一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面包覆有防水護(hù)套，所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接。本實(shí)用新型具有多方向靈活偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)能力，非常適合在水下工作。
【專利說明】一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機(jī)器人以其高度的環(huán)境適應(yīng)能力，成為近年來的研究熱點(diǎn)。在野外探測(cè)及偵查任務(wù)中，需要蛇形機(jī)器人具有在水中運(yùn)動(dòng)的能力，因而水下蛇形機(jī)器人具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值和研究意義。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，涉及水下蛇形機(jī)器人的如沈陽自動(dòng)化研究所探查者III，即專利號(hào)為200810229974.1的中國專利所公開的一種水陸兩棲蛇形機(jī)器人，由多個(gè)模塊組成，各模塊可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相連接，兩相鄰模塊中的一個(gè)可相對(duì)另一個(gè)水平偏轉(zhuǎn)及俯仰運(yùn)動(dòng)，每個(gè)模塊由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)和減速齒輪以及錐齒輪組成，每個(gè)模塊具有兩個(gè)自由度。但是上述水陸兩棲機(jī)器人的單個(gè)模塊是剛性的不能彎曲，雖能夠?qū)崿F(xiàn)在水中自由游動(dòng)，但由于單個(gè)模塊相對(duì)較長(zhǎng)，不能實(shí)現(xiàn)柔順靈活運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的克服現(xiàn)有蛇形機(jī)器人模塊的不足，提出一種具有很強(qiáng)靈活度的水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面設(shè)置有防水護(hù)套。
[0006]所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接；
[0007]所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機(jī)、通過所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有通孔，所述通孔中心線與所述繞線輪中心線相交，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述通孔及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
[0008]上述技術(shù)方案中，設(shè)置在本體兩端部的兩個(gè)連接部端口可以互相卡合，并且在端口兩側(cè)面各有一個(gè)封蓋，便于軸承座的裝配同時(shí)保持了外殼表面的近似圓柱面。
[0009]進(jìn)一步技術(shù)方案，所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動(dòng)連接點(diǎn)下方。
[0010]所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
[0011]上述技術(shù)方案中，外殼內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個(gè)引導(dǎo)孔，兩根導(dǎo)線柱的通孔分別正對(duì)兩個(gè)繞線槽，繞線槽上的兩根繩線分別穿過各相應(yīng)的通孔、引導(dǎo)孔再穿過各空心環(huán)上的導(dǎo)線孔最終固定在最末端的空心環(huán)上。[0012]進(jìn)一步技術(shù)方案，所述伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)所述繞線輪，所述繞線輪與所述蝸輪同軸連接。
[0013]進(jìn)一步技術(shù)方案，所述外殼為圓柱形。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理，模塊上設(shè)置有本體及兩個(gè)連接部，在連接部?jī)?nèi)設(shè)置有伺服電機(jī)及繞線輪，伺服電機(jī)帶動(dòng)繞線輪旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而模塊上設(shè)置有兩個(gè)連接部，本體內(nèi)總共均布有4條繩線，通過伺服電機(jī)對(duì)繞線輪的控制可以使本體多方向偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)。
[0015]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本實(shí)用新型本身可以多方向偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)，靈活性非常強(qiáng)；
[0017]2、本實(shí)用新型整體呈圓柱形，在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，水流對(duì)其阻力較小，能夠更靈活的運(yùn)動(dòng)；
[0018]3、本實(shí)用新型通過伺服電機(jī)帶動(dòng)繞線輪轉(zhuǎn)動(dòng)，控制更精確，通過控制使得本體的偏轉(zhuǎn)更靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型連接部結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0021]圖3為本實(shí)用新型連接部結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0022]圖4為本實(shí)用新型連接部結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0023]圖5為本實(shí)用新型外殼結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中:1、本體；2、連接部；11、空心環(huán)；12、活動(dòng)連接點(diǎn)；13、導(dǎo)線孔；21、外殼；22、伺服電機(jī)；23、繞線輪；24、導(dǎo)線柱；25、封蓋；26、引導(dǎo)孔；27、蝸輪；28、蝸桿；231、繞線槽；241、通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0026]實(shí)施例一:
[0027]如圖1-5所示，一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體I及設(shè)置在本體I兩端部的連接部2。
[0028]本體I包括多個(gè)空心環(huán)11，空心環(huán)11均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)12，其中相對(duì)的兩個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)12設(shè)置在空心環(huán)11上表面，另兩個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)12設(shè)置在空心環(huán)11下表面，相鄰的空心環(huán)11通過活動(dòng)連接點(diǎn)12活動(dòng)連接；
[0029]連接部2包括外殼21、設(shè)置在外殼21內(nèi)的伺服電機(jī)22、通過伺服電機(jī)22驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽231的繞線輪23、纏繞在繞線槽231內(nèi)的繩線34、固定設(shè)置在外殼21內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱24，導(dǎo)線柱24末端設(shè)置有通孔241，通孔241中心線與繞線輪23中心線相交，繩線34 —端纏繞在繞線輪23上，繩線34的另一端通過通孔241及本體I固定在本體I末端，繞線輪23上的兩條繩線34繞向相反。
[0030]外殼21為圓柱形。[0031]設(shè)置在本體I兩端部的兩個(gè)連接部2端口可以互相卡合，并且在端口兩側(cè)面各有一個(gè)封蓋25，便于軸承座的裝配同時(shí)保持了外殼21表面的近似圓柱面。
[0032]空心環(huán)11內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔13，導(dǎo)線孔13設(shè)置在活動(dòng)連接點(diǎn)12下方。
[0033]繩線34穿過各導(dǎo)線孔13。
[0034]外殼21內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個(gè)引導(dǎo)孔26,兩根導(dǎo)線柱24的通孔241分別正對(duì)兩個(gè)繞線槽231，繞線槽231上的兩根繩線分別穿過各相應(yīng)的通孔241、引導(dǎo)孔26再穿過各空心環(huán)11上的導(dǎo)線孔13最終固定在最末端的空心環(huán)11上。
[0035]伺服電機(jī)22通過蝸輪蝸桿28傳動(dòng)繞線輪23，繞線輪23與蝸輪27同軸連接。
[0036]水下蛇形機(jī)器人的工作原理，模塊I上設(shè)置有本體I及兩個(gè)連接部2，在連接部2內(nèi)設(shè)置有伺服電機(jī)22及繞線輪23，伺服電機(jī)22帶動(dòng)繞線輪23旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪23上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪23轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體I向繩線拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而模塊I上設(shè)置有兩個(gè)連接部2，本體I內(nèi)總共均布有4條繩線，通過伺服電機(jī)22對(duì)繞線輪23的控制可以使本體I多方向偏轉(zhuǎn)扭動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面包覆有防水護(hù)套，所述本體包括多個(gè)空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個(gè)活動(dòng)連接點(diǎn)，其中相對(duì)的兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個(gè)所述活動(dòng)連接點(diǎn)設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動(dòng)連接點(diǎn)活動(dòng)連接； 所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機(jī)、通過所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的具有兩個(gè)繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)置有通孔，所述通孔中心線與所述繞線輪中心線相交，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述通孔及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個(gè)導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動(dòng)連接點(diǎn)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)所述繞線輪，所述繞線輪與所述蝸輪同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊，其特征在于:所述外殼為圓柱形。
【文檔編號(hào)】B63C11/52GK203779518SQ201420124656
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】胡海燕, 李偉達(dá), 李娟 , 李春光 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)