[发明专利]一种仿生蛇形蠕动机器人

说明书

本发明涉及一种仿生蛇形蠕动机器人，包括摄像装置、仿生蛇头、蛇身关节和蛇尾，所述摄像装置位于所述仿生蛇头上，所述蛇身关节连接所述仿生蛇头和所述仿生蛇尾；所述蛇身关节包括驱动装置、转向装置、控制器和支架；所述控制器分别控制所述驱动装置和所述转向装置实现仿生蛇形蠕动机器人的直线移动和转向。本申请的仿生蛇形蠕动机器人可以在狭窄的空间内前行并完成探测作业，具有运动灵活、工作可靠、续航时间长的特点。

技术领域

本发明涉及一种蛇形机器人，具体涉及一种仿生蛇形蠕动机器人。

背景技术

近些年来，机器人的研究领域十分火热，研究方向也多种多样，特别是仿生技术与机器人技术的结合，使得机器人的结构设计和运动模式有了更多种选择，运动性能也有了较大的突破，仿生机器人因此越来越受众多关注。

蛇形机器人是当前仿生机器人研究领域中的热点之一，依据生物蛇的结构和运动特性设计而成，具有优良的性能。蛇因其独特的无附肢运动方式，非常适合于在条件恶劣而又复杂多变的环境中生存，具有极强的环境适应能力，若能使机器人具有这种运动能力，将会极大提高机器人的应用。

目前，虽然蛇形机器人的种类多种多样，但其研究方向大多着手于如何实现蛇的蜿蜒运动，而蜿蜒运动具有一定的局限性，仅适用于宽阔的空间内，无法在狭窄的空间内前进运动。因此在实际的科学勘探侦测作业中，往往存在着探测盲区，对许多科学侦测任务带来了较大的困扰。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景的不足，提供一种仿生蛇形机器人，该机器人既能在宽阔的空间内实现蜿蜒运动，又可在狭窄的环境中通过拱起蛇身进行蠕动，其形态较小并且具有运动灵活、工作可靠的特点。

本发明的技术方案是：

一种仿生蛇形蠕动机器人，其特征在于，包括：摄像装置、仿生蛇头、蛇身关节和仿生蛇尾，其中所述摄像装置位于所述仿生蛇头上，其包括摄像头和电源，所述蛇身关节连接所述仿生蛇头和所述仿生蛇尾；所述蛇身关节包括驱动装置、转向装置、控制器和支架；所述控制器分别控制所述驱动装置和所述转向装置实现仿生蛇形蠕动机器人的直线移动和转向。

进一步地；所述支架包括前支架和后支架。所述支架由四段舵机支架连接而成，起到固定舵机的作用；舵机均固定于支架内端，外端带动舵盘的转动；

进一步地；所述驱动装置包括蠕动板、第一舵机和第一舵盘；所述第一舵机经转轴和第一舵盘与所述蠕动板固定，所述第一舵机设置在后支架内侧，所述第一舵盘设置在后支架外侧；所述蠕动板包括相对设置的两个蠕动板，可以提高移动的稳定性。

进一步地；所述第一舵盘内圈均固定于所述第一舵机的转轴上；所述蠕动板的一端均固定于第一舵盘的外圈，所述第一舵机转动带动所述第一舵盘转动进而引起所述蠕动板上下摆动。

进一步地；两所述蠕动板的另一端经弹性绳索连接形成闭环封口，所述蠕动板上下摆动时，所述弹性绳索会随着摆动幅度的大小作出适应性的弹性调。所述绳索具有一定的弹性，可随蠕动板上下摆动，并且能避免摆动过程中与连接板发生刚性碰撞而造成故障。进而提高移动稳定性。

进一步地；所述转向装置包括连接板、第二舵盘和第二舵机；所述第二舵机经转轴与所述第二托盘固定；所述连接板的两端分别固定于所述第二托盘上，所述连接板用于连接同一蛇身关节内的两个支架，其两端均固定于舵盘之上，随舵盘的转动进而控制蛇身关节的转动方向。所述连接板包括上连接板和下连接板。

进一步地；所述第一舵机设置在后支架内，所述第二舵机分别设置在后支架和前支架内。

进一步地；所述控制器每节蛇身有两个，分为前控制器和后控制器，分别固定于连接板上，用于控制所述第一舵机和所述第二舵机的转向与转速。其中下端控制器控制前一关节支架内的四个舵机转动，上端控制器控制后一关节支架内的两个舵机转动，两者的共同作用决定蛇身的前进或转向运动状态。