一种蛇形机器人关节

1.本实用新型涉及机器人技术领域，特别是一种蛇形机器人关节。


背景技术：

2.近年来，仿生机器人学正在机器人领域占有越来越重要的位置。蛇形机器人是一种新型的仿生机器人，它实现了像蛇一样的“无肢运动”，在许多领域有着广泛的应用前景，如在有辐射、有剧毒、地震、狭小管道等不适宜人类工作的场合，这些优势已经在部分生产应用中得到了充分的证实。
3.目前，蛇形机器人已出现了多种结构形式，但是都存在结构复杂这一问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种蛇形机器人关节，关节可以使机器人体紧贴地面、降低重心使其运动具有较强的稳定性；通过灵活旋转机构，可以通过多种崎岖复杂的路段，甚至具有攀爬立柱的运动能力。
5.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种蛇形机器人关节，包括保护壳，所述保护壳上设置有支杆，所述支杆的一端设置有关节球，还包括头部，所述头部与关节球配合形成球形铰链结构，所述头部上对称设置有两根拉绳，所述保护壳上设置有与拉绳对应的滑孔，两根所述拉绳分别穿过对应的滑孔。
6.具体地，所述的保护壳内部设置有旋转机构。
7.具体地，所述旋转机构包括旋转轴，所述旋转轴上缠绕有两根旋转拉绳，所述保护壳包括壳体和盖板，所述盖板与壳体转动配合，所述旋转轴的一端与壳体转动连接，所述旋转轴的另一端与盖板固定连接，所述支杆固定在所述盖板上。
8.具体地，所述旋转轴上设置有两个卡槽，两个所述旋转拉绳缠绕在对应的卡槽内。
9.具体地，两根所述旋转拉绳相反缠绕。
10.本实用新型具有以下优点：
11.1、本实用新型可以利用顶端两根柔性拉绳进行转向，配合球铰结构，由底部旋转机构控制头部转动，进而控制蛇形机器人的前进方向，结构简单，自由度高。
12.2、本实用新型通过拉动旋转拉绳，使旋转轴转动，使得关节进行旋转，让蛇形机器人具有很高的灵活性。
附图说明
13.图1 为本实用新型的蛇形机器人关节整体结构示意图；
14.图2 为本实用新型的蛇形机器人关节剖视结构示意图；
15.图中：1-保护壳，11-壳体，12-盖板，2-支杆，3-关节球，4-头部，5-拉绳，6-旋转拉绳，7-旋转轴。
具体实施方式
16.为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
17.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
19.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
20.如图1和图2所示，一种蛇形机器人关节，包括保护壳1，所述保护壳1上设置有支杆2，所述支杆2的一端设置有关节球3，还包括头部4，所述头部4与关节球3配合形成球形铰链结构，所述头部4上对称设置有两根拉绳5，所述保护壳1上设置有与拉绳5对应的滑孔，两根所述拉绳5分别穿过对应的滑孔。本实施例中的蛇形机器人关节为机器人关节的一个单元，多个蛇形机器人关节串联在一起就能形成蛇形机器人，其中每个关节可以左右转动，这样就可以控制蛇形机器人在平面内的移动转向，本实施中通过设置一个保护壳1，保护壳1上固定一个支杆2，在支杆2的另一端设置一个关节球3，头部4与关节球3配合形成球铰结构，自由度高，然后在头部4连接两根拉绳5控制头部4的左右转向，两根拉绳5关于头部4中心对称设置，同时在保护壳1上设置两个滑孔，两根拉绳5分别穿过滑孔，这样通过电机分别拉动两根拉绳5就能控制头部4的转向，结构简单，控制灵活，能适应各种工作环境。
21.进一步地，所述的保护壳1内部设置有旋转机构，所述旋转机构带动支杆2转动。本实施例中在保护壳1的内部设置一个旋转机构来带动支杆2转动，这样通过旋转机构就能控制头部4转动，进一步提高关节的自由度，使其在空间上的自由度更高，可以让蛇形机器人具有很高的灵活性，可以通过多种崎岖复杂的路段，甚至具有攀爬立柱的运动能力。
22.进一步地，所述旋转机构包括旋转轴7，所述旋转轴7上缠绕有两根旋转拉绳6，所述保护壳1包括壳体11和盖板12，所述盖板12与壳体11转动配合，所述旋转轴7的一端与壳体11转动连接，所述旋转轴7的另一端与盖板12固定连接，所述支杆2固定在所述盖板12上。本实施例中的保护壳1为一个圆柱的壳体11和一个圆形的盖板12构成，在盖板12盖在壳体11的端面上，且盖板12与壳体11可以相对转动，可以在壳体11上设置环形槽，盖板12卡在环形槽内，这样就能实现相对转动，环形槽可以由一个环形端盖固定在保护壳1的端面形成，
在壳体11内转动设置一旋转轴7，在壳体11的底部设置一立柱，旋转轴7的底部设置有凹槽，旋转轴7底部的凹槽与立柱配合，形成转动连接的结构，在旋转轴7的顶部设置有与圆柱凸起，在盖板12的中心设置一安装孔，圆柱凸起与安装孔过盈配合，或者通过螺栓等连接方式固定连接在一起，同时在旋转轴7上缠绕两根旋转拉绳6，两根旋转拉绳6分别控制正转和反转，拉动其中一根旋转拉绳6就能带动旋转轴7转动，旋转轴7转动就能带动盖板12与壳体11相对转动，盖板12同时带动支杆2转动，由于头部4与关节球3之间具有摩擦，且两根拉绳5均穿过盖板12，在盖板12转动的过程中盖板12会拉动拉绳5，从而产生扭矩带动头部4转动，在盖板12转动后拉动拉绳5同样可以进行相对的左右转向，旋转拉绳6穿过壳体11，通过上述的结构就能进行旋转控制，进而改变蛇形机器人的方向。关节内部还可以设置高清摄像头和距离传感器，当距离传感器识别到前端右障碍物时，高清摄像头启动，实时传输画面，辅助前进避障控制。
23.进一步地，所述旋转轴7上设置有两个卡槽，两根所述旋转拉绳6缠绕在对应的卡槽内。本实施中在旋转轴7上设置卡槽用于缠绕旋转拉绳6，为了使旋转拉绳6能在拉出和收回时能很好的缠绕在卡槽内，可以在卡槽壁上开设孔洞，旋转拉绳6穿过孔洞。
24.进一步地，两根所述旋转拉绳6相反缠绕。两根旋转拉绳6相反缠绕就能实现正反转的控制。
25.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。