CN103612683A - 一种履带式多关节蛇形机器人 - Google Patents

一种履带式多关节蛇形机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN103612683A
CN103612683A CN201310652111.6A CN201310652111A CN103612683A CN 103612683 A CN103612683 A CN 103612683A CN 201310652111 A CN201310652111 A CN 201310652111A CN 103612683 A CN103612683 A CN 103612683A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
joint
module
drive
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310652111.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103612683B (zh
Inventor
赵丹
王飞
刘少刚
舒海生
赵华鹤
赵明月
鱼展
陈璐
高春晓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201310652111.6A priority Critical patent/CN103612683B/zh
Publication of CN103612683A publication Critical patent/CN103612683A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103612683B publication Critical patent/CN103612683B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供的是一种履带式多关节蛇形机器人。包括关节模块、驱动模块和连接模块。所述关节模块包括三个“V”形侧板,两个相邻侧板之间通过轴承安装三根轮轴将三个“V”形侧板连接形成等边三角形分布,每根轮轴上固定安装两个履带轮,在三根轮轴上形成两排履带轮,每排履带轮上安装履带,一根位于端部的轮轴上还固定安装一个关节链轮。驱动模块安装在关节模块内部,连接模块位于相邻的两个关节模块之间,驱动模块的一个蜗杆架与连接模块的一部分的连接板架连接实现两个关节模块之间的连接,驱动模块的驱动链轮与关节模块的关节链轮之间链条传动。本发明稳定性好和地面适应能力强,适用于灾难救援、探测、消防、运输以及太空探索等领域。

Description

一种履带式多关节蛇形机器人
技术领域
本发明涉及的是一种机器人,具体地说是一种履带式多关节蛇形机器人。
背景技术
蛇形机器人具有较强的地面适应能力、稳定性好、结构具有柔性等特点,并且可以在各种复杂的地形中行走,具有强大的越障能力。目前,国内外也已经研究出很多结构不同的蛇形机器人,但是现有的蛇形机器人多数只是实现二维运动,难以适应于三维作业空间,虽然申请号为03133909.3的专利文件中公开的《一种具有地面适应能力的蛇形机器人》,以及申请号为02280911.2的专利文件中公开的《模块化可变结构蛇形机器人》中的设计具有一定的三维运动能力,但是其单个连接模块却只具有二维运动形式,不能同时实现三维运动。而且,目前的蛇形机器人还存在动力不足等缺点,极大地限制了蛇形机器人的实际应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地面适应能力和三维空间作业能力强的履带式多关节蛇形机器人。
本发明的目的是这样实现的:
包括关节模块、驱动模块和连接模块;
所述关节模块包括三个“V”形侧板,两个相邻侧板之间通过轴承安装三根轮轴将三个“V”形侧板连接形成等边三角形分布,每根轮轴上固定安装两个履带轮,在三根轮轴上形成两排履带轮,每排履带轮上安装履带,一根位于端部的轮轴上还固定安装一个关节链轮;
所述驱动模块包括驱动电机、两个蜗杆架、三个驱动齿轮架,两个蜗杆架分别固定在三个驱动齿轮架的两端构成等边三角形分布的支撑框架,蜗杆安装于两个蜗杆架之间,三个涡轮与蜗杆啮合,每个涡轮有一个同轴的驱动小齿轮,驱动小齿轮与驱动大齿轮啮合,驱动大齿轮有一个同轴的驱动链轮,所述涡轮、驱动小齿轮、驱动大齿轮及驱动链轮安装在所述支撑框架上,驱动电机输出轴通过联轴器与蜗杆相连;
所述连接模块由结构相同的两部分组成,其中的一部分的结构为:舵机通过舵机架安装在连接板架上,舵机架上固定安装两个连接板架,连接大齿轮和两个连接小齿轮同轴安装在两个连接板架之间,两个半齿轮分别通过半齿轮轴安装在两个连接板架上,舵机齿轮安装在舵机的输出轴上,舵机齿轮与连接大齿轮啮合,两个连接小齿轮分别与两个半齿轮啮合,两个半齿轮轴与连接十字轴相对的两端连接,连接十字轴另外相对的两端与另一部分的两个半齿轮轴连接将两部分连成一体;
驱动模块安装在关节模块内部,连接模块位于相邻的两个关节模块之间,驱动模块的一个蜗杆架与连接模块的一部分的连接板架连接实现两个关节模块之间的连接,驱动模块的驱动链轮与关节模块的关节链轮之间链条传动。
本发明还可以包括:
1、所述“V”形侧板由角度为120度的三角铝合金板加工制作而成。
2、至少包括三个关节模块。
为了提高蛇形机器人的地面适应能力和三维空间作业能力,本发明采用多自由度可旋转连接模块将多个相同的单自由度关节模块连接起来,每个关节模块具有独立的动力驱动***,从而构成可以进行三维空间运动的蛇形机器人。首先,机器人关节模块采用由三个相同的面组成的截面为正三角形的三棱柱结构设计,每个侧面都有履带驱动,提高了机器人的稳定性和地面适应能力,并且关节的数量可以根据实际需要进行增加。其次,驱动模块采用多涡轮共蜗杆结构设计,关节模块的每个面都同时有动力输出,保证了机器人具有充足的驱动力。再次,连接关节采用齿轮结构设计,并采用舵机驱动,不仅可以实现空间二自由度转动,还可以使相连的两节关节实现360度灵活转动,使机器人具有三维空间运动能力,并且舵机工作时可以使齿轮机构部分实现自锁功能,使机器人整体具有一定的刚性。尤其适用于灾难救援、探测、消防、运输以及太空探索等领域。
本发明具有如下优点:
1.机器人的关节模块采用三个相同的面组成的三棱柱结构设计,当一个侧面与地面接触时,重心投影都可以稳定在与地面接触的面上,提高了机器人的稳定性,并且每个侧面与地面接触都可以驱动机器人前进,提高了机器人的地面适应能力。
2.机器人的驱动模块采用多涡轮共蜗杆结构设计,可以将电机动力同时输出到每一个侧面,保证了机器人始终保持充足的驱动力。
3.机器人的连接模块齿轮结构设计,不仅可以实现空间二自由度转动,还可以使相连的两节关节实现360度灵活转动,使机器人具有三维空间运动能力,并且通过舵机控制可以使齿轮部分实现自锁功能,使机器人整体保持一定刚性。
附图说明
图1a-图1b:关节模块横截面全剖示意图和侧面全剖示意图。
图2:关节模块三维建模示意图。
图3:驱动模块传动关系全剖示意图。
图4:驱动模块内部结构三维建模示意图。
图5:驱动模块安装结构三维建模示意图
图6:连接模块传动关系全剖示意图。
图7:连接模块三维建模示意图。
图8:机器人整体三维建模示意图。
图9a-图9i:机器人前进、后退、转向动作过程示意图。
图10a-图10f:机器人越过沟壑动作过程示意图。
图11a-图11i:机器人攀爬楼梯动作过程示意图。
图12a-图12e:机器人遇到障碍物时动作过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
本发明的机器人主要是由关节模块、驱动模块和连接模块构成。其中,关节模块主要包括:侧板1、侧板5、侧板9、轮轴3、轮轴7、轮轴11、轮轴15、轮轴17、轮轴25、轮轴27、履带轮2、履带轮4、履带轮6、履带轮8、履带轮10、履带轮12、履带轮14、履带轮16、履带轮19、履带轮20、履带轮26、履带轮28、履带轮、履带13、履带21、履带22、履带23、履带24、履带31和关节链轮18;驱动模块主要包括:驱动链轮35、驱动链轮42、驱动链轮49、链条、蜗杆40、涡轮34、涡轮41、涡轮48、驱动大齿轮36、驱动大齿轮43、驱动大齿轮50、驱动小齿轮33、驱动小齿轮39、驱动小齿轮45、蜗杆架51、蜗杆架56、驱动齿轮架5、驱动齿轮架58、驱动齿轮架60、驱动电机53和驱动电机架52;连接模块主要包括:舵机71、舵机79、舵机架55、舵机架80、舵机齿轮69、舵机齿轮82、连接板架54、连接板架83、连接支架66、连接支架73、连接支架77、连接大齿轮67、连接大齿轮84、连接小齿轮65、连接小齿轮72、连接小齿轮78、连接小齿轮85、半齿轮64、半齿轮74、半齿轮86、半齿轮87、十字中心轴76、连接齿轮轴68、连接齿轮轴81和半齿轮轴63、半齿轮轴75。
本发明采取了如下的技术方案:本发明中机器人采用3节关节模块,具体的关节模块数量可以根据实际使用情况进行增加,每节关节模块结构组成相同,每节关节模块内部安装独立的驱动模块,两节关节模块中间用连接模块相连。下面对关节模块I、驱动模块I和连接模块I的结构组成做出详细说明:
结合图1,图2,对关节模块I结构进行详细说明。关节模块I88由侧板I1、侧板II5、侧板III9、履带轮I2、履带轮II4、履带轮III6、履带轮IV8、履带轮V10、履带轮VI12、履带轮VII14、履带轮VIII16、履带轮IX19、履带轮X20、履带轮XI26、履带轮XII28、履带轮XIII29、履带轮XIV30、履带轮XV、履带轮XVI、履带轮XVII、履带轮XVIII、关节链轮I18、关节链轮II、关节链轮III、轮轴I3、轮轴II7、轮轴III11、轮轴IV15、轮轴V17、轮轴VI25、轮轴VII27、轮轴VIII、轮轴IX、履带I13、履带II21、履带III22、履带IV23、履带V24、履带VI31组成。所有侧板是由角度为120度的三角铝合金板加工制作而成,侧板I1与侧板II5通过轴承分别安装在轮轴I3、轮轴VIII、轮轴IX的两端,履带轮I2、履带轮II4通过紧固螺钉固定安装在轮轴I3上,履带轮XIV30、履带轮XV通过轴承安装在轮轴VIII上,履带轮XIII29、履带轮XVI、关节链轮II通过紧固螺钉固定安装在轮轴IX上,履带III22安装在履带轮II4、履带轮XV和履带轮XVI上,履带VI31安装在履带轮I2、履带轮XIV30和履带轮XIII29上。侧板II5与侧板III9通过轴承分别安装在轮轴II7、轮轴VI25、轮轴VII27的两端,履带轮III6、履带轮V10通过紧固螺钉固定安装在轮轴II7上,履带轮XI26、履带轮XVII通过轴承安装在轮轴VI25上,履带轮XII28、履带轮XVIII、关节链轮III通过紧固螺钉固定安装在轮轴VII27上,履带IV23安装在履带轮III6、履带轮XI26和履带轮XII28上,履带V24安装在履带轮IV8、履带轮XVII和履带轮XIII上。侧板III9与侧板I1通过轴承分别安装在轮轴III11、轮轴IV15、轮轴V17的两端,履带轮V10、履带轮VI12通过紧固螺钉固定安装在轮轴III11上,履带轮VII14、履带轮X20通过轴承安装在轮轴IV15上,履带轮VIII16、履带轮IX19、关节链轮I18通过紧固螺钉固定安装在轮轴V17上,履带I13安装在履带轮VI12、履带轮XIV30和履带轮XIV29上,履带II21安装在履带轮V10、履带轮X20和履带轮IX19上。内部驱动模块的三条链条分别安装在关节链轮I18、关节链轮II、关节链轮III和内部驱动模块的各驱动链轮上,内部驱动模块通过链条驱动各关节链轮转动,因此,各关节链轮所在的轮轴V17、轮轴VII27、轮轴IX上的各履带轮为主驱动轮,通过上述固连关系驱动模块即可驱动关节模块各个面上的所有履带运转,从而实现关节模块的移动。
结合图3,图4,图5,对驱动模块I结构进行详细说明。驱动模块I由驱动电机I,53、驱动电机架I52、蜗杆架I51、蜗杆架II56、蜗杆I40、涡轮I34、涡轮II41、涡轮III48、驱动大齿轮I36、驱动大齿轮II43、驱动大齿轮III50、驱动小齿轮I33、驱动小齿轮II39、驱动小齿轮III45、驱动齿轮轴I32、驱动齿轮轴II37、驱动齿轮轴III38、驱动齿轮轴IV44、驱动齿轮轴V46、驱动齿轮架I57、驱动齿轮架II58、驱动齿轮架III60、驱动链轮I35、驱动链轮II42、驱动链轮III49、链条I、链条II、链条III和联轴器I59组成。驱动电机I53固定安装在驱动电机架I52上,驱动电机架I52与蜗杆架I51固定连接,蜗杆架I51与蜗杆架II56分别固定安装在驱动齿轮架I57、驱动齿轮架II58、驱动齿轮架III60的两端,内部各齿轮通过齿轮轴安装在各驱动齿轮架上;将蜗杆架II56与连接模块的舵机架I55固定连接,在蜗杆架I61留有蜗杆架螺纹孔I61,在连接模块的连接板架I54上留有连接板架螺纹孔I62,一共有三对孔,并通过紧固螺栓将蜗杆架II56与连接模块的连接板架I62固连,通过此连接将驱动模块I和连接模块I固定安装在一起。驱动电机I53的输出轴与蜗杆I40的一端通过联轴器I59固连,蜗杆I40的两端分别通过轴承安装在蜗杆架I51和蜗杆架II56上,蜗杆I40分别与涡轮I34、涡轮II41、涡轮III48同时啮合。涡轮I34与驱动小齿轮II39共同安装在驱动齿轮轴III38上,驱动齿轮轴III38的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架II58、驱动齿轮架III60上,驱动小齿轮II39与驱动大齿轮I36啮合,驱动大齿轮I36与驱动链轮I35共同安装在驱动齿轮轴II37上,驱动齿轮轴II37的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架II58和驱动齿轮架III60上;涡轮II41与驱动小齿轮III45共同安装在驱动齿轮轴V46上,驱动齿轮轴V46的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架I57、驱动齿轮架III60上,驱动小齿轮III45与驱动大齿轮II43啮合,驱动大齿轮II43与驱动链轮II42共同安装在驱动齿轮轴IV44上,驱动齿轮轴IV44的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架I57和驱动齿轮架III60上;涡轮III48与驱动小齿轮I33共同安装在驱动齿轮轴VI47上,驱动齿轮轴VI47的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架I57、驱动齿轮架II58上,驱动小齿轮I33与驱动大齿轮III50啮合,驱动大齿轮III50与驱动链轮III49共同安装在驱动齿轮轴I32上,驱动齿轮轴I32的两端通过轴承分别固定安装在驱动齿轮架I57和驱动齿轮架II58上。链条I、链条II、链条III分别安装在驱动链轮I35、驱动链轮II42、驱动链轮III49和关节模块的各关节链轮上,驱动电机I47工作,通过上述固连关系,即可驱动各驱动链轮转动,从而最终将驱动电机I47的动力转化为关节模块每个侧面上履带的驱动力。
结合图5,图6,图7,对连接模块I结构进行详细说明。连接模块I由舵机I71、舵机II79、舵机架I55、舵机架II80、连接板架I54、连接板架II83、舵机齿轮I69、舵机齿轮II82、连接大齿轮I67、连接大齿轮II84、连接小齿轮I65、连接小齿轮II72、连接小齿轮III78、连接小齿轮IV85、连接齿轮轴I68、连接齿轮轴II81、半齿轮I64、半齿轮II74、半齿轮III86、半齿轮IV87、连接支架I66、连接支架II73、连接支架III77、连接支架IV、连接十字轴I76、半齿轮轴I63、半齿轮轴II75、半齿轮轴III、半齿轮轴IV组成。连接模块I是由两部分相同的齿轮机构组成的,下面对其中的一部分齿轮机构进行详细说明。舵机I71固定安装在舵机架I55上,舵机架I55固定安装在连接板架I54上,舵机齿轮I69安装在舵机I71的输出轴上,舵机齿轮I69与连接大齿轮I67啮合,连接大齿轮I67、连接小齿轮I65和连接小齿轮II72固定安装在连接齿轮轴I68上,连接齿轮轴I68的两端通过轴承分别安装在连接支架I66和连接支架II73上,连接支架I66和连接支架II73固定安装在连接板架I54上,连接小齿轮I65和连接小齿轮II72分别与半齿轮I64和半齿轮II74啮合,半齿轮I64安装在半齿轮轴I63上,半齿轮II74安装在半齿轮轴II75上,半齿轮轴I63与半齿轮轴II75的一端分别固定安装在连接十字轴I76相对的两端,两个半齿轮轴的另一端通过轴承分别安装在连接支架I66和连接支架II73上。半齿轮轴III与半齿轮轴IV的一端分别固定安装在连接十字轴I76另外相对的两端,两个半齿轮轴的另一端通过轴承分别安装在连接支架III77和连接支架IV上,连接模块I的另一部分齿轮机构与上述结构相同,这样通过连接十字轴I76将结构相同的两部分齿轮机构连接成空间十字状,并分别通过舵机控制,可以两部分齿轮机构的灵活转动,并且当舵机I71和舵机II79工作时可以保持相应的齿轮机构部分实现自锁功能。最后,将连接板架I54的三个支脚通过紧固螺栓分别固定安装在关节模块I88一端的三个侧板的顶端,连接板架II83的三个支脚通过螺栓分别固定安装在关节模块II89一端的三个侧板的顶端,这样通过连接模块I将关节模块I88和关节模块II89连接在一起,并通过连接模块I实现关节模块I88与关节模块II89的多方向灵活转动,从而使机器人具有在三维空间运动的能力。
结合图8,对机器人整体结构进行详细说明。本发明中机器人整体由关节模块I88、关节模块II89、关节模块III90三节关节模块组成,并且关节模块的数量可以根据实际使用需求进行增加。关节模块I88与关节模块II89中间由连接模块I连接,关节模块II89与关节模块III90由连接模块II连接。驱动模块I固定安装在关节模块I88内部,并给关节模块I88提供驱动力,驱动模块II固定安装在关节模块II89内部,并给关节模块II89提供驱动力,驱动模块III固定安装在关节模块III90内部,并给关节模块III90提供驱动力,驱动模块同时工作可以实现机器人的前进、后退等动作,关节模块I88与关节模块III90由于结构和功能一样,所以都可以作为机器人前进时的头部。舵机I71和舵机II79控制关节模块I88和关节模块II89转动速度和方向,舵机III和舵机IV控制关节模块II89和关节模块III90转动速度和方向,从而控制机器人的空间姿态变换,实现机器人的三维空间运动。并且当舵机I71与舵机III同时工作时,可以使舵机I71和舵机III控制的齿轮机构部分在转动方向上保持自锁状态,从而使机器人整体在此方向上保持刚性状态。同理,舵机II65与舵机IV同时工作时,也可以实现机器人在相应方向上保持刚性状态。
下面结合图9,图10,图11,图12,说明本发明的具体实施过程。
结合图9,对机器人在实现前进、后退、转向动作过程的情况进行详细说明。首先,驱动电机I53、驱动电机II、驱动电机III同向同速运转即可分别同时驱动关节模块I88、关节模块II89、关节模块III90前进,从而实现机器人前进动作。其次,驱动电机I53、驱动电机II、驱动电机III同速反向运转即可分别同时驱动关节模块I88、关节模块II89、关节模块III90后退,从而实现机器人后退动作。再次,舵机IV工作驱动连接模块II向左转动,从而驱动关节模块III90进行向左转向,然后舵机II工作驱动连接模块I向左转动,从而驱动关节模块II89向左转动。所有驱动电机继续同速同向工作从而驱动所有关节模块按照转动后的方向继续前进,机器人整体实现转向动作。当关节模块III90完全实现转向,舵机II工作驱动连接模块I向右转动,从而驱动关节模块I88向右转动,同时舵机IV工作驱动连接模块II进行向右转动,从而驱动关节模块II89向右转动,所有驱动电机继续同速同向工作驱动所有关节模块按照转动后的方向继续前进,当关节模块I88、关节模块II89与关节模块III90呈直线时,舵机II与舵机IV停止转动,至此机器人完全实现转向动作。
结合图10,对机器人在行进过程中越过沟壑91时的动作过程进行详细说明。首先,所有驱动电机工作驱动机器人前进,在遇到沟壑91时,舵机III工作驱动相应的齿轮机构部分保持自锁状态,使关节模块III90在越过沟壑91时机器人整体保持姿态不变。其次,当关节模块III90与沟壑91的另一端地面接触后,舵机I71和舵机III同时工作驱动相应的齿轮机构部分保持自锁状态,使关节模块II89保持姿态不变,并使机器人整体保持一种刚性状态向前移动。再次,所有驱动电机工作驱动机器人继续前进,在关节模块II89越过沟壑91后,舵机III停止工作,舵机I71继续保持工作并驱动相应的齿轮机构部分保持自锁状态,使关节模块I88在越过沟壑91时保持姿态不变,直至关节模块I88完全越过沟壑91并与地面完全接触后,舵机I71停止工作,所有驱动电机工作驱动机器人继续前进。至此,机器人完成越过沟壑91的全部动作并保持继续前进。
结合图11,对机器人在行进过程中攀爬楼梯92时的动作过程进行详细说明。首先,所有驱动电机工作驱动机器人前进,在遇到楼梯92时,舵机III工作驱动连接模块II向上转动至合适的角度,从而驱动关节模块III90向上转动。其次,机器人继续前进,当关节模块III90接触到楼梯92时,舵机I71工作驱动连接模块I向上转动至合适的角度,从而驱动关节模块II89向上转动,关节模块III90完全与楼梯接触,此时关节模块II89悬空,机器人在关节模块I88和关节模块III90驱动下开始攀爬楼梯92。再次,随着机器人向上攀爬楼梯92,舵机III开始驱动连接模块II向下转动直至关节模块II89完全与楼梯92接触,随着机器人向上攀爬楼梯92,关节模块I88与楼梯92接触,此时,舵机I71也开始驱动连接模块I向下转动直至关节模块I88完全与楼梯92接触。关节模块I88、关节模块II89、关节模块III90完全与楼梯92接触并驱动机器人向上攀爬楼梯。最后,在机器人到达楼梯92顶部后,舵机III工作驱动连接模块II向下转动直至关节模块III90与楼梯92顶部地面接触,机器人继续前进,舵机I71工作驱动连接模块I向下转动直至关节模块II89与楼梯92顶部地面接触,同时舵机III工作驱动连接模块II向上转动直至关节模块III96和关节模块II89与楼梯92顶部地面完全接触并呈直线,随后舵机I71工作驱动连接模块I向上转动直至关节模块I88离开楼梯92并与楼梯92顶部地面完全接触,此时,关节模块I88、关节模块II89与关节模块III90在一条直线上并与楼梯92顶部地面完全接触。最终,机器人实现完成攀爬楼梯92并继续前进。
结合图12,对机器人在行进过程中遇到障碍物93时进行越障的动作过程进行详细说明。首先,所有驱动电机同速同向工作驱动机器人前进,在遇到障碍物93时,舵机II79与舵机IV同时工作,分别驱动连接模块I和连接模块II向左转动至合适的角度,从而驱动关节模块III90和关节模块II89向左转动,使机器人整体向左移动。其次,当机器人移动至障碍物93左侧合适位置时,舵机II79与舵机IV再次同时工作,分别驱动连接模块I和连接模块II向右转动直至关机模块I88、关节模块II89和关节模块III90呈直线时停止工作。最后,所有驱动电机同速同向工作驱动机器人继续前进,最终机器人通过绕行障碍物93的方式完全越过障碍物并继续前进。

Claims (3)

1.一种履带式多关节蛇形机器人,包括关节模块、驱动模块和连接模块,其特征是:
所述关节模块包括三个“V”形侧板,两个相邻侧板之间通过轴承安装三根轮轴将三个“V”形侧板连接形成等边三角形分布,每根轮轴上固定安装两个履带轮,在三根轮轴上形成两排履带轮,每排履带轮上安装履带,一根位于端部的轮轴上还固定安装一个关节链轮;
所述驱动模块包括驱动电机、两个蜗杆架、三个驱动齿轮架,两个蜗杆架分别固定在三个驱动齿轮架的两端构成等边三角形分布的支撑框架,蜗杆安装于两个蜗杆架之间,三个涡轮与蜗杆啮合,每个涡轮有一个同轴的驱动小齿轮,驱动小齿轮与驱动大齿轮啮合,驱动大齿轮有一个同轴的驱动链轮,所述涡轮、驱动小齿轮、驱动大齿轮及驱动链轮安装在所述支撑框架上,驱动电机输出轴通过联轴器与蜗杆相连;
所述连接模块由结构相同的两部分组成,其中的一部分的结构为:舵机通过舵机架安装在连接板架上,舵机架上固定安装两个连接板架,连接大齿轮和两个连接小齿轮同轴安装在两个连接板架之间,两个半齿轮分别通过半齿轮轴安装在两个连接板架上,舵机齿轮安装在舵机的输出轴上,舵机齿轮与连接大齿轮啮合,两个连接小齿轮分别与两个半齿轮啮合,两个半齿轮轴与连接十字轴相对的两端连接,连接十字轴另外相对的两端与另一部分的两个半齿轮轴连接将两部分连成一体;
驱动模块安装在关节模块内部,连接模块位于相邻的两个关节模块之间,驱动模块的一个蜗杆架与连接模块的一部分的连接板架连接实现两个关节模块之间的连接,驱动模块的驱动链轮与关节模块的关节链轮之间链条传动。
2.根据权利要求1所述的一种履带式多关节蛇形机器人,其特征是:所述“V”形侧板由角度为120度的三角铝合金板加工制作而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种履带式多关节蛇形机器人,其特征是:至少包括三个关节模块。
CN201310652111.6A 2013-12-05 2013-12-05 一种履带式多关节蛇形机器人 Expired - Fee Related CN103612683B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310652111.6A CN103612683B (zh) 2013-12-05 2013-12-05 一种履带式多关节蛇形机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310652111.6A CN103612683B (zh) 2013-12-05 2013-12-05 一种履带式多关节蛇形机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103612683A true CN103612683A (zh) 2014-03-05
CN103612683B CN103612683B (zh) 2015-09-30

Family

ID=50163412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310652111.6A Expired - Fee Related CN103612683B (zh) 2013-12-05 2013-12-05 一种履带式多关节蛇形机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103612683B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104589368A (zh) * 2014-12-16 2015-05-06 北京邮电大学 基于十字轴结构的软接触关节
CN104723356A (zh) * 2015-03-26 2015-06-24 中国人民解放军装备学院 一种基于动静块的软接触关节
CN107283410A (zh) * 2017-05-24 2017-10-24 中国矿业大学 一种基于磁轮驱动的提升机罐道蛇形巡检机器人机构
CN107336774A (zh) * 2017-06-13 2017-11-10 昆明理工大学 一种平衡车底盘装置
CN108248707A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳供电局有限公司 适应狭小空间的模块化机器人
CN108248708A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳供电局有限公司 同构模块化机器人履带式移动机构
CN109703641A (zh) * 2018-11-27 2019-05-03 青岛理工大学 一种履带式机器人的新型动力机构
CN110154785A (zh) * 2019-06-24 2019-08-23 郑州工业应用技术学院 一种履带式蛇形机器人及其控制方法
CN111376227A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种管廊巡检机器人移动机构
CN112975926A (zh) * 2021-03-19 2021-06-18 韶关市融德创新有限公司 一种蛇形机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020140392A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Johann Borenstein Apparatus for obstacle traversion
CN101778756A (zh) * 2007-07-10 2010-07-14 雷神萨科斯公司 具有连续履带的蛇形机器人履带车
CN101784435A (zh) * 2007-07-10 2010-07-21 雷神萨科斯公司 模块化机器人履带车
CN103112514A (zh) * 2013-03-11 2013-05-22 北京理工大学 一种机器蛇封闭表皮驱动装置
CN103273979A (zh) * 2013-06-20 2013-09-04 北京信息科技大学 一种多运动模式可分体蛇形机器人
CN103419854A (zh) * 2013-07-25 2013-12-04 浙江大学 多关节气动蛇形机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020140392A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Johann Borenstein Apparatus for obstacle traversion
CN101778756A (zh) * 2007-07-10 2010-07-14 雷神萨科斯公司 具有连续履带的蛇形机器人履带车
CN101784435A (zh) * 2007-07-10 2010-07-21 雷神萨科斯公司 模块化机器人履带车
CN103112514A (zh) * 2013-03-11 2013-05-22 北京理工大学 一种机器蛇封闭表皮驱动装置
CN103273979A (zh) * 2013-06-20 2013-09-04 北京信息科技大学 一种多运动模式可分体蛇形机器人
CN103419854A (zh) * 2013-07-25 2013-12-04 浙江大学 多关节气动蛇形机器人

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104589368A (zh) * 2014-12-16 2015-05-06 北京邮电大学 基于十字轴结构的软接触关节
CN104723356A (zh) * 2015-03-26 2015-06-24 中国人民解放军装备学院 一种基于动静块的软接触关节
CN108248707A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳供电局有限公司 适应狭小空间的模块化机器人
CN108248708A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 深圳供电局有限公司 同构模块化机器人履带式移动机构
CN107283410A (zh) * 2017-05-24 2017-10-24 中国矿业大学 一种基于磁轮驱动的提升机罐道蛇形巡检机器人机构
CN107336774A (zh) * 2017-06-13 2017-11-10 昆明理工大学 一种平衡车底盘装置
CN107336774B (zh) * 2017-06-13 2023-04-07 昆明理工大学 一种平衡车底盘装置
CN109703641A (zh) * 2018-11-27 2019-05-03 青岛理工大学 一种履带式机器人的新型动力机构
CN111376227A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中国科学院沈阳自动化研究所 一种管廊巡检机器人移动机构
CN111376227B (zh) * 2018-12-29 2023-08-22 中国科学院沈阳自动化研究所 一种管廊巡检机器人移动机构
CN110154785A (zh) * 2019-06-24 2019-08-23 郑州工业应用技术学院 一种履带式蛇形机器人及其控制方法
CN112975926A (zh) * 2021-03-19 2021-06-18 韶关市融德创新有限公司 一种蛇形机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN103612683B (zh) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103612683B (zh) 一种履带式多关节蛇形机器人
US9616948B2 (en) Active docking mechanism for modular and reconfigurable robots
CN104773042B (zh) 一种具有可变形结构的水陆两栖机器人
CN102303655B (zh) 一种轮腿复合式移动机器人平台
CN101734295A (zh) 变形履带机器人
CN102310403A (zh) 具有自适应能力的轮-履复合变形移动机器人
CN201231791Y (zh) 多关节型履带式移动机器人
CN102092428A (zh) 基于四连杆机构的轮式跳跃机构
CN103935410A (zh) 一种基于轮毂电机的全方位转向越障车
CN110293543A (zh) 一种融合履带式行进机构和蛇脖关节的多步态蛇形机器人
CN104709369A (zh) 一种行星差动越障式履带机器人
CN105539036A (zh) 一种平地-越障式两栖机器人及工作方法
CN104787133A (zh) 一种适用于轮履复合式底盘的翻转臂机构
Chen et al. Studies on lateral rolling locomotion of a snake robot
CN102700634B (zh) 基于连杆机构的小型履带机器人
CN105539628A (zh) 一种轮腿式蟑螂形仿生机器人
CN103029539A (zh) 一种新型被动自适应六轮全地形移动机器人
CN102407889B (zh) 一种基于椭圆原理的双v型可变履带越障机构
CN202716955U (zh) 基于连杆机构的小型履带机器人
CN205220850U (zh) 多功能越障机器人
Kwon et al. A Development of a transformable caterpillar equipped mobile robot
CN114074723A (zh) 一种基于麦克纳姆轮的轮履式移动机器人
CN107336574A (zh) 一种可变轴距可升降的机器人
CN110977923A (zh) 一种专用于风力发电机叶片的四自由度履带机器人
CN103612685A (zh) 履带轮驱动轮腿式可旋转四足机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150930

Termination date: 20211205

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee