[发明专利]一种蛇形机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种蛇形机器人，包括若干相互铰接的运动单元(1)，其特征在于，所述运动单元(1)包括支撑架(101)，支撑架(101)上设置有若干组动力相连的驱动环(102)和驱动装置(103)，各所述驱动环(102)绕蛇形机器人的轴线做顺时针或逆时针旋转；

至少一个所述驱动环(102)表面套置有第一调向机构，至少一个所述驱动环(102)表面套置有第二调向机构，所述第一调向机构和第二调向机构调节其所在驱动环(102)的驱动力方向，以在蛇形机器人的运动方向上形成合力；

所述第一调向机构和第二调向机构均包括若干相互平行的调向器，所述第一调向机构上各调向器的轴线向蛇形机器人轴线左侧倾斜，第二调向机构上各调向器的轴线向蛇形机器人轴线右侧倾斜；

所述调向器为转动设置于所述驱动环(102)上的调向轮(3)；

所述驱动装置(103)包括固定于支撑架(101)上的驱动电机(1031)，各所述驱动环(102)通过滚动轴承(4)与支撑架(101)转动相连，驱动电机(1031)通过相互啮合的传动齿轮(1032)和内齿轮(1033)与所述驱动环(102)动力相连；所述支撑架(101)上还设置有换向架(1034)，所述换向架(1034)上设置有转动轴(1035)，转动轴(1035)的一端与传动齿轮(1032)相连，其另一端与驱动电机(1031)通过相互啮合的端面齿轮(1036)和驱动齿轮（1037）动力相连；所述内齿轮(1033)固定于所述驱动环(102)的内壁；

两相邻所述运动单元(1)之间设置有两套相互独立的越障单元(5)，两所述越障单元(5)轴线的连线与机器人的轴线异面；所述越障单元(5)包括相互铰接的第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)，第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)分别连接两相邻运动单元(1)；

所述第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)均为直线电机，所述第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)通过万向节(53)铰接相连。

2.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，所述第一调向机构上各调向器的轴线和第二调向机构上各调向器的轴线关于所述蛇形机器人的轴线对称，其倾斜角度为30°-60°。

3.根据权利要求1所述的一种蛇形机器人，其特征在于，两相邻所述运动单元(1)之间设置有至少3套相互独立的越障单元(5)，各所述越障单元(5)绕蛇形机器人的周向方向均匀设置；所述越障单元(5)包括相互铰接的第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)，第一伸缩装置(51)和第二伸缩装置(52)分别连接两相邻运动单元(1)。

4.基于权利要求1到3中任意一项所述蛇形机器人的控制方法，其特征在于，通过控制左调向器和右调向器的旋向、数量和旋转速度，以产生与运动方向相同的合力，带动所述蛇形机器人前进、后退或以任意角度转向；

通过第一伸缩装置和第二伸缩装置的收缩或伸展调节，使各越障单元的长度相异，以带动各所述运动单元实现抬头或低头越障。