[实用新型]一种蛇形机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人。

背景技术

随着智能技术的发展，机器人已应用到多种场合中，而相对狭小崎岖的空间场合如地下管道、天花板吊顶及管道、地震和爆炸后废墟等，对机器人的体积、结构和重量都有严格的限制，不得不使用低效的人工方式来作业。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种蛇形机器人，利用本实用新型的结构，可模块化组装成一种结构紧凑、体积小、重量轻并具有三维运动能力的高自由度和冗余度的机器人，能胜任狭小崎岖空间的工作场景。

为达到上述目的，一种蛇形机器人，包括蛇头、蛇尾和二节以上的蛇身，所述的蛇身包括座体和摆臂组件，摆臂组件的一端铰接在座体上，座体远离摆臂组件的一端设有螺纹套，摆臂组件上远离座体的一端设有外螺纹，蛇身的外螺纹连接到相邻蛇身的螺纹套内，蛇头通过螺纹连接在一端的蛇身上，蛇尾通过螺纹连接在另一端的蛇身上。

上述结构，座体和摆臂组件组成一节蛇身，在蛇身上具有螺纹套和外螺纹，因此，相邻的蛇身通过螺纹连接，蛇头和蛇尾与蛇身也是螺纹连接，因此，能实现快速模块化的安装和拆卸，且结构紧凑、体积小、重量轻并具有三维运动能力的高自由度和冗余度的机器人，能胜任狭小崎岖空间的工作场景，另外，由于蛇身之间通过螺纹连接，因此，方便增减蛇身的数量及对应的自由度，以适用于不同的需求。

进一步的，在螺纹套内设有垫片，摆臂组件的外螺纹端面与垫片接触。通过设置垫片及配套橡胶圈，一方面能增大相邻蛇身连接的缓冲力，另一方面能提高密封性能。

进一步的，所述的座体包括主外壳、副外壳、第一电机、电池，副外壳连接在主外壳上，主外壳与副外壳之间形成空间，第一电机和电池安装在空间内；所述的摆臂组件包括主摆臂、副摆臂和螺纹座，第一电机的输出轴与主摆臂连接，副摆臂铰接在座体上，螺纹座连接在主摆臂与副摆臂之间，外螺纹设在螺纹座上。该结构，能充分利用座体的空间安装第一电机和电池，使得座体的结构紧凑。

进一步的，在螺纹座远离座体的一端设有电路板。

进一步的，在座体上设有铰接轴，铰接轴为与空间相通的空心轴，在空心轴上套有轴承，副摆臂安装在轴承上，在副摆臂上设有过线槽，第一电机与电路板之间的导线经空心轴和过线槽连接。该结构，导线从蛇身内部穿过，导线不会裸露在外，一方面起到保护导线的作用，保证信号连接的可靠性和稳定性，另一方面让机器人更加的美观。

进一步的，摆臂组件与座体的铰接轴轴线与相邻的摆臂组件与座体的铰接轴轴线呈具备三维运动能力的正交设置。这样，多个蛇身关节的连接使得整个机器人具备高自由度，适用范围广，使用起来灵活。

进一步的，蛇头包括蛇头座、回转装置、蛇头支承臂和蛇头P关节，蛇头座具有蛇头螺纹套，蛇头螺纹套与一端的蛇身螺纹连接，回转装置连接在蛇身座上，蛇头支承臂安装在回转装置上，蛇头P关节铰接在蛇头支承臂上。该结构，在回转装置和蛇头支承臂的作用下，蛇头P关节能实现全方位的运动能力，蛇头P关节获取的数据齐全。

进一步的，所述的蛇头座包括基体外壳、下基体、控制器和上基体，控制器连接在下基体和上基体之间，基体外壳设在下基体、控制器和上基体外；在上基体的上端设有固定轴；所述的回转装置包括内齿圈、齿轮、第二电机、回转盘、回转轴承和压盘，第二电机固定在上基体上，齿轮安装在第二电机的输出轴上，内齿圈位于上基体的上方，内齿圈与齿轮相啮合，回转盘固定在内齿圈上，回转轴承的内圈安装在固定轴上，回转轴承的外圈与回转盘固定，压盘压制在回转轴承的内圈上；蛇头支承臂安装在回转盘上。

进一步的，蛇头P关节包括蛇头壳体，在蛇头壳体内安装有第三电机、视觉传感器和距离传感器，第三电机的输出轴与其中一蛇头支承臂连接，在蛇头壳体相对于第三电机输出轴伸出的一侧设有用于过线的中空轴。通过设置中空轴，则能避免导线裸露在外。

进一步的，蛇尾包括蛇尾基体、后盖、蓄电池、充电控制器、充电座和总开关，蛇尾基体与蛇身通过螺纹连接，后盖设在蛇尾基体的后端，蓄电池、充电控制器、充电座和总开关设在蛇尾基体与后盖内。该结构，方便在机器人的尾端控制机器人的启动停止和充电。

附图说明

图1为一节蛇身的立体图。

图2为一节蛇身的分解图。

图3为一节蛇身的侧视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为两节蛇身的示意图。

图6为两节蛇身的正面图。

图7为图6中B-B剖视图。

图8为蛇身的运动示意图。

图9为蛇头与蛇身的立体图。