心对称设置，两者在圆周方向上相差90度。两个支撑圆盘3之间设有多个支撑金属杆4，鳞片机构2安装于两个支撑圆盘3之间。
[0037]鳞片机构2包括驱动电机21，与驱动电机21的输出轴固定的中心齿轮22，中心齿轮22外周均匀分布三个行星轮23与中心齿轮22相啮合，行星轮23外侧设有齿圈24，齿圈24具有内齿241和外齿242，内齿241与行星轮23相啮合，外齿242与多个传动齿轮25相嗤合，传动齿轮25均勾分布于齿圈24的外周，每一传动齿轮25固定于一蜗杆26上，蜗杆26与蜗轮27相互配合，每个蜗轮27上固定有鳞片28。在本实施例中，鳞片28具有八个，对应的，蜗轮27、蜗杆26及传动齿轮25都具有8个相互之间——对应，均相对于齿圈24的圆周均匀分布。其中，传动齿轮25套设固定于蜗杆26上，蜗杆26的一端套设于支撑圆盘3上，另一端与蜗轮27相配合，将传动齿轮25的绕径向转动转化为蜗轮27的绕轴向转动，进而控制鳞片28绕轴向的转动。在本实施例中，每对蜗轮27、蜗杆26外侧套设有保护外壳5，该保护外壳5是塑胶材料制成，对蜗轮27的转动起保护作用。
[0038]鳞片28运动时，由驱动电机21将动力传递给中心齿轮22，中心齿轮22通过与三个行星轮23的啮合将动力传递给行星轮23，进而通过行星轮23与齿圈24的内齿241的啮合将动力传递给齿圈24，再通过外齿242与传动齿轮25的啮合将动力传递给传动齿轮25，传动齿轮25套设固定于蜗杆26上，使蜗杆26随传动齿轮25的转动而转动，蜗杆26与蜗轮27相互作用，将动力传递给蜗轮27，使蜗轮27绕轴向转动，进而带动其上的鳞片28旋转一定角度，因此可以实现鳞片28的打开或闭合。蛇形爬网机器人通过万向节驱动单元30和单元模块内对应鳞片28的配合动作，实现按照预先设定的爬网步态完成爬网。
[0039]本发明蛇形爬网机器人的整个爬网方法如下:
[0040]a.控制首部单元模块10内的两个鳞片机构2内的驱动电机21以相反的方向转动，带动中心齿轮22绕相反的方向转动，然后带动齿圈24绕相反的方向转动，进而将动力传动到蜗轮27、蜗杆26，且蜗轮27绕相反的方向转动，使得两个鳞片机构2内的鳞片28背向彼此转动，从而使所述鳞片28张开与网格接触；
[0041]b.驱动首部单元模块10内的双电机驱动舵机I内的两个电机的电机轴以相反的方向转动，使两个鳞片机构2朝向彼此移动；
[0042]c.再控制首部单元模块10内的两个鳞片机构2内的驱动电机21分别以与步骤a相反的方向转动，带动鳞片28朝向彼此转动，扣紧网格使首部单元模块10固定于网格上；
[0043]d.控制万向节驱动单元30内的大力矩驱动电机301，使尾部单元模块20移动到一定位置，然后控制尾部单元模块20重复步骤a至步骤C，即将尾部单元模块20固定到网格上；
[0044]e.控制首部单元模块10和尾部单元模块20轮流重复步骤a至步骤d，实现蛇形爬网，即使首部单元模块10和尾部单元模块20轮流进行松开网格一彼此靠近一扣紧网格一向前移动的步骤，进行完整的爬网动作。
[0045]本发明采用蛇形爬网机器人在网格上爬行，采用鳞片28抓住网格的方法可靠度高，且单元模块既可用于攀爬，又可充当机械手，执行检修任务，例如:首部单元模块10或所述尾部单元模块20上设有检修件(未图示)，当蛇形爬网机器人在网格上检修时，首部单元模块10或尾部单元模块20其中之一个紧扣住网格，另一个进行检修操作。并且上述爬行步态通过控制各个电机就可完成，且单元模块之间只进行前后移动，自由度相对较少，易于控制。
[0046]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种蛇形爬网机器人，包括多个单元模块，所述单元模块之间通过万向节驱动单元相串联，每一所述单元模块具有双电机驱动舵机及位于所述双电机驱动舵机两侧的鳞片机构，所述双电机驱动舵机内包含两个相同的电机，且两个所述电机的电机轴平行设置，其特征在于:每一所述鳞片机构内包括驱动电机，与所述驱动电机的输出轴固定的中心齿轮，所述中心齿轮的外周设有三个行星轮与所述中心齿轮相啮合，所述行星轮的外侧设有齿圈，所述齿圈具有内齿和外齿，所述内齿与所述行星轮相啮合，所述外齿与多个传动齿轮相啮合，所述传动齿轮分布于所述齿圈的外周，每一所述传动齿轮固定于一蜗杆上，所述蜗杆与蜗轮相互配合，所述蜗轮上固定有鳞片。
2.根据权利要求1所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:所述万向节驱动单元包括两个大力矩驱动电机以及万向节连接件，两个所述大力矩驱动电机通过所述万向节连接件以相互正交的方法连接。
3.根据权利要求1所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:相邻的所述单元模块之间连接有电源盒。
4.根据权利要求1所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:所述鳞片机构的两端设有支撑圆盘，一端的所述支撑圆盘安装有第一连接臂连接于所述双电机驱动舵机，另一端的所述支撑圆盘安装有第二连接臂连接于所述万向节驱动单元，所述第一连接臂与所述第二连接臂在圆周方向上相差90度。
5.根据权利要求4所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:两端的所述支撑圆盘之间设有多个支撑金属杆，所述鳞片机构安装于所述金属圆盘之间。
6.根据权利要求1所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:所述鳞片机构的外侧设有保护外壳。
7.根据权利要求1所述的蛇形爬网机器人，其特征在于:所述传动齿轮设有八个，沿所述齿圈圆周均匀分布，对应的，所述蜗杆、所述蜗轮及所述鳞片均设有八个，沿圆周均匀分布O
8.采用权利要求1所述的蛇形爬网机器人的爬网方法，其特征在于，包括: a.定义相邻的所述单元模块为首部单元模块和尾部单元模块，控制所述首部单元模块内的两个所述鳞片机构内的所述驱动电机以相反的方向转动，带动所述中心齿轮绕相反的方向转动，进而带动两个所述鳞片机构中的所述鳞片背向彼此转动，使所述鳞片张开； b.驱动所述首部单元模块内的所述双电机驱动舵机内的两个电机的电机轴以相反的方向转动，使两个所述鳞片机构朝向彼此移动； c.使步骤a中的所述驱动电机反转，带动所述鳞片朝向彼此转动，扣紧网格； d.控制所述万向节驱动单元，使所述尾部单元模块移动到一定位置，再控制所述尾部单元模块重复步骤a至步骤c ； e.控制所述首部单元模块和所述尾部单元模块轮流重复步骤a至步骤d，实现爬网。
9.根据权利要求8所述的蛇形爬网机器人的爬网方法，其特征在于:所述首部单元模块或所述尾部单元模块上设有检修件，当所述蛇形爬网机器人在网格上检修时，所述首部单元模块或所述尾部单元模块其中之一个紧扣住所述网格，另一个进行检修操作。
【专利摘要】一种蛇形爬网机器人及其爬网方法，包括多个单元模块，单元模块之间通过万向节驱动单元相串联，每一单元模块具有双电机驱动舵机及位于双电机驱动舵机两侧的鳞片机构，鳞片机构内包括驱动电机，与驱动电机的输出轴固定的中心齿轮，中心齿轮的外周设有三个行星轮与中心齿轮相啮合，行星轮外侧设有齿圈，齿圈具有内齿和外齿，内齿与行星轮相啮合，外齿与多个传动齿轮相啮合，传动齿轮分布于齿圈的外周，传动齿轮固定于蜗杆上，蜗杆与蜗轮相互配合，蜗轮上固定有鳞片。采用电机驱动齿轮，进而驱动蜗杆蜗轮的方式使鳞片抓住网格，可靠度高，易于控制，且单元模块既可用于攀爬，又可充当机械手，执行检修任务。
【IPC分类】B62D57-02, B25J13-00, B25J11-00
【公开号】CN104816302
【申请号】CN201510209264
【发明人】陈锴林, 赵玉婷, 黄赟, 刘旋, 陈述平
【申请人】东北大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月27日