[发明专利]一种蛇形机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人结构，尤其涉及一种蛇形机器人。

背景技术

第一代机械蛇是结合相关理论，建立蛇的行波运动模型，其样机Solid snake利用垂直和水平方向正交的方式建立其蛇身来完成相关运动，这样以每两个正交关节组成一个单元体建立的机械蛇模型，其缺点在于蛇的自由度受到了极大的限制，从而使得其能实现的动作具有很大的局限性。

目前，机械蛇大致发展至第二代。第二代机械蛇，包括美国，日本，以色列，德国以及我国等后续研发的一些机械蛇，均采用了模块化设计的形式，虽然较大程度上增强了其灵动性和机动性，使得其可以实现更多复杂的动作，但这些基本都是采用了小段蛇身相连的形式，并以一舵机驱动一小段蛇身的形式，这就造成了现有机械蛇关节化的问题，也造成了整个机械蛇使用了大量舵机的现象，这既增加了其重量，减少了可利用空间还十分浪费资源，与我们当今全球的环保概念相背离。

发明内容

针对上述的技术缺陷，本发明的目的是提供一种蛇形机器人，通过利用曲柄连杆机构设计蛇身内部运动结构的蛇形机器人。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种蛇形机器人，由若干段模块化蛇身单元首尾相接串联组成，每个模块化蛇身单元包括若干模块化蛇身段，连杆机构，驱动机构和驱动器；所述连杆机构穿插安装于模块化蛇身单元之间，所述驱动器安装于某段模块化蛇身段内部，所述连杆机构通过驱动机构与驱动器连接。

第一种优选方式为：所述模块化蛇身单元包括第一左驱动蛇身段、第一右驱动蛇身段，第一左边蛇身段、第一右边蛇身段和中蛇身段；所述连杆机构包括第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆、第一短连杆、第二短连杆，所述第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、第四长连杆的结构尺寸相同，所述第一短连杆、第二短连杆的结构尺寸相同；所述驱动机构包括曲柄接杆和第一曲柄；所述第一长连杆和第二长连杆分别通过第一孔与第一左驱动蛇身段上的两个孔铰接，通过第四孔与中蛇身段上的两个孔铰接；所述第三长连杆和第四长连杆分别通过第一孔与第一右驱动蛇身段上的两个孔铰接，通过第四孔与中蛇身段上的两个孔铰接；所述第一长连杆与第三长连杆通过第三孔与第二短连杆铰接；所述第二长连杆与第四长连杆通过第三孔与第一短连杆铰接；所述曲柄接杆中的第五孔与第一曲柄上的孔铰接，曲柄接杆的左接杆滑槽与第三长连杆上的第二孔铰接，右接杆滑槽与第四长连杆上的第二孔铰接；所述第一左边蛇身段、第一右边蛇身段的中部有第一带槽接板，第一销钉通过两根长连杆中部的第一长杆滑槽和第一左边蛇身段、第一右边蛇身段中部的第一带槽接板连接；所述第一左驱动蛇身段通过第一蛇身连接孔和第一蛇身连接槽与第一左边蛇身段连接，所述第一左边蛇身段通过第一蛇身连接槽和第二蛇身连接孔与中蛇身段相连；所述中蛇身段通过第二蛇身连接孔和第一蛇身连接槽与第一右边蛇身段连接，所述右边蛇身段通过第一蛇身连接槽和第一蛇身连接孔与第一右驱动蛇身段连接，依次串联组成模块化蛇身单元；所述第一驱动器安装在第一右驱动蛇身段上，所述第一曲柄与第一驱动器连接。

第二种优选方式为：所述模块化蛇身单元包括驱动蛇身段，第二左边蛇身段、第二右边蛇身段，第一左被动蛇身段，第一右被动蛇身段；所述连杆机构包括第五长连杆、第六长连杆、第七长连杆、第八长连杆、第三短连杆、第四短连杆，所述第五长连杆、第六长连杆、第七长连杆、第八长连杆的结构尺寸相同，所述第三短连杆、第四短连杆的结构尺寸相同；所述驱动机构包括第二曲柄；第五长连杆、第六长连杆通过第六孔与驱动蛇身段上的两个孔铰接，通过第九孔与第一左被动蛇身段上的两个孔铰接；第七长连杆、第八长连杆通过第六孔与驱动蛇身段上的两个孔铰接，通过第九孔与第一右被动蛇身段上的两个孔铰接；第五长连杆与第七长连杆通过第七孔与第四短连杆连接；第六长连杆与第八长连杆通过第七孔与第三短连杆连接；两个短连杆上有短连杆中部滑槽，第二曲柄上有曲柄滑槽，驱动蛇身段上有驱动段带槽接板；第二销钉穿过短连杆中部滑槽、曲柄滑槽和驱动段带槽接板；两个短连杆上有短连杆端部滑槽，第二销钉穿过短连杆端部滑槽并与长连杆上第七孔连接；第二左边蛇身段、第二右边蛇身段中部有第二带槽接板；第二销钉通过两根长连杆中部的第二长杆滑槽和第二左边蛇身段、第二右边蛇身段中部的第二带槽接板连接；驱动蛇身段与第二左边蛇身段、第二右边蛇身段通过第四蛇身连接孔与第二蛇身连接槽相连；第一左被动蛇身段、第一右被动蛇身段与第二左边蛇身段、第二右边蛇身段通过第三蛇身连接孔与第二蛇身连接槽相连，依次串联组成模块化蛇身单元；所述第二驱动器安装在驱动蛇身段上，所述第二曲柄与第二驱动器连接。