[发明专利]一种蛇形机器人

权利要求书

1.一种蛇形机器人，其特征在于，包括若干首尾连接的蛇形机器单元，所述蛇形机器单元包括一个鳞片套筒（1）和一个主套筒（2）；设置在主套筒（2）内依次排列的偏转舵机组件、往复平移舵机组件、以及连接有舵盘连接器（8）的回转舵机组件；所述主套筒（2）上固定有若干滚轮组件，所述鳞片套筒（1）内壁与滚轮组件接触，并套在所述主套筒（2）外；所述主套筒（2）上设有一个滑动槽（16），所述滑动槽（16）内设有一与往复平移舵机组件配接并能在往复平移舵机组件的驱动下在滑动槽（16）内做往复运动的拨叉（15）；所述鳞片套筒（1）与拨叉（15）固定。

2.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述回转舵机组件包括第一回转舵机支撑盘（3）、第二回转舵机支撑盘（4）以及固定在两个回转舵机支撑盘之间的回转舵机（5），所述回转舵机（5）输出轴配接一个外齿轮（6），外齿轮（6）与一个内齿轮环（7）啮合，所述舵盘连接器（8）与内齿轮环（7）连接固定，所述内齿轮环（7）同时与第二回转舵机支撑盘（4）和一个压接盘（9）同轴心，所述内齿轮环（7）、所述第二回转舵机支撑盘（4）、所述压接盘（9）与若干滚珠（10）构成一个滚动轴承。

3.根据权利要求2所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的往复平移舵机组件包括一个往复舵机（11）以及两个用于固定往复舵机（11）的往复平移舵机支撑件（12），所述往复平移舵机支撑件（12）与主套筒（2）固定；所述往复舵机（11）输出轴配接有一个往复舵机舵盘（14），所述拨叉（15）通过销轴固定在往复舵机舵盘（14）上，拨叉（15）顶端开有螺纹孔，通过螺钉与鳞片套筒（1）固定。

4.根据权利要求3所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述的偏转舵机组件包括一个偏转舵机（17）以及两个与主套筒（2）固定的偏转舵机支撑件（18），所述偏转舵机（17）输出轴配接有主舵盘（19），所述主舵盘（19）与相邻的蛇形机器单元的舵盘连接器（8）配接。

5.根据权利要求3所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述鳞片套筒（1）由圆柱套筒（20）和若干固定在圆柱套筒（20）上的刚性鳞片（21）组成，所述鳞片套筒（1）所受摩擦力是各向异性的，且前进时摩擦力远小于后退时的摩擦力，当鳞片受到导线压力作用时会产生轻微变形，压力解除后恢复变形。

6.一种蛇形机器人的控制方法，其特征在于，包括：

直线段行走方法：在直线段行走时，各个蛇形机器单元体首尾连接等螺距缠绕在导线上，通过每个单元上鳞片套筒的有序伸缩，并借助鳞片套筒上鳞片的逆止功能，使得蛇形机器人整体以缠绕姿态前进，具体包括以下步骤：

步骤1：机器人编号为奇数的鳞片套筒向前移动到首端； 

步骤2：机器人编号为偶数的鳞片套筒向前移动到首端；

步骤3：机器人所有的鳞片套筒全部移动到末端，机器人机体向前移动一个步长；

重复步骤1至步骤3即可实现机器人连续的向前移动；

遇到障碍物的攀越方法：各个蛇形机器单元按照螺旋姿态以一定压力逐步缠绕障碍物，借助鳞片套筒的有序伸缩移动和鳞片逆止功能，提供机器人前进的驱动力，使得机器人整体缠绕越过障碍物，进入下一个直线段行走姿态。