一种应对复杂地形的智能类蛇履带机器人的制作方法

1.本发明涉及蛇形机器人技术领域，具体为一种应对复杂地形的智能类蛇履带机器人。


背景技术：

2.世界上第一台蛇形机器人诞生在日本，是由日本东京工业大学广濑茂男教授研制的acm系列蛇形机器人，随着科技的发展，后期出现有多段履带式机器、四周履带式机器人和仿生蛇形机器人等，其中多段履带式机器人使用转轴将多个履带模块连接起来，这些履带模块通常较小，使得组成的机器人形状灵活多变，但是该蛇履带机器人存在以下缺陷；现有的履带式机器人无法兼顾体积和越障能力，一旦由于复杂地形发生侧翻，都难以自主地纠正姿态，四周履带式机器人以其独有的履带布局，使得在任意姿态下均能正常行进，越障能力也有所提升，但这种设计最大的问题在于复杂的履带机械设计，以及由此导致的机身体积过大，使得机器人显得十分笨重；现有的多段履带式机器人中履带模块间的连接装置多为简单的连接杆和转向，对姿态的调整过于单一，调整过程不平滑，不利于履带机器人的稳定性；多段履带式机器人对于坡度较大且陡峭的地形，很容易造成你履带腾空和由于失去重心导致的侧翻，多段履带式机器人在侧翻后调整较为麻烦，通常需要手动调整，操作不便。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种应对复杂地形的智能类蛇履带机器人，通过设置辅助机构和转向机构，以解决上述背景技术中提出的侧翻后调整不便的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应对复杂地形的智能类蛇履带机器人，包括转向机构、移动机构和辅助机构。
5.两个所述移动机构相邻的一端分别固定连接有第二连接件和第一连接件，所述第二连接件和第一连接件之间依次首尾连接有四个转向机构，所述移动机构上安装有辅助机构。
6.所述移动机构包括第一夹板、第二夹板、第一中空带轮、第二中空带轮和转动轴，所述第一夹板和第二夹板之间固定连接有两根支撑杆，所述第一夹板和第二夹板之间转动安装有两根转动轴，两根所述转动轴上分别固定套接有第一中空带轮和第二中空带轮，所述第二中空带轮上的转动轴的一端贯穿第一夹板且固定套接有第三副齿轮，所述第二中空带轮的一侧表面固定连接有第一基座，所述第一基座固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿第一夹板且固定套接有第三主齿轮。
7.所述辅助机构包括机械爪、连接块、第二电机、第一转动柱和第一副齿轮，所述第一夹板和第二夹板之间转动安装有第一转动柱，所述第一转动柱的两端贯穿第一夹板和第二夹板均固定连接有连接块，两块所述连接块的一侧表面均固定连接有机械爪，所述第一转动柱的表面固定套接有第一副齿轮，所述第二电机的输出端固定套接有第一主齿轮，所
述第一主齿轮与第一副齿轮啮合连接。
8.所述转向机构包括连接柱、第一壳体、第二壳体、第四壳体和转向单片机，所述连接柱一端表面固定连接有第一壳体，所述第一壳体远离连接柱的一侧表面固定连接有第四壳体和第二壳体，所述第二壳体与第一壳体内部连通，所述第二壳体的内部安装有隔板，所述隔板的一侧表面转动安装有第二转动柱，所述第二转动柱远离隔板的一端固定连接有第二接头，所述第二转动柱上固定套接有减速齿轮，所述第二壳体的一侧板开设有圆形槽，所述第二接头位于圆形槽的内部，所述连接柱的一侧表面固定安装有第一接头。
9.优选的，所述第一夹板远离第二夹板的一侧表面固定连接有第三壳体，所述第三壳体与第一夹板之间转动安装有第二副齿轮。
10.优选的，所述第三副齿轮和第三主齿轮位于第三壳体的内部，所述第三副齿轮和第三主齿轮均与第二副齿轮啮合连接。
11.优选的，所述第一中空带轮和第二中空带轮上带传送连接有高履刺履带。
12.优选的，所述第一夹板和第二夹板之间固定安装有第二基座，所述第二电机固定安装在第二基座上。
13.优选的，所述第一夹板和第二夹板之间安装有功能箱，所述第二夹板靠近功能箱位置开设有矩形槽，所述矩形槽上卡接有箱盖。
14.优选的，所述第一壳体的内部固定连接有第三基座，所述第三基座上固定连接有舵机。
15.优选的，所述舵机的输出端固定套接有第二主齿轮，所述第二主齿轮与减速齿轮啮合连接。
16.优选的，所述第二壳体一侧内壁表面固定安装有转向单片机。
17.优选的，所述第四壳体的一侧内壁表面固定连接有多个弹簧，多个所述弹簧远离第四壳体的一端固定连接有限位板。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明设置有移动机构，通过第一电机转动带动第三主齿轮转动，使得第二副齿轮带动第三副齿轮和转动轴转动，从而使得第二中空带轮带动高履刺履带转动，第一电机为大扭矩驱动电机，动力强劲，实现了整个类蛇形装置的移动，具有很强的越障能力。
19.（2）本发明设置有辅助机构和转向机构，通过舵机转动使得第二主齿轮带动减速齿轮转动，从而使得第二转动柱和第二接头带动与之相连的移动机构上的第一接头和连接柱转动，多个转向机构搭配可以完成多种变形，能在三维空间中能向多个方向转动，具备良好适应性和可恢复性。
20.（3）本发明设置有辅助机构，通过控制第二电机转动使得第一主齿轮带动第一副齿轮和第一转动柱转动，从而使得两个连接块和机械爪做旋转转动，同时搭配转向机构的扭动，便于快速稳定身形，实现装置的正常移动，内部安装有功能箱，其挂载空间大，功能扩展性强。
附图说明
21.图1为本发明的主视结构示意图。
22.图2为本发明移动机构的后视结构示意图。
23.图3为本发明第一夹板和第二夹板的俯视结构示意图。
24.图4为本发明转向机构的主视剖视结构示意图。
25.图5为本发明转向机构的俯构结构示意图。
26.图6为本发明图3中a处的局部放大结构示意图。
27.图中：1、高履刺履带；2、第一夹板；3、机械爪；4、连接块；5、第一连接件；6、连接柱；7、第一壳体；8、第二壳体；9、第二连接件；10、第三壳体；11、箱盖；12、第二夹板；13、第一中空带轮；14、第一主齿轮；15、功能箱；16、第一电机；17、第一基座；18、第二中空带轮；19、第一副齿轮；20、第一转动柱；21、第二电机；22、第二基座；23、支撑杆；24、第四壳体；25、限位板；26、弹簧；27、舵机；28、第三基座；29、第一接头；30、第二主齿轮；31、第二转动柱；32、隔板；33、转向单片机；34、减速齿轮；35、第二接头；36、转动轴；37、第三主齿轮；38、第二副齿轮；39、第三副齿轮。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种应对复杂地形的智能类蛇履带机器人，包括转向机构、移动机构和辅助机构。
30.两个所述移动机构相邻的一端分别固定连接有第二连接件9和第一连接件5，所述第二连接件9和第一连接件5之间依次首尾连接有四个转向机构，所述移动机构上安装有辅助机构。
31.所述移动机构包括第一夹板2、第二夹板12、第一中空带轮13、第二中空带轮18和转动轴36，所述第一夹板2和第二夹板12之间固定连接有两根支撑杆23，所述第一夹板2和第二夹板12之间转动安装有两根转动轴36，两根所述转动轴36上分别固定套接有第一中空带轮13和第二中空带轮18，所述第二中空带轮18上的转动轴36的一端贯穿第一夹板2且固定套接有第三副齿轮39，所述第二中空带轮18的一侧表面固定连接有第一基座17，所述第一基座17固定连接有第一电机16，所述第一电机16的输出端贯穿第一夹板2且固定套接有第三主齿轮37。
32.所述辅助机构包括机械爪3、连接块4、第二电机21、第一转动柱20和第一副齿轮19，所述第一夹板2和第二夹板12之间转动安装有第一转动柱20，所述第一转动柱20的两端贯穿第一夹板2和第二夹板12均固定连接有连接块4，两块所述连接块4的一侧表面均固定连接有机械爪3，所述第一转动柱20的表面固定套接有第一副齿轮19，所述第二电机21的输出端固定套接有第一主齿轮14，所述第一主齿轮14与第一副齿轮19啮合连接。
33.所述转向机构包括连接柱6、第一壳体7、第二壳体8、第四壳体24和转向单片机33，所述连接柱6一端表面固定连接有第一壳体7，所述第一壳体7远离连接柱6的一侧表面固定连接有第四壳体24和第二壳体8，所述第二壳体8与第一壳体7内部连通，所述第二壳体8的内部安装有隔板32，所述隔板32的一侧表面转动安装有第二转动柱31，所述第二转动柱31远离隔板32的一端固定连接有第二接头35，所述第二转动柱31上固定套接有减速齿轮34，
所述第二壳体8的一侧板开设有圆形槽，所述第二接头35位于圆形槽的内部，所述连接柱6的一侧表面固定安装有第一接头29。
34.具体的，所述第一夹板2远离第二夹板12的一侧表面固定连接有第三壳体10，所述第三壳体10与第一夹板2之间转动安装有第二副齿轮38。
35.具体的，所述第三副齿轮39和第三主齿轮37位于第三壳体10的内部，所述第三副齿轮39和第三主齿轮37均与第二副齿轮38啮合连接。
36.具体的，所述第一中空带轮13和第二中空带轮18上带传送连接有高履刺履带1，高履刺履带1越障能力强，整体移动稳定。
37.具体的，所述第一夹板2和第二夹板12之间固定安装有第二基座22，所述第二电机21固定安装在第二基座22上，第二基座22使得第二电机21固定更加稳定。
38.具体的，所述第一夹板2和第二夹板12之间安装有功能箱15，所述第二夹板12靠近功能箱15位置开设有矩形槽，所述矩形槽上卡接有箱盖11，功能箱15挂载空间大，功能扩展性强，可以外接传感器或者增加电池提高续航能力。
39.具体的，所述第一壳体7的内部固定连接有第三基座28，所述第三基座28上固定连接有舵机27。
40.具体的，所述舵机27的输出端固定套接有第二主齿轮30，所述第二主齿轮30与减速齿轮34啮合连接。
41.具体的，所述第二壳体8一侧内壁表面固定安装有转向单片机33，转向单片机33便于控制舵机27转动，实现三维空间中多个方向转动。
42.具体的，所述第四壳体24的一侧内壁表面固定连接有多个弹簧26，多个所述弹簧26远离第四壳体24的一端固定连接有限位板25，多个弹簧26和限位板25便于拆卸和提高连接的稳定性。
43.工作原理：本技术中的移动机构内部安装电池和单片机，本技术中出现的电器元件在使用时均内接电池，转向机构中的舵机27由转向单片机33控制，移动机构中的第二电机21和第一电机16由其内部的单片机控制，本发明在使用时，可以根据需求由多个移动机构首尾相连，每两个移动机构之间安装有均连接有四个转向机构、第二连接件9和第一连接件5，以实现类蛇形，能在三维空间中能向多个方向转动，在移动时，移动机构内部的单片机控制第一电机16开启，第一电机16转动带动第三主齿轮37转动，使得第二副齿轮38带动第三副齿轮39和转动轴36转动，从而使得第二中空带轮18带动高履刺履带1转动，第一电机16为大扭矩驱动电机，动力强劲，实现了整个类蛇形装置的移动，两个转向机构之间由第二接头35和第一接头29连接，并有弹簧26和限位板25挤压固定，连接稳定，拆卸较为便捷。
44.在需要转向时，舵机27转动使得第二主齿轮30带动减速齿轮34转动，从而使得第二转动柱31和第二接头35带动与之相连的移动机构上的第一接头29和连接柱6转动，多个转向机构搭配可以完成多种变形，能在三维空间中能向多个方向转动，遇到装置侧翻时，通过控制第二电机21转动使得第一主齿轮14带动第一副齿轮19和第一转动柱20转动，从而使得两个连接块4和机械爪3做旋转转动，同时搭配转向机构的扭动，便于快速稳定身形，实现装置的正常移动，内部安装有功能箱15，其挂载空间大，功能扩展性强。
45.涉及到电路和电子元器件和控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“中部”、“偏心处”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。