中的影像信息，便于搜救人員救援；聲音傳感器7能有效將搜尋到的幸存者的聲音信 號反饋給救援人員；測溫儀8能將蛇形機器人附近火場溫度的數(shù)值及時反饋給救災(zāi)人員， 協(xié)助救援人員采取救援措施；測距儀9用于確定蛇身在x、y、z坐標(biāo)上的位置；追蹤儀10用 于跟蹤蛇形機器人，方便操控；水深測定儀11用于掌握機器人在水下的深度；水泵12用于 控制向蛇身充水；氣泵13用于控制向蛇身充氣；可拆卸螺旋推進器14主要應(yīng)用于特殊情 況下在水中提供動力以及控制方向；揚聲器15裝于頭部，用于與受困者對話；照明燈16用 于在黑暗中觀察附近情況，以便探出行進的道路；自動轉(zhuǎn)向觸角17可以在碰到障礙物時反 饋回控制系統(tǒng)并自動轉(zhuǎn)向；智能電機18控制其變速運動，轉(zhuǎn)動角度；氣膜孔19是用于向蛇 身充水或充氣的通道，以便于在必要時向蛇身內(nèi)充水或充氣降低蛇身溫度，充氣功能也可 用于向被困于廢墟中的人員提供氧氣。
本實例工作原理為當(dāng)在一般環(huán)境中工作時，通過裝在蛇頭內(nèi)的攝像頭6傳遞信號給工作人員，進而判斷蛇身前段是否有障礙物，通過控制智能電機18控制行走輪3實現(xiàn) 左右轉(zhuǎn)動，使其順利通過；當(dāng)在特殊環(huán)境(如洞穴、地震廢墟、管道)中工作時，因地形復(fù)雜， 通過攝像頭6并不能很好的控制蛇身，此時裝在第一節(jié)蛇體前邊、左邊、右邊的自動轉(zhuǎn)向觸 角17發(fā)揮作用，當(dāng)前邊有障礙物時，前邊開關(guān)受到碰觸，使爬升機構(gòu)2運作，使蛇身l爬越 障礙物，當(dāng)左邊有障礙物時，左邊開關(guān)受到碰觸，使蛇身1往右轉(zhuǎn)彎，當(dāng)右邊開關(guān)受到碰觸， 使蛇身2往左邊轉(zhuǎn)彎；若在此過程中，蛇身1由于障礙物引起傾倒，則通過行走輪3，使其繼 續(xù)工作前行，這樣，在自動轉(zhuǎn)向觸角17自身碰觸感應(yīng)和攝像頭6控制感應(yīng)的雙向控制下，行 走輪3的配合下，蛇身1能更好的通過復(fù)雜環(huán)境，提高工作效率，同時，配合蛇身1上的減摩 輪4，為受災(zāi)者生還爭取了時間。當(dāng)蛇身l在火災(zāi)中穿行時，蛇身1的每節(jié)蛇體的氣膜孔19 可噴出高壓冷水，形成水膜，對蛇身進行保護，起到隔熱作用，配合蛇身外部的耐高溫材料， 可延長蛇身1在火災(zāi)中的工作時間。
權(quán)利要求一種多功能蛇形機器人，包括蛇身、行走輪，蛇身由至少8節(jié)蛇體連接組成，蛇身第一節(jié)蛇體前端與蛇頭連接為一體，第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間設(shè)有爬升機構(gòu)，除第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間外，其它每節(jié)蛇體之間通過球鉸鏈相互連接，其特征在于，蛇身的蛇體內(nèi)裝有智能電機；蛇頭內(nèi)安裝有照明燈、氣體分析傳感器、微型攝像頭、測溫儀、溫度傳感器和自動轉(zhuǎn)向觸角，同截面兩行走輪之間安裝有減摩輪，減摩輪均勻分布于蛇身每節(jié)蛇體周圍，形成120°分布；蛇身的每節(jié)蛇體周圍設(shè)有均勻分布的氣膜孔，各氣膜孔之間通過導(dǎo)管連通，蛇身的第一節(jié)蛇體內(nèi)裝有水深測定儀和揚聲器；第三節(jié)蛇體內(nèi)裝有聲音傳感器；蛇身的最后一節(jié)蛇體內(nèi)裝有測距儀、水泵、氣泵和可拆卸螺旋推進器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，在奇數(shù)節(jié)或偶數(shù)節(jié)蛇體內(nèi) 設(shè)置有智能電機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，行走輪為點接觸行走 輪，行走輪均勻分布于蛇身每節(jié)蛇體周圍，形成120°角分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，行走輪側(cè)面形狀為球弧面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，行走輪側(cè)面形狀為球弧面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，自動轉(zhuǎn)向觸角前端和左 右都設(shè)有碰觸開關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，自動轉(zhuǎn)向觸角前端和左右 都設(shè)有碰觸開關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能蛇形機器人，其特征在于，自動轉(zhuǎn)向觸角前端和左右 都設(shè)有碰觸開關(guān)。
專利摘要一種多功能蛇形機器人，其包括蛇身、行走輪，蛇身由至少8節(jié)蛇體連接組成，蛇身第一節(jié)蛇體前端與蛇頭連接為一體，第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間設(shè)有爬升機構(gòu)，除第二節(jié)蛇體與第三節(jié)蛇體之間外，其它每節(jié)蛇體之間通過球鉸鏈相互連接，蛇身的蛇體內(nèi)裝有智能電機；蛇頭內(nèi)安裝有照明燈、氣體分析傳感器、微型攝像頭、測溫儀、溫度傳感器和自動轉(zhuǎn)向觸角，同截面兩行走輪之間安裝有減摩輪，蛇身的每節(jié)蛇體周圍設(shè)有均勻分布的氣膜孔，各氣膜孔之間通過導(dǎo)管連通，蛇身的第一節(jié)蛇體內(nèi)裝有水深測定儀和揚聲器；第三節(jié)蛇體內(nèi)裝有聲音傳感器；蛇身的最后一節(jié)蛇體內(nèi)裝有測距儀、水泵、氣泵和可拆卸螺旋推進器。本實用新型穩(wěn)定性好，柔性好，耐高溫，可在崎嶇復(fù)雜地形上行走，且能在水、火中快速穿行。
文檔編號B25J7/00GK201519954SQ200920313939
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者吳湘華, 姜茂華, 曹玉, 歐陽智江, 翟海鵬, 陸振洲, 黃志輝 申請人:曹玉