[实用新型]蛇形机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，特别是涉及一种蛇形机器人。

背景技术

蛇形机器人是一种新型的仿生物机器人，它实现了像蛇一样的“无肢运 动”，是机器人运动方式的一个重大突破。蛇形机器人在许多领域有着广泛 的应用前景，如在有辐射、有剧毒、地震、狭小管道等不适宜人类工作的场 合，这些优势已经在部分生产应用中得到了充分的证实。目前，蛇形机器人 的驱动采用复杂结构的动力元件，因蛇形机器人适于在狭小空间和狭长管道 内运动，在某些特殊应用场合，空间内不允许引入动力元件。因而现有蛇形 机器人的驱动方式限制了蛇形机器人的应用。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种蛇形机器人。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种蛇形机器人，包括驱动装置、万向节、柔性丝及蛇身单元，其中多 个蛇身单元通过万向节依次首尾相连，所述驱动装置设置于末端的蛇身单元 上，各节蛇身单元均通过沿周向分布的三根柔性丝与所述驱动装置连接，各 柔性丝依次穿过所连蛇身单元与所述驱动装置之间的各节蛇身单元，所述驱 动装置用于控制各柔性丝的长度，通过控制三根柔性丝的长度来控制各节蛇 身单元的旋转角度。

所述万向节包括销轴、支撑环及两个关节单元，其中支撑环设置于两 个关节单元之间，两个关节单元通过销轴与支撑环铰接。所述销轴与支撑 环之间设有轴承。所述关节单元上沿周向均布有多个用于引入柔性丝的穿 线孔。所述销轴上布置编码器，所述编码器用于反馈关节位置信息。所述蛇 身单元为空心结构。

所述驱动装置包括机壳和安装在机壳上的多组驱动单元，各组驱动单元 分别与一根柔性丝连接，所述驱动单元用于拉紧或放松与其连接的柔性丝。

所述驱动单元包括电机、滚珠丝杠、导向轴及柔性丝固定单元，其中电 机安装在机壳的外部，所述滚珠丝杠和导向轴相互平行的设置于机壳的内部， 所述滚珠丝杠与电机的输出轴连接、并通过电机的驱动可转动，所述柔性丝 固定单元滑动连接在导向轴上、并通过螺母与滚珠丝杠传动连接，所述柔性 丝固定单元与一根柔性丝连接。所述柔性丝固定单元上设有撞块，所述撞块 起机械限位的作用。

本实用新型的优点及有益效果为：

1.本实用新型应用模块化设计，可灵活设计其节数及单节长度，适应不 同需求。

2.本实用新型采用柔性丝的驱动方式，内部无动力原件。

3.本实用新型每节有两个自由度，控制灵活，可实现较高的位置精度。

4.本实用新型空心的结构设计能简单实现不同应用工具的连接。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中万向节的结构示意图；

图3为本实用新型中驱动装置的结构示意图。

图中：1为万向节，2为蛇身单元，3为编码器，4为关节单元，5为 轴承，6为销轴，7为柔性丝，8为支撑环，7为柔性丝，10为电机，11为 电机座，12为滚珠丝杠，13为导向轴，14为柔性丝固定单元，15为撞块， 16为机壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种蛇形机器人，包括驱动装置、万向节 1、柔性丝7及蛇身单元2，其中多个蛇身单元2通过万向节1依次首尾相连，所 述驱动装置设置于最末端的蛇身单元2上，各节蛇身单元2均通过沿周向均布 的三根柔性丝7与所述驱动装置连接，各柔性丝7依次穿过所连蛇身单元2与所 述驱动装置之间的各节蛇身单元2。所述驱动装置用于控制各柔性丝7的长度， 通过控制三根柔性丝7的长度来控制各节蛇身单元2的旋转角度。

如图2所示，所述万向关节1具有两个转动的自由度，所述万向节1包括销 轴6、支撑环8及两个关节单元4，其中支撑环8设置于两个关节单元4之间， 两个关节单元4通过四根销轴6与支撑环8铰接。所述销轴6上布置编码器3， 所述编码器3用于反馈关节位置信息，可大大提高定位精度。所述关节单元4 与蛇身单元2通过螺钉紧固。

所述销轴6与支撑环8之间设有轴承5，来减小配合间隙对定位精度的影 响(对尺寸较小的情况，可选用工程塑料轴承)。