[发明专利]一种蚯蚓仿生机器人

说明书

本发明提供了一种蚯蚓仿生机器人。蚯蚓仿生机器人包括形成躯干的中部以及形成头部与尾部的两个端部，两个端部通过介于二者之间的中部进行装配；中部用以进行轴向伸缩运动，端部用以进行径向膨胀与收缩运动；端部包括柔性套和用于使得柔性套膨胀与收缩的驱动机构，驱动机构包括中空状的固定壳体、套环和外周表面具有第一凸轮槽的凸轮体；中部包括支撑壳体、凸轮轴、中轴、连接在中轴两端的连接铰链、连接套以及可产生轴向伸缩配合的两个中壳。本发明可以交替实现头部和尾部的径向膨胀与收缩运动以及中部的轴向伸缩运动，从而实现爬行，具有体积小、适用性好的优点。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种蚯蚓仿生机器人。

背景技术

管道机器人在如原油管道、天然气管道等在大型的管道内的结构安全检测有着较为频繁的运用。一般的管道机器人由移动机构部分、检测部分和控制部分组成。

传统的管道机器人以轮式、履带式为主，它们相应面临着体积庞大的问题。此外在非结构性的狭小场景领域，例如垂直度较大管道内或者自然环境非平整狭窄通道中，轮式、履带式的环境适应能力较差。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种体积小、适应性好的蚯蚓仿生机器人。

为了实现上述主要目的，本发明提供了一种蚯蚓仿生机器人，包括形成躯干的中部以及形成头部与尾部的两个端部，两个端部通过介于二者之间的中部进行装配；中部用以进行轴向伸缩运动，端部用以进行径向膨胀与收缩运动；

端部包括柔性套和用于使得柔性套膨胀与收缩的驱动机构；

驱动机构包括中空状的固定壳体、套环和外周表面具有第一凸轮槽的凸轮体；柔性套设置在固定壳体的外周；凸轮体转动设置在固定壳体内；固定壳体具有沿前后方向设置的一个或多个导向槽，套环具有向外凸出以与导向槽配合的导向凸起和向内凸出以与第一凸轮槽配合的第一滑动凸起；

导向凸起上设有用于挤压柔性套以使其产生径向形变的挤压部，凸轮体转动时能带动套环在导向槽内滑动，并通过挤压部挤压柔性套使其进行膨胀与收缩运动；

中部包括支撑壳体、凸轮轴、中轴、连接在中轴两端的连接铰链、连接套以及可产生轴向伸缩配合的两个中壳；

支撑壳体设置在头部的固定壳体上，支撑壳体内设有第二滑动凸起；凸轮轴的前端与凸轮体滑动配合，凸轮轴的后端设有与第二滑动凸起相适配的第二凸轮槽，以使得在凸轮体转动时凸轮轴产生轴向滑动；

中轴通过其中一个连接铰链与头部的凸轮轴相连接，中轴通过另外一个连接铰链与尾部的凸轮体相连接；其中中轴与其中一个中壳固定连接，并与另外一个中壳滑动连接以在中轴产生轴向运动时驱使两个中壳产生轴向伸缩；

两个中壳分别通过连接套与头部的支撑壳体、尾部的固定壳体相连接。

作为本发明的一种具体实施方案，凸轮体和固定壳体中的一个设有回转槽，凸轮体和固定壳体中的另一个设有回转凸台，以将凸轮体转动连接在固定壳体上。

作为本发明的一种具体实施方案，套环具有多个导向凸起，多个导向凸起沿周向方向阵列并分别滑动设置在不同的导向槽内。

作为本发明的一种具体实施方案，柔性套为硅胶套，挤压部与柔性套之间抵接或固定连接。

作为本发明的一种具体实施方案，凸轮体上设有沿前后方向设置的一个或多个滑槽，凸轮轴的前端设有与滑槽相配合的滑块，以使得凸轮轴在与凸轮体同步转动的过程中能产生轴向滑动。

作为本发明的一种具体实施方案，连接铰链为万向节。

作为本发明的一种具体实施方案，连接套为可产生形变的柔性材料制成的筒状套，以使得仿生机器人可以产生整体弯曲。