专利名称：一种多功能蛇形机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机器人，具体地讲是一种多功能蛇形机器人。
背景技术：
机器人的越障、攀爬技术是当前机器人技术的研究热点之一，在高空、危险、救援、探险等作业中有着广泛的应用，在其他行业也具有一定的应用前景，因此需要多种形式的多功能机器人。
发明内容本实用新型的目的是提供一种多功能蛇机器人。本实用新型的技术方案该机器人由多个基本节通过接头(3)连接而成。基本节·由基本节主体(I)和驱动轮(2)组成，在基本节主体(I)的两侧和下面都装有驱动轮(2)，驱动轮(2)由装在基本节主体(I)内的步进电机驱动；接头(3)由垂直轴支架(301)、垂直轴(302 )、横向轴支架(303 )、横向轴(304 )和纵向轴(305 )组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴(305)包括纵向轴内轴(3051)和纵向轴外套(3052)两部分，垂直轴支架(301)和横向轴支架(303)分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴(302)、横向轴(304)和纵向轴(305)通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系。在该机器人上装有压力传感器、障碍判断传感器等电器装置，各驱动电机的动作、压力大小的控制、障碍判断等由电气测控系统统一控制。有益效果该机器人能实现跨越沟槽、跨越台阶和爬杆等功能；该机器人结构简单，制造容易。
图I是该机器人2个基本节连接的三维示意图。图2是该机器人接头的三维示意图。图3是该机器人跨越沟槽的示意图。图4是该机器人跨越台阶的示意图。图5是该机器人爬杆示意图。I一基本节王体,2一驱动轮，3一接头，301 一垂直轴支架，302一垂直轴，303一横向轴支架，304—横向轴，305—纵向轴，3051—纵向轴内轴，3052—纵向轴外套，4一杆柱。
具体实施方式
根据图I、图2、图3、图4和图5对本实用新型的具体实施方案详细说明。从图I和图2的三维示意图可以看出该多功能蛇形机器人的结构。该机器人由多个基本节通过接头3连接而成。基本节由基本节主体I和驱动轮2组成，在基本节主体I的两侧和下面都装有驱动轮2，驱动轮2由装在基本节主体I内的步进电机驱动；接头3由垂直轴支架301、垂直轴302、横向轴支架303、横向轴304和纵向轴305组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴305包括纵向轴内轴3051和纵向轴外套3052两部分，垂直轴支架301和横向轴支架303分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴302、横向轴304和纵向轴305通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系，当某轴的离合装置断开时，该轴处于自由状态，可自由转动，当某轴的离合装置连接时，该轴只能在步进电机的驱动下转动。在该机器人上装有压力传感器、障碍判断传感器等电器装置，各驱动电机的动作、压力大小的控制、障碍判断等由电气测控系统统一控制。图3是该机器人跨越沟槽的示意图，其工作原理是当该机械人在平的地面上行走时(如图3(a))，各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要跨越沟槽时，各轴的离合装置处于连接状态，步进电机驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节略微向上抬起(如图3 (b))，当第一个基本节跨越沟槽后，通过驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节与地面接触(如图3 (c))，然后继续前进，直到整个机器人完全跨越沟槽，再使各轴的离合装置处于断开状态(如图3 (d))。 图4是该机器人跨越台阶的示意图，其工作原理是当该机械人在平的地面上行走时(如图4(a))，各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要跨越台阶时，各轴的离合装置处于连接状态，步进电机驱动前几个基本节的横向轴304,使前几个基本节向上抬起(如图4 (b)),当第一个基本节高于台阶后,通过驱动第一个基本节的横向轴304，使第一个基本节与地面接触，然后继续前进，并依次通过驱动各个基本节横向轴304，以满足各基本节适应跨越台阶的需要(如图4 (c))，直到整个机器人完全跨越台阶，再使各轴的离合装置处于断开状态(如图4 (d))。图5是该机器人爬杆示意图，其工作原理是当该机械人在平的地面上行走时(如图5(a))，各轴的离合装置处于断开状态，轴可自由转动，以适应地面凹凸不平的变化，当要爬杆时，各轴的离合装置处于连接状态，在前进的过程中，当各个基本节接触到杆柱4时，步进电机驱动依次驱动各个基本节的垂直轴302，使各个基本节侧面紧贴杆柱4，将杆柱4环绕(如图5 (b))，当该机器人绕杆柱4环绕达到2/3时，步进电机驱动依次驱动各个基本节的横向轴304，使各个基本节依次向上倾斜，使机器人在环绕运动的同时向上运动，形成一个螺旋线形(如图5 (C))。在以上各种应用中，各步进电机需要协调动作，所有动作都由电气测控系统统一控制。
权利要求1.一种多功能蛇形机器人，其特征是由多个基本节通过接头(3)连接而成，基本节由基本节主体(I)和驱动轮(2)组成，在基本节主体(I)的两侧和下面都装有驱动轮(2)，驱动轮(2)由装在基本节主体(I)内的步进电机驱动；接头(3)由垂直轴支架(301)、垂直轴(302 )、横向轴支架(303 )、横向轴(304 )和纵向轴(305 )组成，纵向轴(305 )包括纵向轴内轴(3051)和纵向轴外套(3052 )两部分，垂直轴支架(301)和横向轴支架(303 )分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴(302)、横向轴(304)和纵向轴(305)通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位置关系；各步进电机需要协调动作，所有动作都由电气测控系统统一控制。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能蛇形机器人。该机器人由多个基本节通过接头连接而成。基本节由基本节主体和驱动轮组成，在基本节主体的两侧和下面都装有驱动轮，驱动轮由装在基本节主体内的步进电机驱动；接头由垂直轴支架、垂直轴、横向轴支架、横向轴和纵向轴组成，三轴中任意两轴相互垂直，纵向轴包括纵向轴内轴和纵向轴外套两部分，垂直轴支架和横向轴支架分别安装在前后基本节上进行连接，垂直轴、横向轴和纵向轴通过离合装置与步进电机连接，实现基本节之间的不同位姿关系，当某轴的离合装置断开时，该轴处于自由状态，可自由转动，当某轴的离合装置连接时，该轴只能在步进电机的驱动下转动。各步进电机的协调动作都由电气测控系统统一控制。
文档编号B25J17/00GK202572395SQ20122005957
公开日2012年12月5日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者秦小屿, 王强, 朱维兵, 郭七星 申请人:西华大学