本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種柔性傳動的主動多輪蛇形機器人。

背景技術(shù)：

目前，公知的蛇形機器人具有橫截面小、柔性高等特點，能在各種粗糙、陡峭、崎嶇的復(fù)雜地形上行走，并可攀爬障礙物，目前，世界上許多國家對蛇形機器人都有很深的研究，包括美國、日本、德國等國家，機械式蛇形機器人得到較大程度的發(fā)展，在發(fā)展過程中機械式蛇形機器人的靈活性和機動性得到較大程度的增強。

蛇形機器人可廣泛的用于星際探索、軍事偵察、考古、管道檢查維修、電路線路維修、救援等領(lǐng)域。但是，一般的蛇形機器人用于一些復(fù)雜地形時容易發(fā)生側(cè)翻，并且速度較慢。一定程度上降低了工作效率，容易導(dǎo)致錯過搶險救援的最佳時機。

中國專利申請?zhí)枺?01310144874.X， 申請日：2013.04.24 ，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種蛇形機器人， 該申請案公開了一種蛇形機器人，包括若干首尾連接的蛇形機器單元，所述蛇形機器單元包括一個鱗片套筒和一個主套筒；設(shè)置在主套筒內(nèi)依次排列的偏轉(zhuǎn)舵機組件、往復(fù)平移舵機組件、以及連接有舵盤連接器的回轉(zhuǎn)舵機組件；所述主套筒上固定有若干滾輪組件，所述鱗片套筒內(nèi)壁與滾輪組件接觸，并套在所述主套筒外；所述主套筒上設(shè)有一個滑動槽，所述滑動槽內(nèi)設(shè)有一與往復(fù)平移舵機組件配接并能在往復(fù)平移舵機組件的驅(qū)動下在滑動槽內(nèi)做往復(fù)運動的撥叉；所述鱗片套筒與撥叉固定。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：對高壓輸電線路的纏繞姿態(tài)要求低，可以實現(xiàn)對高壓輸電線路的高效攀爬，但是本發(fā)明采用多組舵機控制方向，多組電機傳送動力，耗費能源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種蛇形機器人，該機器人不僅能防止側(cè)翻、速度快、采用一個電機就可傳輸動力。

技術(shù)方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種柔性傳動的主動多輪蛇形機器人，由多個機器人單節(jié)組成，多個機器人單節(jié)通過動力輸出軸和前安裝法蘭首尾相連，動力源安裝在機器人尾部，所述的機器人單節(jié)包括輪子、運動單元和轉(zhuǎn)向單元，所述的機器人單節(jié)的數(shù)量為5-8個，所述的轉(zhuǎn)向單元固定在機架Ⅰ上；

所述的運動單元包括齒輪傳動機構(gòu)和帶傳送機構(gòu)，所述的齒輪傳動機構(gòu)包括軸承座、大錐齒輪、小錐齒輪、蝸桿、蝸輪、齒輪Ⅰ、齒輪Ⅱ、機架Ⅰ、機架Ⅱ和機罩，所述的軸承座固定安裝在機架Ⅱ，所述的大錐齒輪與大錐齒輪軸固定聯(lián)接，所述的小錐齒輪與蝸桿固定聯(lián)接，大錐齒輪與小錐齒輪嚙合，所述的蝸桿、蝸輪、齒輪Ⅰ和齒輪Ⅱ裝配在機架Ⅰ和機架Ⅱ內(nèi)，所述的蝸輪和齒輪Ⅰ與軸Ⅲ固聯(lián)，機架Ⅰ和機架Ⅱ蓋合固定，機罩套固在機架Ⅰ和機架Ⅱ上，所述的蝸桿與蝸輪嚙合，所述的齒輪Ⅰ與齒輪Ⅱ嚙合，齒輪Ⅱ套固在軸Ⅰ上，所述的帶傳送機構(gòu)包括傳動帶、帶輪Ⅰ、帶輪Ⅱ、軸Ⅰ、軸Ⅱ和車輪支架，所述的帶輪Ⅰ固定聯(lián)接在軸Ⅱ上，軸Ⅱ固定聯(lián)接在車輪支架上，所述的輪子裝配在軸Ⅱ上，輪子和軸Ⅱ裝配在車輪支架內(nèi)，所述的帶輪Ⅱ固定聯(lián)接在軸Ⅰ上，所述的帶輪Ⅱ與帶輪Ⅰ通過傳動帶傳送動力；

所述的轉(zhuǎn)向單元包括絲桿、旋轉(zhuǎn)塊、電機安裝座、步進電機、旋轉(zhuǎn)軸、萬向聯(lián)軸器、動力輸出軸、前安裝法蘭、曲柄和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體，所述的旋轉(zhuǎn)軸安裝在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體上，電機安裝座安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，步進電機固定在電機安裝座上，步進電機的傳動軸與絲桿連接，絲桿與旋轉(zhuǎn)塊連接，旋轉(zhuǎn)塊固聯(lián)在曲柄上，所述的萬向聯(lián)軸器安裝在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體內(nèi)，萬向聯(lián)軸器第一端與動力輸出軸連接，前安裝法蘭裝配在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體上；

所述的動力源包括驅(qū)動電機和大錐齒輪軸，所述的驅(qū)動電機固定在機罩內(nèi)，所述的大錐齒輪軸一端與驅(qū)動電機的傳動軸連接，大錐齒輪軸的另一端與萬向聯(lián)軸器第二端連接。

更進一步地說，所述的大錐齒輪軸通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機的傳動軸連接。

更進一步地說，所述的轉(zhuǎn)向單元的旋轉(zhuǎn)角度為-60——60度。

更進一步地說，所述的動力源中的驅(qū)動電機只有1個，驅(qū)動電機安裝在機器人尾部。

更進一步地說，所述的一個機器人單機包括六個輪子。

更進一步地說，所述的機罩為正六邊形，所述的車輪支架設(shè)在機架的六個面上。

有益效果

采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

1.本發(fā)明具有強大的驅(qū)動力，使得機器人在復(fù)雜的路面也可快速運動。

2.本發(fā)明利用了蝸輪蝸桿的自鎖性，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿，避免了機器人在非控制情況下的打滑。

3.本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的前進、后退、轉(zhuǎn)彎、翻轉(zhuǎn)、檢測裝置的定位檢測等復(fù)雜運動。

4.本發(fā)明的每個機架的六個邊各含有一個輪子，避免了機器人在發(fā)生側(cè)翻后不能工作的情況。

5.本發(fā)明只需一個驅(qū)動電機傳輸動力，可以節(jié)省能源。

6.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向單元通過步進電機控制絲桿來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，機器人轉(zhuǎn)彎角度在-60——60度之間。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步描述：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明單節(jié)內(nèi)部等軸側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明單節(jié)主視圖；

圖4為本發(fā)明A向剖視圖；

圖5為本發(fā)明B向剖視圖；

圖6為本發(fā)明C向剖視圖；

圖7為本發(fā)明單節(jié)效果圖；

圖8為本發(fā)明萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的整體剖視圖；

示意附圖說明：

1-絲桿；2-旋轉(zhuǎn)塊；3-電機安裝座；4-步進電機；5-軸承座；6-傳動帶；7-輪子；8-旋轉(zhuǎn)軸；9-萬向聯(lián)軸器；10-動力輸出軸；11-前安裝法蘭；12-曲柄；13-轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體；14-大錐齒輪軸；15-大錐齒輪；16-小錐齒輪；17-蝸桿；18-蝸輪；19-齒輪Ⅰ；20-齒輪Ⅱ；21-機架Ⅰ；22-機架Ⅱ；23-機罩；24-帶輪Ⅰ；25-帶輪Ⅱ；26-軸Ⅰ；27-軸Ⅱ；28-車輪支架；29-軸Ⅲ；30-萬向聯(lián)軸器第一端；31-萬向聯(lián)軸器第二端；32-驅(qū)動電機。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達成目的及功效，下面將結(jié)合實施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。

本發(fā)明的柔性傳動的主動多輪蛇形機器人包括絲桿1、旋轉(zhuǎn)塊2、電機安裝座3、步進電機4、軸承座5、傳動帶6、輪子7、旋轉(zhuǎn)軸8、萬向聯(lián)軸器9、動力輸出軸10、前安裝法蘭11、曲柄12、轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體13、大錐齒輪軸14、大錐齒輪15、小錐齒輪16、蝸桿17、蝸輪18、齒輪Ⅰ19、齒輪Ⅱ20、機架Ⅰ21、機架Ⅱ22、機罩23、帶輪Ⅰ24、帶輪Ⅱ25、軸Ⅰ26、軸Ⅱ27、車輪支架28、軸Ⅲ29、萬向聯(lián)軸器第一端30、萬向聯(lián)軸器第二端31、驅(qū)動電機32。

機器人由多個機器人單節(jié)通過前安裝法蘭11和動力輸出軸10首尾相連，動力源安裝在機器人尾部，所述的機器人單節(jié)包括輪子7、運動單元和轉(zhuǎn)向單元，所述的運動單元的數(shù)量為5-8個，所述的運動單元的機架Ⅰ21上固定轉(zhuǎn)向單元。

所述的運動單元包括齒輪傳動機構(gòu)和帶傳送機構(gòu)，所述的齒輪傳動機構(gòu)包括軸承座5、大錐齒輪15、小錐齒輪16、蝸桿17、蝸輪18、齒輪Ⅰ19、齒輪Ⅱ20、機架Ⅰ21、機架Ⅱ22和機罩23，所述的軸承座5固定安裝在機架Ⅱ22，所述的大錐齒輪15與大錐齒輪軸14固定聯(lián)接，所述的小錐齒輪16與蝸桿17固定聯(lián)接，大錐齒輪15與小錐齒輪16嚙合，所述的蝸桿17、蝸輪18、齒輪Ⅰ19和齒輪Ⅱ20裝配在機架Ⅰ21和機架Ⅱ22內(nèi)，所述的蝸輪18和齒輪Ⅰ19與軸Ⅲ29固聯(lián)，機架Ⅰ21和機架Ⅱ22蓋合固定，機罩23套固在機架Ⅰ21和機架Ⅱ22上，所述的蝸桿17與蝸輪18嚙合，所述的齒輪Ⅰ19與齒輪Ⅱ20嚙合，齒輪Ⅱ20套固在軸Ⅰ26上，所述的帶傳送機構(gòu)包括帶輪Ⅰ24、帶輪Ⅱ25、軸Ⅰ26、軸Ⅱ27和車輪支架28，所述的帶輪Ⅰ24固定聯(lián)接在軸Ⅱ27上，軸Ⅱ27固定聯(lián)接在車輪支架28上，所述的輪子7裝配在軸Ⅱ27上，輪子7和軸Ⅱ27裝配在車輪支架28內(nèi)，所述的帶輪Ⅱ25固定聯(lián)接在軸Ⅰ26上，所述的帶輪Ⅱ25與帶輪Ⅰ24通過傳動帶6傳送動力。

所述的轉(zhuǎn)向單元包括絲桿1、旋轉(zhuǎn)塊2、電機安裝座3、步進電機4、旋轉(zhuǎn)軸8、萬向聯(lián)軸器9、動力輸出軸10、前安裝法蘭11、曲柄12和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體13，所述的旋轉(zhuǎn)軸8安裝在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體13上，電機安裝座3安裝在旋轉(zhuǎn)軸8上，步進電機4固定在電機安裝座3上，步進電機4的傳動軸與絲桿1連接，絲桿1與旋轉(zhuǎn)塊2連接，旋轉(zhuǎn)塊2固聯(lián)在曲柄12上，所述的萬向聯(lián)軸器9安裝在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體13內(nèi)，萬向聯(lián)軸器第一端30與動力輸出軸10連接，前安裝法蘭11裝配在轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)箱體13上，前安裝法蘭11與機器人單節(jié)相連。

所述的動力源包括驅(qū)動電機32和大錐齒輪軸14，所述的驅(qū)動電機32固定在機罩23內(nèi)所述的大錐齒輪軸14一端與驅(qū)動電機32的傳動軸連接，大錐齒輪軸14的另一端與萬向聯(lián)軸器第二端31連接。

所述的大錐齒輪軸14通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機32的傳動軸連接。所述的轉(zhuǎn)向單元的旋轉(zhuǎn)角度為-60——60度。所述的動力源中的驅(qū)動電機32只有1個，驅(qū)動電機32安裝在機器人尾部。所述的一個運動單元包括6個輪子、6個帶傳動機構(gòu)和6個齒輪傳動機構(gòu)。所述的機罩23為正六邊形，所述的車輪支架28設(shè)在機架的六個面上。

本發(fā)明采用一個驅(qū)動電機32為運動單元傳輸動力，采用蝸輪蝸桿傳動方式以及獨特的機械結(jié)構(gòu)將驅(qū)動電機32產(chǎn)生的動力傳輸?shù)礁鱾€運動單元上，運動單元通過帶傳動機構(gòu)帶動輪子7轉(zhuǎn)動，采用多組輪子7可以防止機器人側(cè)翻而使機器人不能工作，本裝置的轉(zhuǎn)向單元可以通過調(diào)節(jié)步進電機4的正反轉(zhuǎn)來控制絲桿1的正反轉(zhuǎn)，從而帶動旋轉(zhuǎn)塊2旋轉(zhuǎn)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)塊2的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸8也隨之進行旋轉(zhuǎn)，所述的轉(zhuǎn)向單元C的旋轉(zhuǎn)角度為-60——60度，即向左可以旋轉(zhuǎn)60度，向右可以旋轉(zhuǎn)60度。

本發(fā)明可以在搶險、考古、管道檢查維修、消防、救災(zāi)、地質(zhì)勘探、軍事等諸多場合得到廣泛應(yīng)用。一種蝸桿傳動主動多輪防側(cè)翻小車，可以代替人去完成一些危險、復(fù)雜的動作，能夠繞過障礙達到指定位置。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。