[发明专利]多段驱动主从式蛇形机器人

说明书

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种多段驱动主从式蛇形机器人，旨在解决现有蛇形机器人地面适应性差、越障能力弱和抵抗环境干扰能力低的问题，本发明蛇形机器人包括第一驱动单元、第二驱动单元、至少一个第三驱动单元、设置在各驱动单元之间的多个蛇身连接单元；第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元均包含至少一个驱动组件；蛇身连接单元包含至少一个蛇身模块或多个串联连接的蛇身模块；驱动组件包括固定构件、动力机构、行走机构；固定构件与相邻的蛇身模块连接，动力机构和行走机构均设置在固定构件上，动力机构与行走机构连接并能够驱动行走机构行走。本发明的蛇形机器人具有较强的地面适应性、越障能力。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种多段驱动主从式蛇形机器人。

背景技术

蛇形机器人是仿照生物蛇的结构特点与运动机理而研制出的一种高冗余度的仿生机器人。与传统的足式、轮式等移动机器人相比，蛇形机器人身体细长，运动形式多样，具有较强的地面适应能力，在灾后救援、管道勘察、未知环境侦测、障碍物清除等领域具有广阔的应用前景。

目前，国内外学者均对蛇形机器人进行了大量研究，现有技术中，蛇形机器人结构主要是被动轮式和主动轮式，其中，被动轮式利用身体关节扭动产生的摩擦力驱动蛇形机器人向前运动，该种结构的蛇形机器人地面适应性差且越障能力弱，主动轮式利用驱动电机直接驱动蛇形机器人向前运动，该种结构的蛇形机器人体积大且运动灵活度低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有蛇形机器人地面适应性差、越障能力弱和运动灵活度低的问题，本发明提供了一种多段驱动主从式蛇形机器人，所述蛇形机器人包括第一驱动单元、第二驱动单元、至少一个第三驱动单元、多个蛇身连接单元；

所述第一驱动单元、第二驱动单元分别设置于蛇形机器人头部和尾部；所述第一驱动单元与相邻的第三驱动单元之间通过蛇身连接单元连接；所述第二驱动单元与相邻的第三驱动单元之间通过蛇身连接单元连接；当第三驱动单元为多个时，各第三驱动单元之间通过蛇身连接单元连接；

所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元均包含至少一个驱动组件；所述蛇身连接单元包含至少一个蛇身模块或多个串联连接的蛇身模块；

所述驱动组件包括固定构件、动力机构、行走机构；所述固定构件与相邻的蛇身模块连接，所述动力机构和所述行走机构均设置在所述固定构件上，所述动力机构与所述行走机构连接并能够驱动所述行走机构行走。

在一些优选实施例中，所述动力机构包括第一驱动构件、传动构件；

所述第一驱动构件包括两个行驶驱动舵机，两个行驶驱动舵机分别设置于所述固定构件的前部、后部；

所述传动构件包括转动连接方式设置于所述固定构件的两套轮组，所述轮组包括驱动轮和导轮组；所述行驶驱动舵机的输出轴舵盘与所述驱动轮连接用于驱动所述驱动轮转动。

所述行走机构包括在所述固定构件左侧、右侧对称设置的两条履带，所述履带贴合所述驱动轮和所述导轮组设置，所述驱动轮与所述履带啮合以驱动所述履带移动，所述导轮组与所述履带紧密贴合为履带提供支撑。

在一些优选实施例中，所述驱动组件还包括两个防护板；两个防护板分别设置于所述传动构件外侧，与所述固定构件固定连接。

在一些优选实施例中，所述蛇身模块包括骨架、第一连接件、第二驱动构件；

所述第一连接件可转动地设置于所述骨架的一端，所述第二驱动构件固设于所述骨架；所述第二驱动构件为关节驱动舵机，所述关节驱动舵机可以驱动所述第一连接件绕关节驱动舵机输出轴轴向转动。

在一些优选实施例中，所述蛇身模块远离所述第一连接件的一端为固定连接端；所述蛇身模块设置所述第一连接件的一端为转动连接端；

所述串联连接的多个蛇身模块，相邻两个蛇身模块为同端连接：