一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元的制作方法
【專利摘要】該發(fā)明一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種多關(guān)節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)的設(shè)計(jì)方法。該發(fā)明通過(guò)將體節(jié)的動(dòng)力模塊(2)內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)舵機(jī)，兩舵機(jī)的輸出軸相互垂直，通過(guò)電源(4)為舵機(jī)供電；連接頭(1)包括環(huán)形的連接頭本體、分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)的兩組連接臂，連接頭(1)通過(guò)一組連接臂組與動(dòng)力模塊(2)的一個(gè)輸出軸連接；后一個(gè)體節(jié)的空余連接臂組與本體節(jié)的動(dòng)力模塊另一輸出軸連接，實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，從而具有在蛇形機(jī)器人組裝過(guò)程中簡(jiǎn)便、易操作、成本低、便于維修的效果。
【專利說(shuō)明】一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種多關(guān)節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機(jī)器人是一種新興的特種機(jī)器人，它在結(jié)構(gòu)上是一種類似蛇的多體節(jié)重復(fù)結(jié)構(gòu)，具有體節(jié)多，自由度高度冗余的特點(diǎn)。從自然界蛇的分布來(lái)看，海洋，沙漠，等等極端地形都有分布，它可以適應(yīng)各種不同地形，具有地形適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，這對(duì)提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力很有幫助。
[0003]西安電子科技大學(xué)申請(qǐng)?zhí)枮?01310240421.7的發(fā)明專利公開(kāi)了一種《可閉環(huán)控制的多功能水中蛇形機(jī)器人》，其蛇形機(jī)器人包括蛇頭、蛇身、蛇尾，蛇身由多個(gè)體節(jié)構(gòu)成，每個(gè)體節(jié)控制兩個(gè)方向的自由度，每個(gè)體節(jié)又由兩小節(jié)組成，每個(gè)小節(jié)各控制一個(gè)自由度。由于該蛇形機(jī)器人一個(gè)體節(jié)的兩個(gè)小節(jié)各控制一個(gè)自由度，導(dǎo)致其單個(gè)體節(jié)過(guò)長(zhǎng)，機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)半徑過(guò)大，運(yùn)動(dòng)不靈活。
[0004]中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所 申請(qǐng)?zhí)枮?0071015828.2的發(fā)明專利公開(kāi)了《一種水路兩棲蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊》，其蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊包括:舵機(jī)、連接板、扭轉(zhuǎn)板、差動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，整體安裝在外殼內(nèi)，通過(guò)兩個(gè)傘齒輪的同步和差動(dòng)帶動(dòng)第三個(gè)傘齒輪，來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度方向上的運(yùn)動(dòng)，這個(gè)結(jié)構(gòu)使用了多個(gè)傘齒輪，加工復(fù)雜、成本高、安裝精度要求嚴(yán)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足改進(jìn)設(shè)計(jì)了一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，達(dá)到在蛇形機(jī)器人組裝過(guò)程中簡(jiǎn)便、易操作、成本低、便于維修的目的。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是動(dòng)力模塊(2)內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)舵機(jī)，兩舵機(jī)的輸出軸相互垂直，通過(guò)電源(4)為舵機(jī)供電；連接頭(I)包括環(huán)形的連接頭本體和分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)的兩組連接臂，連接頭(I)通過(guò)一組連接臂組與動(dòng)力模塊(2)的一個(gè)輸出軸連接?’另一輸出軸與后一個(gè)體節(jié)的空余連接臂組連接，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。因而本發(fā)明一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元包括:動(dòng)力模塊、連接頭、電路板及電源，其特征在于動(dòng)力模塊內(nèi)部含有主、副兩個(gè)舵機(jī)，其輸出軸相互垂直；連接頭包括連接頭本體、前連接臂組及后連接臂組，其中連接頭本體為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，前、后連接臂組分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)，每組包含兩個(gè)連接臂，一對(duì)后連接臂分別設(shè)置于連接頭本體左右兩側(cè)，一對(duì)前連接臂分別設(shè)置于連接頭本體上下兩側(cè)，設(shè)置于下方的前連接臂與連接頭本體接觸位置設(shè)有用于前后滑動(dòng)的滾珠軸承；連接頭的后連接臂組與動(dòng)力模塊副舵機(jī)連接，電源通過(guò)電路板為主、副舵機(jī)供電。
[0007]動(dòng)力模塊包括主、副舵機(jī)，主、副安裝板，L形支架，其中主舵機(jī)設(shè)置于主安裝板上，其輸出軸與主安裝板垂直；副舵機(jī)設(shè)置于副安裝板上，其輸出軸與副安裝板垂直；主、副安裝板固定在一起形成L形結(jié)構(gòu),再同L形支架固定形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0008]主舵機(jī)通過(guò)齒輪在主安裝板外側(cè)將其輸出軸向副舵機(jī)一側(cè)平移至與副舵機(jī)輸出軸位于同一平面。[0009]電路板包括電源電路和控制電路，電源電路將電源電壓分為5V和3.3V兩路，5V為主、副舵機(jī)供電，3.3V為控制電路供電，控制電路控制主、副舵機(jī)的開(kāi)、關(guān)及轉(zhuǎn)角。
[0010]本發(fā)明一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元通過(guò)在動(dòng)力模塊內(nèi)設(shè)置有兩個(gè)舵機(jī)，兩舵機(jī)的輸出軸相互垂直，通過(guò)電源為舵機(jī)供電；連接頭包括環(huán)形的連接頭本體、分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)的兩組連接臂，連接頭通過(guò)一組連接臂組與動(dòng)力模塊的一個(gè)輸出軸連接；后一個(gè)體節(jié)的空余連接臂組與本體節(jié)的動(dòng)力模塊另一輸出軸連接，從而具有在蛇形機(jī)器人組裝過(guò)程中簡(jiǎn)便、易操作、成本低、便于維修的效果。
[0011]說(shuō)明書(shū)附圖
[0012]圖1為本發(fā)明一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為本發(fā)明動(dòng)力模塊爆炸圖示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明連接頭結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4為本發(fā)明相鄰體節(jié)連接示意圖。
[0016]圖中:1.連接頭，1-1后連接臂組，1-2.連接頭本體，1-3.滾珠軸承，1_4.前連接臂組，2.動(dòng)力模塊，2-1.副舵機(jī)，2-2.副安裝板，2-3.副舵盤，2-4.主舵機(jī)，2-5.主安裝板，2-6.主舵盤,3.電路板,4.電源。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元包括:動(dòng)力模塊、連接頭、電路板及電源，其特征在于動(dòng)力模塊包括主、副舵機(jī)，采用輝盛的MG995，13kg，主、副安裝板，材料為鋁合金，厚度為2.5mm, L形支架,材料為招合金，厚度為2.5mm,其中主舵機(jī)設(shè)置于主安裝板上，其輸出軸與主安裝板垂直；副舵機(jī)設(shè)置于副安裝板上，其輸出軸與副安裝板垂直；主、副安裝板固定在一起形成L形結(jié)構(gòu)，再同L形支架固定形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，主舵機(jī)通過(guò)齒輪在主安裝板外側(cè)將其輸出軸向副舵機(jī)一側(cè)平移一段距離。連接頭包括連接頭本體、前連接臂組及后連接臂組，其中連接頭本體，材料為鋁合金，高度為10mm，厚度為2.5mm，邊長(zhǎng)為86mm的圓角正方形筒狀結(jié)構(gòu)，前、后連接臂組分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)，每組包含兩個(gè)連接臂，一對(duì)后連接臂分別設(shè)置于連接頭本體左右兩側(cè)，一對(duì)前連接臂分別設(shè)置于連接頭本體上下兩側(cè)，設(shè)置于下方的前連接臂與連接頭本體接觸位置設(shè)有型號(hào)為MR83ZZ的滾珠軸承減小平行體節(jié)方向上的摩擦力，所有連接臂的材料均為鋁合金，長(zhǎng)68mm，寬30mm，厚度為
2.5mm,與舵機(jī)連接孔的圓心距連接頭本體56mm,帶滾珠軸承的連接臂長(zhǎng)68mm,寬30,厚度為2.5mm ;連接頭后連接臂組與動(dòng)力模塊副舵機(jī)連接，電源通過(guò)電路板為主、副舵機(jī)供電，電路板包括電源電路和控制電路，電源電路將電源電壓分為5V和3.3V兩路，5V為主、副舵機(jī)供電，3.3V為控制電路供電，控制電路控制主、副舵機(jī)的開(kāi)、關(guān)和轉(zhuǎn)角。
【權(quán)利要求】
1.一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，包括:動(dòng)力模塊、連接頭、電路板及電源，其特征在于動(dòng)力模塊內(nèi)部含有主、副兩個(gè)舵機(jī)，其輸出軸相互垂直；連接頭包括連接頭本體、前連接臂組及后連接臂組，其中連接頭本體為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，前、后連接臂組分別設(shè)置于連接頭本體兩側(cè)，每組包含兩個(gè)連接臂，一對(duì)后連接臂分別設(shè)置于連接頭本體左右兩側(cè)，一對(duì)前連接臂分別設(shè)置于連接頭本體上下兩側(cè)，設(shè)置于下方的前連接臂與連接頭本體接觸位置設(shè)有用于前后滑動(dòng)的滾珠軸承；連接頭后連接臂組與動(dòng)力模塊副舵機(jī)連接，電源通過(guò)電路板為主、副舵機(jī)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，其特征在于動(dòng)力模塊包括:主、副舵機(jī)，主、副安裝板，L形支架，其中主舵機(jī)設(shè)置于主安裝板上，其輸出軸與主安裝板垂直；副舵機(jī)設(shè)置于副安裝板上，其輸出軸與副安裝板垂直；主、副安裝板固定在一起形成L形結(jié)構(gòu),再同L形支架固定形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，其特征在于主舵機(jī)通過(guò)齒輪在主安裝板外側(cè)將其輸出軸向副舵機(jī)一側(cè)平移至與副舵機(jī)輸出軸位于同一平面。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多體節(jié)蛇形機(jī)器人的體節(jié)單元，其特征在于電路板包括電源電路和控制電路，電源電路將電源電壓分為5V和3.3V兩路，5V為主、副舵機(jī)供電，3.3V為控制電路供電，控制電路控制主、副舵機(jī)的開(kāi)、關(guān)及轉(zhuǎn)角。
【文檔編號(hào)】B25J17/00GK103991089SQ201410217818
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】楊平, 施明鑾, 蔣丹, 王叢嶺, 張楠, 楊曉東 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)