[发明专利]一种液压蛇形机器人

说明书

本发明提供一种液压蛇形机器人，包括中间关节模块和关节环，所述中间关节模块和关节环间隔分布，所述中间关节模块包括中间躯壳和液压缸，所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述关节环包括壳体和角度编码器，左侧中间关节模块的第一液压缸拉动第一铰接座，使左侧中间关节模块与关节环绕第二铰接组件旋转一个角度，右侧中间关节模块的第二液压缸拉动第二铰接座，使右侧中间关节模块与关节环绕第一铰接组件旋转一个角度，组成万向节结构，便于多方向调节位姿；所述角度编码器用于检测旋转角度，可实时反馈角位移信号用于角位移偏差的纠正，实现关节环和中间关节模块之间的精确定位。

技术领域

本发明涉及蛇形机器人的领域，尤其涉及一种液压蛇形机器人。

背景技术

蛇形机器人主要分为地面蛇形机器人和蛇形臂机器人，地面蛇形机器人主要源于蛇的仿生原理，通过姿态控制算法调节关节运动，实现在狭窄、复杂多变地形上的自由移动；蛇形臂机器人是将蛇形机器人安装在移动平台上，通过在前端安装夹持器、相机探头等便携装置实现复杂封闭空间内取物、避障和定位等功能，主要应用于工业领域。

目前的蛇形机器人主要有电机直驱式和拉线式两种方式。电机直驱式是在每个关节模块中内置电机或气动装置驱动关节运动，但是承受负载小，另外气动装置驱动刚度小，会降低控制精度。拉线式驱动方式是通过外置驱动源拉动钢丝绳，进而驱动各关节运动，但是机器人必须固定在移动平台上，同时在负载较大时，钢丝绳与关节间的摩擦、绳张力变形等会严重影响定位精度。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种高负载能力和高刚度的液压蛇形机器人。

一种液压蛇形机器人，包括中间关节模块和关节环，所述中间关节模块和关节环间隔分布，所述中间关节模块包括中间躯壳和液压缸，所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述中间躯壳两端分别设置有左端旋转座和右端旋转座，所述中间躯壳内侧壁的左右两侧分别设置有左安装座和右安装座，所述第一液压缸的后端铰接在左安装座上，所述第二液压缸的后端铰接在右安装座上，所述关节环包括壳体和角度编码器，所述壳体上设置有铰接组件，所述铰接组件包括编码器固定座和铰接座，所述角度编码器安装在所述编码器固定座上，所述编码器固定座和铰接座相对设置在所述壳体的内侧壁上，所述铰接组件包括第一铰接组件和第二铰接组件，所述第一铰接组件和第二铰接组件间隔设置在所述壳体的内侧壁上，左侧中间关节模块的右端旋转座铰接在所述第二铰接组件外端；右侧中间关节模块的左端旋转座铰接在所述第一铰接组件外端；左侧中间关节模块的第一液压缸的驱动杆前端铰接在所述第一铰接组件的铰接座上；右侧中间关节模块的第二液压缸的驱动杆前端铰接在所述第二铰接组件的铰接座上。

优选的，本发明还包括安装在所述中间关节模块内的双单元转阀，所述第一液压缸和第二液压缸分别与所述双单元转阀的不同控制端连接。

优选的，本发明还包括末端关节模块，所述末端关节模块包括末端躯壳、单元转阀和末端液压缸，所述末端躯壳左端设有末端旋转座，所述末端旋转座铰接在相邻关节环的第一铰接组件外端，所述末端液压缸的后端铰接在所述末端躯壳内，所述末端液压缸的驱动杆前端铰接在相邻关节环的第二铰接组件的第二铰接座上，所述单元转阀的控制端与所述末端液压缸连接。

优选的，本发明还包括前端关节模块，所述前端关节模块包括前端躯壳、前端单元转阀和前端液压缸，所述前端躯壳一端设有前端旋转座，所述前端旋转座铰接在相邻关节环的第一铰接组件外端，所述前端液压缸后端铰接在所述前端躯壳内，所述前端液压缸的驱动杆前端铰接在相邻关节环的第二铰接组件的铰接座上，所述前端单元转阀的控制端与所述前端液压缸连通。

优选的，本发明还包括安装在所述末端躯壳内的液压油源，所述液压油源通过软管分别与所述单元转阀、前端单元转阀和双单元转阀连通。