[发明专利]一种新型蛇形机器人转向机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是一种新型蛇形机器人转向机构。

背景技术

蛇形机器人作为一类新型可移动柔性机器人，以其具有的多步态运动能力以及出色的环境适应能力，成为当今机器人领域研究的一个热点；转向机构是蛇形机器人的中药结构之一，转向机构起到连接两个躯体单元并输出运动的作用，转向机构设计的合理与否，直接决定了蛇形机器人的运动性能，蛇形机器人所用的转向机构，应具有可变角度大、力学性能优良、运动精确等优点；目前所公布的蛇形机器人转向机构大多具有结构复杂、可维护性差和力学性能差等缺点，不适用于较大结构及承载情况下的蛇形机器人要求；基于上述原因，需要对现有技术的蛇形机器人转向机构进行改进和改良，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变角度大、力学性能优良、运动精确的新型蛇形机器人转向机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型蛇形机器人转向机构，包括前箱体、球铰盘导轨、球铰盘、短球头杆、连接板、丝杠螺母、直线轴承、后箱体、长球头杆、导杆、电机、联轴器和丝杠；所述前箱体上固定连接有三个球铰盘导轨，各个球铰盘导轨上均对应设置有一个球铰盘；所述球铰盘上设置有两根短球头杆和一根长球头杆，短球头杆和长球头杆的球头端均设置在球铰盘上，短球头杆的另一端设置有连接板，连接板上固定安装有丝杠螺母、直线轴承；所述后箱体上固定安装有电机、联轴器、四根导杆和两根丝杠，四根导杆均穿过直线轴承，两根丝杠通过联轴器与电机的转轴连接，且丝杠穿过连接板上的丝杠螺母。

作为本发明进一步的方案：所述球铰盘导轨通过螺栓固定连接在前箱体上，球铰盘导轨为T型结构从而与球铰盘底座配合形成滑动机构；三个球铰盘导轨之间的两两夹角均为120度，三个球铰盘导轨的交点与前箱体的表面中心重合；所述长球头杆与上部的球铰盘导轨内的球铰盘连接。

作为本发明再进一步的方案：所述球铰盘包括球铰盘上盖、球铰盘下盖和球铰盘底座，球铰盘上盖与球铰盘下盖之间通过四根螺钉固定连接，球铰盘下盖与球铰盘底座也通过四根螺钉固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述连接板通过螺纹固定连接在短球头杆的螺纹端，短球头杆与连接板具有垂直关系；丝杠螺母通过螺钉固定连接在连接板上，直线轴承通过螺纹固定连接在连接板上。

作为本发明再进一步的方案：所述导杆通过螺纹固定连接在后箱体上，且垂直于后箱体的表面；所述导杆穿过直线轴承使连接板与后箱体的表面平行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，能为蛇形机器人提供一种可变角度大、力学性能优良、运动精确的转向机构，大大提高了蛇形机器人的运动性能；工作时，所述电机通过联轴器带动丝杠旋转，丝杠将电机的转动转化成丝杠螺母的移动，并使连接板沿着导杆移动；因为是由电机的转动带动连接板移动，所以控制电机的转动就可以控制连接板的位置，从而控制两个短球头杆的位置，然后通过球铰盘将短球头杆的位置变化传递给前箱体，从而使前箱体与后箱体之间实现多角度的转向。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中球铰盘机构的结构示意图。

图3为本发明中连接板机构的结构示意图。

其中，1-前箱体；2-球铰盘导轨；3-球铰盘；4-短球头杆；5-连接板；6-丝杠螺母；7-直线轴承；8-后箱体；9-长球头杆；10-导杆；11-电机；12-联轴器；13-丝杠；31-球铰盘上盖；32-球铰盘下盖；33-球铰盘底座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种新型蛇形机器人转向机构，包括前箱体1、球铰盘导轨2、球铰盘3、短球头杆4、连接板5、丝杠螺母6、直线轴承7、后箱体8、长球头杆9、导杆10、电机11、联轴器12和丝杠13；所述前箱体1上固定连接有三个球铰盘导轨2，各个球铰盘导轨2上均对应设置有一个球铰盘3；所述球铰盘3上设置有两根短球头杆4和一根长球头杆9，短球头杆4和长球头杆9的球头端均设置在球铰盘3上，短球头杆4的另一端设置有连接板5，连接板5上固定安装有丝杠螺母6、直线轴承7；所述后箱体8上固定安装有电机11、联轴器12、四根导杆10和两根丝杠13，四根导杆10均穿过直线轴承7，两根丝杠13通过联轴器12与电机11的转轴连接，且丝杠13穿过连接板5上的丝杠螺母6。