[发明专利]一种蛇形机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种蛇形机器人及其控制方法，包括若干相互铰接的运动单元，运动单元包括支撑架，支撑架上设置有若干组动力相连的驱动环和驱动装置，各驱动环绕蛇形机器人的轴线做顺时针或逆时针旋转；至少一个驱动环上设置第一调向机构，至少一个驱动环上设置第二调向机构；使用时，通过改变驱动环的转速调节驱动力大小，第一调向机构将其所在驱动环的驱动力转向一侧，第二调向机构将其所在驱动环的驱动力转向另一侧，从而形成与蛇形机器人运动方向相同的合力作为蛇形机器人的驱动力；与现有技术相比，其不需要设置复杂的转向机构，不但简化了机器人的结构，有利于降低控制难度，同时也有利于缩小机器人的提及，满足狭小空间内的作业要求。

技术领域

本申请涉及机器人设备技术领域，具体涉及一种蛇形机器人及其控制方法。

背景技术

蛇形机器人是一种新型仿生机器人，它能够实现像机器蛇一样的“无肢运动”，在许多领域，蛇形机器人有着广泛的运用前景，如在辐射、黑暗、剧毒、狭小等不适宜人类工作的场景，机器人的作用在这一类的生产应用中得到充分认可。

但是现有技术中，蛇形机器人的结构较为复杂，导致其体积较大，而飞机机翼一般为整体式结构，其一旦封闭，则内部空间非常狭小，现有技术中的蛇形机器人不能进出机翼的内部空间以完成多余物的检测和清理工作。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种蛇形机器人及其控制方法，以解决现有技术中存在的狭小空间内作业困难的缺陷。

为实现上述目的，本申请提供一种蛇形机器人，包括若干相互铰接的运动单元，所述运动单元包括支撑架，支撑架上设置有若干组动力相连的驱动环和驱动装置，各所述驱动环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表面套置有第一调向机构，至少一个所述驱动环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的驱动力方向，以在蛇形机器人的运动方向上形成合力。

可选的，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与所述第二调向机构上各调向器的轴线分别偏向于所述蛇形机器人轴线两侧。

可选的，调向器为与驱动环一体相连的调向齿或转动设置于所述驱动环上的调向轮。

可选的，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°。

可选的，驱动装置包括固定于支撑架上的驱动电机，各所述驱动环通过滚动轴承与支撑架转动相连，驱动电机通过相互啮合的传动齿轮和内齿轮与所驱动环动力相连。

可选的，支撑架上还设置有换向架，所述换向架上设置有转动轴，转动轴的一端与传动齿轮相连，其另一端与驱动电机通过相互啮合的端面齿轮和驱动齿轮动力相连；所述内齿轮固定于所述驱动环的内壁。

可选的，两相邻运动单元之间设置有两套相互独立的越障单元，两所述越障单元轴线的连线与机器人的轴线异面；所述越障单元包括相互铰接的第一伸缩装置和第二伸缩装置，第一伸缩装置和第二伸缩装置分别连接两相邻运动单元。

可选的，两相邻运动单元之间设置有至少3套相互独立的越障单元，各所述越障单元绕蛇形机器人的周向方向均匀设置；所述越障单元包括相互铰接的第一伸缩装置和第二伸缩装置，第一伸缩装置和第二伸缩装置分别连接两相邻运动单元。

可选的，第一伸缩装置和第二伸缩装置均为直线电机，所述第一伸缩装置和第二伸缩装置通过万向节铰接相连。

相应的，本发明还公开了一种蛇形机器人的控制方法，通过控制处于工作状态下的所述第一调向机构和第二调向机构的旋向、数量和旋转速度，以产生与运动方向相同的合力，以带动所述蛇形机器人前进、后退或转向；