本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种微型机械蛇单元模块及一种微型机械蛇。
背景技术：
单链式模块化机器人系统是由若干同构型或异构型机器模块组成，各机器模块内均设置有驱动电机，各机器模块之间具备统一的连接机构，通过各模块之间的相互连接，可广泛运用于各种领域，随着微型电机的发展，单链式模块化机器人也可逐渐微型化，微型化单链式模块化机器人将广泛运用于仿生以及医疗等领域，目前已知的单链式模块化自重构机器人的设计中存在自由度少，运动能力较低，运动方式单一的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有多个自由度，可实现多种运动方式的一种微型机械蛇单元模块及微型机械蛇。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种微型机械蛇单元模块，包括壳体、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，其特征在于：所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上，所述转向装置以能绕第二自由度方向进行旋转运动的方式设置，所述第一自由度方向和所述第二自由度方向相互正交。
进一步的，所述壳体为空心筒状壳体，所述壳体具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别平行设置有沿所述壳体的长度方向的两端向外延伸的一对第一安装部和一对第二安装部，所述第一安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第一安装孔和第三安装孔，第二安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第二安装孔和第四安装孔，所述第一安装孔位于所述第三安装孔的外侧，所述第二安装孔位于所述第四安装孔的外侧，所述第一安装孔的轴向与所述第二安装孔的轴向相互正交，所述第三安装孔的轴向与所述第四安装孔的轴向相互正交；
所述驱动装置包括位于所述第一端部的第一微型电机、位于所述第二端部的第二微型电机和驱动模块，所述第一微型电机和所述第二微型电机均为正反转电机，所述驱动模块包括电源和驱动电路，所述第一微型电机和所述第二微型电机分别连接于所述驱动电路的输出端；
所述传动装置为两端均设置有传动齿轮的传动杆，所述传动杆的两端设置有传动齿轮，所述传动杆的数量为2根，2根所述传动杆的两端端部分别活动嵌设于所述第三安装孔和所述第四安装孔上；
所述转向装置包括转向板和两个转向齿轮，所述转向板上设置有与所述第一安装孔相配合的第一安装块、以及与所述第二安装孔相配合第二安装块，所述第一安装块和所述第二安装块分别凸设于所述转向板的横向两侧和纵向两侧上；
所述转向板设置于所述第一端部或所述第二端部的外侧，两个所述转向齿轮分别固定设置在所述转向板上，两个所述转向齿轮的轴孔分别嵌套在所述第一安装块和所述第二安装块上，两个所述转向齿轮互相互正交设置，所述第一安装块枢接于所述第一安装部上，或所述第二安装块枢接于所述第二安装部上；
进一步的，两所述传动装置分别连接所述第一微型电机和所述第二微型电机，所述第一微型电机和所述第二微型电机的转轴上均设置有主动齿轮，所述主动齿轮与所述传动齿轮相啮合，所述传动齿轮与其中一个所述转向齿轮相啮合。
进一步的，所述传动齿轮包括一大一小的第一传动齿轮和第二传动齿轮。
进一步的，所述壳体的直径为20mm。
本发明还提出一种微型机械蛇,其特征在于：包括若干节权利要求1所述的一种微型机械蛇单元模块和控制系统，若干节所述一种微型机械蛇单元模块相互串联连接，位于一个微型机械蛇单元模块一端的所述转向装置与相邻的另一个微型机械蛇单元模块的另一端进行枢接且与另一个微型机械蛇单元另一端的传动装置相连接，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。
采用上述结构后，本发明一种微型机械蛇单元模块具有以下有益效果：转向装置枢接于壳体的一端上，转向装置沿第一自由度方向上进行旋转运动设置，或转向装置枢接于所述壳体的另一端上，转向装置沿第二自由度方向上进行旋转运动设置，第一自由度方向和第二自由度方向相互正交，因此转向装置具有两个相互正交的自由度，可用于实现竖直方向的俯仰和水平方向的偏移动作。
且本发明的一种微型机械蛇单元模块可进行相互串联，每个转向装置可在两个自由度方向上进行独立的偏转，本发明通过进行多个串联设置的可实现在多个自由度上进行多种方式的运动。
附图说明
图1为本发明一种微型机械蛇单元模块的透视结构示意图；
图2为本发明一种微型机械蛇单元模块去除部分壳体后的内部结构示意图(省略一根传动杆，且第一安装部和第二安装部分别省略一个安装板)；
图3为本发明一种微型机械蛇单元模块中的转向装置的结构示意图；
图4为本发明一种微型机械蛇单元模块中的传动装置的结构示意图；
图5为本发明一种微型机械蛇的连接部位的结构示意图；
图6为本发明一种微型机械蛇的结构示意图；
图7为本发明一种微型机械蛇配合内窥镜光纤管的结构示意图；
图中：1.壳体、11.第一安装部、12.第二安装部、111.第一安装孔、121.第二安装孔、112.第三安装孔、122.第四安装孔、21.第一微型电机、22.第二微型电机、23.主动齿轮、3.传动杆、31.第一传动齿轮、32.第二传动齿轮、41.转向板、411.第一安装块、412.第二安装块、42.转向齿轮、5.驱动模块安装区、6.密封关节套、7.内窥镜光纤管。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-2所示的一种微型机械蛇单元模块，包括壳体1、驱动装置，传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上。
具体的，壳体1整体为空心筒状壳体，所述壳体的直径为20mm，壳体1具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别设置有沿壳体1的长度方向向外延伸的第一安装部11和第二安装部12，第一安装部11和第二安装部12分别为相互平行设置的一对安装板，第一安装部11的一对安装板在壳体1的长度方向上相应地开设有相邻设置的第一安装孔111和第三安装孔112，所述第一安装孔111位于所述第三安装孔112的外侧，第二安装部12的一对安装板在壳体1的长度方向上相应地开设有相邻设置的第二安装孔121和第四安装孔122，所述第二安装孔121位于所述第四安装孔122的外侧，所述第一安装孔111的轴向与所述第二安装孔121的轴向相互正交，所述第三安装孔112的轴向与所述第四安装孔122的轴向相互正交；
所述驱动装置包括位于所述第一端部的第一微型电机21和位于所述第二端部的第二微型电机22，以及位于壳体1中部的驱动模块，第一微型电机21和第二微型电机22均为正反转电机，所述驱动模块包括电源和驱动电路，第一微型电机21和第二微型电机22分别连接于所述驱动电路的输出端，壳体1中部具有驱动模块安装区5，所述驱动模块设置于此安装区5内，第一微型电机21和第二微型电机22的转轴均沿壳体1的径向进行设置，且第一微型电机21和第二微型电机22的转轴方向相互正交；
如图3所示，所述转向装置包括转向板41和两个转向齿轮42，转向板41上设置有与第一安装孔111和其中一个转向齿轮42相配合的第一安装块411以及与第二安装孔121和另一个转向齿轮42相配合第二安装块412，第一安装块411和第二安装块412分别凸设于转向板41的横向两侧和纵向两侧上，转向板41设置于所述第一端部或所述第二端部的外侧，本实施例中以设置于第一端部的外侧为例，两个转向齿轮42分别固定设置在转向板41上，具体的，两个转向齿轮42的轴孔分别嵌套在第一安装块411和第二安装块412上，两个转向齿轮42的轴向相互正交设置，第一安装块411枢接于第一安装部11上，从而实现转向板41沿第一安装孔111的轴向为自由度方向进行旋转运动设置，(或第二安装块412枢接于第二安装部12上，沿第二安装孔112的轴向为自由度方向进行旋转运动设置，)。
所述传动装置为两端均设置有传动齿轮的传动杆3，如图4所示，传动杆3的两端设置有一小一大的第一传动齿轮31和第二传动齿轮32，传动杆3的数量为两根，两根传动杆3的两端端部分别活动嵌设于第三安装孔112以及第四安装孔122上。
两所述传动装置分别连接第一微型电机21和第二微型电机22，第一微型电机21和第二微型电机22的转轴上均设置有主动齿轮23，主动齿轮23与二传动齿轮32相啮合(或与第一传动齿轮31相啮合)，第一传动齿轮31(或第二传动齿轮32)与其中一个转向齿轮42相啮合。
如图6所示的一种微型机械蛇,包括若干节上述的微型机械蛇单元模块，若干节上述微型机械蛇单元模块相互串联连接，所述第一端部或所述第二端部的外侧(即各微型机械蛇单元模块之间区域)上设置有可伸缩的密封关节套6，所述密封关节套6包围于所述转动装置外，以起保护作用。作为一个选择，密封关节套6的轴向两端可对应锁固于相邻微型机械蛇单元模块的第一端部与第二端部之间。
若干节上述微型机械蛇单元模块的连接方式如图5所示：其中一个所述微型机械蛇单元模块的第二安装块412枢接于自身的第二安装孔121上，第一安装块411枢接于另一个所述微型机械蛇单元模块的的第一安装孔111上。
上述的一种微型机械蛇还包括有控制系统，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。
进一步的，如图7所示，上述的一种微型机械蛇可配合内窥镜光纤管7进行使用，具体的内窥镜光纤管7固定于上述的一种微型机械蛇的外表面上，内窥镜光纤管7沿上述的一种微型机械蛇的长度延伸方向进行设置，内窥镜光纤管7上设置的镜头位于上述的一种微型机械蛇的一端端部。
采用上述结构后，本发明一种微型机械蛇单元模块具有以下有益效果：转向装置枢接于壳体的一端上，转向装置沿第一自由度方向上进行旋转运动设置，或转向装置枢接于所述壳体的另一端上，转向装置沿第二自由度方向上进行旋转运动设置，第一自由度方向和第二自由度方向相互正交，因此转向装置具有两个相互正交的自由度，第一微型电机21和第二微型电机22在所述驱动模块的控制下分别带动与各自相连接的所述传动装置进行运动，进而带动主动齿轮23进行旋转最终使转向板41在第一自由度方向(或第二自由度方向)进行旋转运动。
且本发明的一种微型机械蛇单元模块可进行相互串联，每个转向装置可在两个自由度方向上进行独立的偏转，本发明通过进行多个串联设置的可实现在多个自由度上进行多种方式的运动。
上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。