CN101434070A - 一种水陆两栖蛇形机器人关节模块 - Google Patents

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CN101434070A CNA2007101582828A CN200710158282A CN101434070A CN 101434070 A CN101434070 A CN 101434070A CN A2007101582828 A CNA2007101582828 A CN A2007101582828A CN 200710158282 A CN200710158282 A CN 200710158282A CN 101434070 A CN101434070 A CN 101434070A
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CNA2007101582828A
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李斌
马书根
叶长龙
王越超
龚海里
张国伟
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Abstract

本发明涉及机器人研究和工程领域，具体是一种水陆两栖蛇形机器人关节模块。包括舵机、连接板，及扭转板、差动驱动机构，整体安装在外壳内，所述舵机包括扭转舵机、第一～二偏转舵机，扭转板安装在扭转舵机上，第一偏转舵机和二偏转舵机的轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板与差动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一～四直齿轮、第一～三伞齿轮组成，其中：第一直齿轮安装在第一偏转舵机上，经第二直齿轮与第三直齿轮相啮合，第三直齿轮与第一伞齿轮相连，第一伞齿轮经第二伞齿轮与第三伞齿轮啮合，第三伞齿轮与安装在第二偏转舵机上的第四直齿轮相连接。本发明具有三自由度，适用于水陆场合。

Description

一种水陆两栖蛇形机器人关节模块
技术领域
本发明涉及机器人研究和工程领域，具体是一种水陆两栖蛇形机器人关节模块。
背景技术
.蛇形机器人具有稳定性好、横截面小、柔性等特点，能在各种粗糙、陡峭、崎岖的复杂地形上行走，并可攀爬障碍物，在水中游动，这是以轮子或腿作为行走工具的机器人难以做到的。蛇形机器人一般由多个关节模块组成，在目前已有的蛇形机器人中，关节模块的结构和功能也各有不同，绝大多数都是应用于陆地环境，这类模块不适用于水陆两栖环境。
发明内容
本发明的目的是克服上述模块中的不足，提出一种新的、适用于水陆两栖环境的三自由度关节模块。
本发明的技术方案是：包括舵机、连接板，其特征在于：还包括扭转板、差动驱动机构，整体安装在外壳内，所述舵机包括扭转舵机、第一～二偏转舵机，扭转板安装在扭转舵机上，第一偏转舵机和二偏转舵机的轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板与差动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一～四直齿轮、第一～三伞齿轮组成，其中：第一直齿轮安装在第一偏转舵机上，经第二直齿轮与第三直齿轮相啮合，第三直齿轮与第一伞齿轮相连，第一伞齿轮经第二伞齿轮与第三伞齿轮啮合，第三伞齿轮与安装在第二偏转舵机上的第四直齿轮相连接；
第一～三伞齿轮为∏形结构；呈90度角方式加设有翼于外壳外表面，并在翼上装有被动轮；所述翼至少为两个，均布；所述扭转板具有可在底座上旋转的阶梯式桩结构部；所述连接板上设有通过阶梯式桩结构部与另一模块扭转板相连的孔。
本发明优点如下：
本发明关节模块可用于组成水陆两栖蛇形机器人，具有三自由度。其外壳形状为圆筒，筒上有4个成90度的翼，翼上带有滚轮，连接板通过差动驱动机构可进行左右摆动和俯仰运动，扭动板可绕其中心进行旋转运动。
附图说明
图1为三自由度关节模块外形图。
图2为三自由度关节模块内部结构图。
图3为图2中模块内部结构的另一视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明外观如图1所示，内部结构如图2、3，由扭转舵机1、第一偏转舵机2、第二偏转舵机3、第一直齿轮4、第二直齿轮5、第三直齿轮6、第一伞齿轮7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第四直齿轮10、连接板11、扭转板12等组成，整体安装在外壳13内。所述扭转舵机1与扭转板12相连接，扭转舵机1转动可使扭转板12产生旋转运动。所述第一偏转舵机2与第一直齿轮4相连，第一直齿轮4经第二直齿轮5与第三直齿轮6相啮合，第三直齿轮6与第一伞齿轮7相连，所述第二偏转舵机3与第四直齿轮10安装在一起，第四直齿轮10与第三伞齿轮9相连，第二伞齿轮8连接在连接板11上，分别与第一伞齿轮7和第三伞齿轮9相啮合，组成差动驱动机构；其中第一～三伞齿轮为∏形结构。外壳13为圆形，上面安装有4个与外壳外表面成90度角的翼14，在每个翼14上装有两个被动轮15。
关节模块具有三个自由度，当第一伞齿轮7与第三伞齿轮9以相同方向、相同速度运动时，第二伞齿轮8带动连接板11产生附仰运动，当第一伞齿轮7与第三伞齿轮9以相反方向、相同速度运动时，第二伞齿轮8带动连接板11产生左右运动。一个模块的连接板可以与另一个模块的扭转板连接(所述扭转板12具有可在底座上旋转的阶梯式桩结构部；所述连接板11上设有通过阶梯式桩结构部与另一模块扭转板相连的孔)。根据需要，可以用模块组成不同长度的蛇形机器人。
本实施例中单个模块的尺寸为
Figure A200710158282D00041
140mm×124mm。所述扭转舵机1、第一～二偏转舵机2～3以电机为主结构，属于现有技术。

Claims (6)

1.一种水陆两栖蛇形机器人关节模块，包括舵机、连接板，其特征在于：还包括扭转板(12)、差动驱动机构，整体安装在外壳(13)内，所述舵机包括扭转舵机(1)、第一～二偏转舵机(2～3)，扭转板(12)安装在扭转舵机(1)上，第一偏转舵机(2)和二偏转舵机(3)的轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板(11)与差动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一～四直齿轮、第一～三伞齿轮组成，其中：第一直齿轮(4)安装在第一偏转舵机(2)上，经第二直齿轮(5)与第三直齿轮(6)相啮合，第三直齿轮(6)与第一伞齿轮(7)相连，第一伞齿轮(7)经第二伞齿轮(8)与第三伞齿轮(9)啮合，第三伞齿轮(9)与安装在第二偏转舵机(3)上的第四直齿轮(10)相连接。
2.按照权利要求1所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于：第一～三伞齿轮(7～9)为II形结构。
3.按照权利要求1所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于：呈90度角方式加设有翼(14)于外壳(13)外表面，并在翼(14)上装有被动轮(15)。
4.按照权利要求3所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于：所述翼至少为两个，均布。
5.按照权利要求1所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于：所述扭转板(12)具有可在底座上旋转的阶梯式桩结构部。
6.按照权利要求1所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于：所述连接板(11)上设有通过阶梯式桩结构部与另一模块扭转板相连的孔。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101695833B (zh) * 2009-10-22 2011-05-04 重庆交通大学 叶片轮式蛇形机器人
CN105313110A (zh) * 2014-07-16 2016-02-10 中国科学院沈阳自动化研究所 一种水下滑翔蛇形机器人
CN108999875A (zh) * 2018-07-26 2018-12-14 北京机械设备研究所 一种用于博登拉线的柔顺转向机构
CN110774276A (zh) * 2019-10-25 2020-02-11 东莞理工学院 一种具有远程控制的地下探测用机器蛇
CN111844122A (zh) * 2019-04-30 2020-10-30 长春工业大学 一种具有三向舵机正交连接结构的蛇形机器人蛇身关节
CN113752242A (zh) * 2021-09-26 2021-12-07 河海大学 一种仿生蛇形机器人的机械结构

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PB01 Publication
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