[发明专利]多模态刚柔复合蛇形机器人装置

摘要

多模态刚柔复合蛇形机器人装置，属于机器人技术领域，包括多个串联起来的蛇形机器人单元模块，相邻的两个蛇形机器人单元模块连接在一起，每个蛇形机器人单元模块包括两个骨架、三个电机、多个传动机构、多个轴、多个车轮、多套带轮机构与多个安装有单向轴承的被动轮等。该装置能够以多种模态行进，既能类似多节车辆直接移动，又能在狭小地形中采用抵墙方式快速移动，还可以在宽阔地面采用蛇形模式快速移动，适应地形的能力强；具有多个自由度，灵活性好；横截面小，通过性好；同时结构简单，控制容易。

主权项

一种多模态刚柔复合蛇形机器人装置，包括m个串联起来的蛇形机器人单元模块，相邻的两个蛇形机器人单元模块连接在一起，所述蛇形机器人单元模块包括第一骨架(1)、第二骨架(2)、第一电机(3)、第二电机(4)、第一传动机构(5)、第二传动机构(6)、第一轴(7)、第二轴(8)、n个轮轴(9)和n个车轮(10)，所述的第一轴(7)套设在第一骨架(1)中，所述的第二轴(8)套设在第二骨架(2)中，所述第一轴(7)与第二轴(8)固接，第一轴(7)的轴线与第二轴(8)的轴线相互垂直，所述第一电机(3)固定安装在第一骨架(1)上，所述第二电机(4)固定安装在第二骨架(2)上，所述第一电机(3)的输出轴与第一传动机构(5)的输入端相连，所述第二电机(4)的输出轴与第二传动机构(6)的输入端相连，所述第一传动机构(5)的输出端与第一轴(7)相连，所述第二传动机构(6)的输出端与第二轴(8)相连，所述轮轴(9)套设在第一骨架(1)的四周，每个所述车轮(10)分别套固在对应的轮轴(9)上，所有轮轴(9)的中心线共面且所构成的平面设为A平面，所有轮轴(9)在A平面上呈圆周均匀分布；存在一个与所有轮轴(9)的中心线均相切的圆；其特征在于：所述蛇形机器人单元模块还包括第三电机(11)、第三传动机构(12)、主轴(13)、n个主动轮(14)、n个传动带(15)、n个被动轮(16)和n个单向轴承(17)；所述第三电机(11)的输出轴与第三传动机构(12)的输入端相连，所述第三传动机构(12)的输出端与主轴(13)相连，所述主轴(13)套设在第一骨架(1)中，每个所述主动轮(14)分别套固在主轴(13)上，每条所述传动带(15)分别连接对应的主动轮(14)与从动轮(16)，且每条所述传动带(15)、对应的主动轮(14)和对应的从动轮(16)三者构成带轮传动关系，每个所述从动轮(16)分别套固在对应的单向轴承(17)外圈上，每个所述的单向轴承(17)的内圈套固在对应的轮轴(9)上，内圈自由旋转方向与所述蛇形机器人前进时轮轴(9)自然旋转方向一致；所述蛇形机器人单元模块还包括第一扭簧(18)、第二扭簧(19)，所述第一扭簧(18)套设在第一轴(7)上，一端与第一轴(7)固接，另一端与第一骨架(1)固接，所述第二扭簧(19)套设在第二轴(8)上，一端与第二轴(8)固接，另一端与第二骨架(2)固接；所述蛇形机器人单元模块所述主轴(13)的中心线垂直于A平面，且主轴(13)的中心线穿过第一轴(7)的中心线与第二轴(8)的中心线的交点，所述第一轴(7)的中心线与A平面平行；第i个蛇形机器人单元模块的第一骨架(1)与第i+1个蛇形机器人单元模块的第二骨架(2)固接在一起；其中，n≥3且n为自然数，m≥6且m为自然数，i为1,2,…,m‑1且i为自然数。