专利名称：一种蛇形机器人三自由度关节模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人研究和工程领域，具体地说是一种蛇形机器人三自由度关节模块。
背景技术：
蛇形机器人是一种高冗余度机器人，其运动方式和一般的轮式和足式机器人不同，并且能在狭小的空间完成复杂的任务，蛇形机器人一般由多个关节模块组成，在目前已有的蛇形机器人中，关节模块的结构和功能也各有不同，一般关节模块包括控制部分、驱动部分和传动部分，均为分离部件；有些蛇形机器人的控制部分包括驱动部分；这些方式构成的模块集成度不高，不利于减小模块的体积，安装、调试复杂。
发明内容发明目的:为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种集成度高、调试简单、控制操作方便的三自由度蛇形机器人关节模块。技术方案:为了实现以上目的，本实用新型所述的一种蛇形机器人三自由度关节模块，包括步进电机、传动机构，其特征在于:还包括连接板和外壳，所述步进电机包括扭转步进电机、偏移步进电机、俯仰步进电机，所述传动机构由偏移电机直齿轮、偏移直齿轮、第一伞齿轮、第二伞齿轮、俯仰电机直齿轮、俯仰直齿轮和T形轴组成，其中:偏移电机直齿轮安装在偏移电机上，与偏移直齿轮哨合，偏移直齿轮与伞齿轮固定在一起，第一伞齿轮与第二伞齿轮相啮合，连接板固定在第二伞齿轮的底部，俯仰电机直齿轮安装在俯仰电机上，与俯仰直齿轮啮合，俯仰直齿轮固定在T形轴上。蛇形机器人的扭转、偏移和俯仰运动分别由扭转电机、偏移电机和俯仰电机单独控制，在连接板上做有连接于前一关节模块的连接孔。有益效果:本实用新型与现有技术相比具有以下优点:关节模块具有扭转、偏移和俯仰三个自由度，运动灵活；一个电机驱动一个自由度，不需经过解耦运算，控制方便、可靠；偏移左右90度，俯仰上下90度，翻转360度，运动范围广；蛇形机器人的拼装简单，相同的模块前后相接即可完成机器人的拼装。
图1为本实用新型结构示意图。图1的零件为:扭转电机1、偏移步进电机2、偏移电机直齿轮3、偏移直齿轮4、第一伞齿轮5、连接板6、第二伞齿轮7、T形轴8、俯仰直齿轮9、外壳10、俯仰电机直齿轮11和俯仰电机12。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括扭转电机(I)、偏移步进电机(2)、偏移电机直齿轮(3)、偏移直齿轮(4)、第一伞齿轮(5)、连接板(6)、第二伞齿轮(7)、T形轴(8)、俯仰直齿轮(9 )、外壳(10 )、俯仰电机直齿轮(11)和俯仰电机(12 )，所述偏移电机直齿轮(3 )安装在偏移步进电机(2 )上，并与偏移直齿轮(4)啮合，偏移直齿轮(4)与第一伞齿轮(5 )固定在一起，第一伞齿轮(5)与第二伞齿轮(7)相啮合，连接板(6)固定在第二伞齿轮(7)的底部，当偏移电机直齿轮(3)转动时可带动连接板(6)做左右的偏移运动，所述俯仰电机直齿轮(11)安装于俯仰电机(12 )上，并与俯仰直齿轮(9 )啮合，俯仰直齿轮(9 )与T形轴(8 )固定在一起，当俯仰电机(12)转动时可带动连接板(6)做上下的俯仰运动，所述扭转电机(I)与后一个关节模块相连，当扭转电机(I)转动时可带动蛇形机器人身体做翻转运动。
权利要求1.一种蛇形机器人三自由度关节模块，包括步进电机、传动机构，其特征在于:还包括连接板(6 )和外壳(10 ),所述步进电机包括扭转步进电机(I)、偏移步进电机(2 )、俯仰步进电机(12),所述传动机构由偏移电机直齿轮(3)、偏移直齿轮(4)、第一伞齿轮(5)、第二伞齿轮(7 )、俯仰电机直齿轮(11)、俯仰直齿轮(9 )和T形轴(8 )组成，其中:偏移电机直齿轮(3)安装在偏移电机(2)上，与偏移直齿轮(4)啮合，偏移直齿轮(4)与伞齿轮(5)固定在一起，伞齿轮(5)与伞齿轮(7)相啮合，连接板(6)固定在伞齿轮(7)的底部，俯仰电机直齿轮(11)安装在俯仰电机(12 )上，与俯仰直齿轮(9 )啮合，俯仰直齿轮(9 )固定在T形轴(8 )上。
2.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人三自由度关节模块，其特征在于:扭转步进电机(I)、偏移步进电机(2)、俯仰步进电机(12)分别直接驱动蛇形机器人的扭转、偏移和俯仰运动。
专利摘要本实用新型公开了一种蛇形机器人三自由度关节模块，包括步进电机、传动机构、T形轴、连接板和外壳，所述步进电机包括扭转步进电机、偏移步进电机和俯仰步进电机，扭转步进电机直接带动后一个关节模块做扭转运动，偏移步进电机通过传动机构带动连接板做偏移运动，俯仰步进电机通过传动机构带动连接板做俯仰运动，所述传动机构由T形轴、偏移直齿轮、俯仰直齿轮、连接板和两个伞齿轮组成，偏移直齿轮和第一伞齿轮固定在一起，两个伞齿轮互相啮合，连接板固定于第二伞齿轮底部。本实用新型具有三个自由度，有很强的越野能力。
文档编号B62D57/02GK202987321SQ201220601559
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者张业林, 毛成果, 山显雷 申请人:中国矿业大学