[实用新型]蛇形机器人用叶片轮式移动机构

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种蛇形机器人用叶片轮式移动机构。

背景技术

1972年，日本东京大学的Hirose教授率领其科研团队研制出世界上第一台蛇形机器人ACM(Active Cord Mechanism)，随着研究的深入，出现了一系列的蛇形机器人，如ACM-R3机器人、ACM-R5机器人。经过机器人防水处理后，ACM-R5又可实现水下的自由游动，其游动速度最低为0.9m/min。由美国密歇根大学研制的OmniTread机器人，该机器人总长度1270mm，总质量13.6kg，最高爬行速度可达到0.1m/s，最高可翻越457mm高障碍物、跨660mm壕沟，其最大侧翻角度为22°、最小转弯半径530mm。除此之外，德国国家信息技术研究中心先后研制出GMD-Snake和GMD-Snake2蛇形机器人，美国卡耐基梅隆大学研究了用于攀爬的模块化蛇形机器人，挪威科技大学研制了无轮式的蛇形机器人Aiko和Kullo等等。

中国科学院沈阳自动化所于2001年研制出一种模块化可重构的蛇形机器人，随着研究的深入，该所研制出了三维蛇形机器人巡视者Ⅱ和探查者Ⅲ。巡视者Ⅱ全长约1.2m，组成巡视者Ⅱ的模块为模块化万向单元，具有俯仰、偏航和回转3自由度。回转自由度的增加使机器人具有更高的运动灵活性。探查者Ⅲ可实现水陆两栖复杂环境的运动。

综上所述，国内外蛇形机器人的研究取得了长足的进展。但是，目前的蛇形机器人的移动机构还存在以下不足：①大多采用单轴转动关节，只具有平面运动能力；②由三轴转动结构组成的蛇形机器人能实现三维运动，但对舵机的输出力矩要求很高，从而导致机器人的尺寸大、功耗大、造价昂贵；③若机器人遇到低矮障碍时，或外界干扰引起身形发生大幅度变化时，很难顺利完成翻越运动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其结构简单，实现成本低，能够使蛇形机器人具有更好的翻越和攀爬障碍物的能力，提高了蛇形机器人对路面的适应能力，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：包括内圆箍和连接在内圆箍上且伸出内圆箍外部的三个弹簧叶片，所述内圆箍的中心位置处设置有轴孔，所述内圆箍的圆周上相互间隔120°设置有三个卡槽，三个弹簧叶片与内圆箍连接的一端分别卡合连接在三个卡槽内，所述弹簧叶片伸出内圆箍外部的一端端部为弧形弯曲部，三个弹簧叶片的弧形弯曲部的弯曲方向相同。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述内圆箍上径向设置有与轴孔相连通的结构缝。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述内圆箍的中心位置处设置有圆形凸起，所述轴孔设置在圆形凸起的中心位置处；所述内圆箍靠近外圆周的位置处设置有圆环形凸起，所述内圆箍上径向均匀设置有多个位于圆环形凸起的外圈外部的矩形凸起。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述弹簧叶片卡合连接在卡槽内后再通过胶与内圆箍粘接。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述内圆箍的直径为20mm，所述弹簧叶片的长度为40mm，宽度为8mm。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述轴孔的形状为D形。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述轴孔的圆弧边的直径为2.5mm。

上述的蛇形机器人用叶片轮式移动机构，其特征在于：所述弹簧叶片的弧形弯曲部的弯曲角度为150°。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型与现有技术中的叶片轮式移动机构相比，有内圆箍，无外圈，结构更加简单，实现成本更低。

2、本实用新型的体积小，用于蛇形机器人时，有助于整体缩小蛇形机器人的体积，便于实现更好的运动效果。

3、本实用新型的弹簧叶片伸出内圆箍外部，应用在蛇形机器人上后，蛇形机器人行走时，弹簧叶片直接接触地面，能够使蛇形机器人具有更好的翻越和攀爬障碍物的能力，使蛇形机器人能够在各种崎岖的地面上行走，完成位姿的变换，提高了蛇形机器人对路面的适应能力。

4、本实用新型将多个弹簧叶片的弧形弯曲部的弯曲方向设置为相同方向，在该叶片轮式移动机构应用在蛇形机器人上后，一方面能够防止蛇形机器人前进时将杂物卷起卡住叶片轮式移动机构，另一方面在蛇形机器人翻越障碍物时，弹簧叶片能够起到挂钩的作用。