CN203726486U - 蛇形侦查机器人 - Google Patents
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Abstract
蛇形侦查机器人，它涉及一种机器人。本实用新型为了解决现有的蛇形机器人存在结构复杂，并且制造成本高的问题。本实用新型包括多个驱动单元、头部和多个连接杆，相邻两个驱动单元之间通过一个连接杆可转动连接，头部固定设置在多个驱动单元的一端，所述每个驱动单元均包括第一舵机、第一连接件、第二舵机和第二连接件，第一舵机竖直可转动设置在第一连接件内，第二连接件水平设置，且第二连接件与第一连接件之间固定连接，第二舵机平行可转动设置在第二连接件上，连接杆的一端与一个驱动单元中的第一舵机连接，连接杆的另一端与相邻一个驱动单元的第二舵机连接。本实用新型用于侦查。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体涉及一种蛇形侦查机器人。
背景技术
近年来，蛇形机器人的研究受到了国内外的广泛关注，并取得了许多进展。蛇形机器人比传统的两足式机器人或者履带机器人具有更好的运动稳定性和环境适应能力，适合在水下地下管道、凹凸不平或泥泞的地面、墙壁之间的狭小裂缝、外星球失重状态等特殊的环境中运动，具有广阔的应用前景。蛇形机器人的结构大体上是由多模块串联而成。模块框架是蛇形机器人的主体结构，可以起到传递运动、保护机体、装载机器人所需部件等多种功能。目前蛇形机器人采用的框架结构主要有刚性管、功能模块以及柔性结构三种。
蛇形机器人各个模块关节之间的连接方式对蛇形机器人的运动有很大的影响，关节的连接方式决定了蛇形机器人可以做什么样的运动。常见的关节连接方式是平行关节，正交关节，P-R 关节和万向节等。其中平行关节只有一个自由度，使得蛇形机器人只能完成二维平面上的一些简单的运动，但是结构简单，便于控制；正交关节则是由一个垂直关节和一个平行关节组成，这样本来只有一个自由度的关节连接起来以后就具有了水平方向和垂直方向上运动的能力，以完成不完整的三维空间运动，具有较多的运动模式；P-R 关节和万向节一样都可以进行完整三维空间运动，具有很好的空间灵活性。正交关节、P-R 节和万向节都具有空间运动的能力，目前应用较多的还是正交关节，因其相关的分析和计算要比其它结构简单一些。
有些蛇形机器人采取带轮子的模块串联而成，运动由轮子驱动或蛇体内的行波传播产生。这样的蛇形机器人便于控制，但是降低了机器人对于外部环境的适应性；另一类是只由刚性连杆组成的链状结构，运动由关节之间的扭转作用产生。机器人各个关节的运动主要由驱动器驱动产生。目前机器人大多采用伺服电机作为驱动器。相比其他驱动方式如气动、液压等，这种驱动方式更为简单有效。综合蛇形机器人的发展现状，现有的蛇形机器人存在结构复杂，并且制造成本高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有的蛇形机器人存在结构复杂，并且制造成本高的问题，进而提供一种蛇形侦查机器人。
本实用新型的技术方案是：蛇形侦查机器人包括多个驱动单元A，所述蛇形侦查机器人还包括头部C和多个连接杆B，相邻两个驱动单元A之间通过一个连接杆B可转动连接，头部C固定设置在多个驱动单元A的一端，所述每个驱动单元A均包括第一舵机1、第一连接件2、第二舵机3和第二连接件4，第一舵机1竖直可转动设置在第一连接件2内，第二连接件4水平设置，且第二连接件4与第一连接件2之间固定连接，第二舵机3平行可转动设置在第二连接件4上，连接杆B的一端与一个驱动单元A中的第一舵机1连接，连接杆B的另一端与相邻一个驱动单元A的第二舵机3连接。
所述连接杆B为Z字形连接杆。
所述第一连接件2和第二连接件4均为槽型连接杆。
所述槽型连接杆的底面和侧面均设有螺纹孔5。
所述螺纹孔5的直径为3cm。
所述蛇形侦查机器人还包括多个螺栓6，第二连接件4与第一连接件2之间通过多个螺栓6固定连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
1.本实用新型的蛇形机器人在平面上的运动大致可分解为两个步骤：首先是借由蛇形机器人关节处舵机的转动使蛇形机器人的形状发生改变，其次这种形状的改变与蛇形机器人与地面之间的摩擦力产生向前的合力，驱动蛇形机器人向前运动。也即蛇形机器人形状的改变（关节转矩—关节角度）及由此而来的惯性运动（关节角度—惯性方位）最终导致机器人运动状态发生改变。
2.本实用新型的单元模块化，使其具有可重构性，此时蛇形机器人就可以根据模块的不同组合来改变其形状和大小，以此来适应不同工作环境和任务的需求。并且由于单元模块化使本实用新型的结构形式简单灵活，可以在不同的环境中实现复杂的运动形式。这样设计出来的蛇形机器人具有很高的通用性、鲁棒性和经济性，即极大的增加了蛇形机器人的环境适应能力，又减少了制造成本，避免了繁杂的重复性工作。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括多个驱动单元A，所述蛇形侦查机器人还包括头部C和多个连接杆B，相邻两个驱动单元A之间通过一个连接杆B可转动连接，头部C固定设置在多个驱动单元A的一端，所述每个驱动单元A均包括第一舵机1、第一连接件2、第二舵机3和第二连接件4，第一舵机1竖直可转动设置在第一连接件2内，第二连接件4水平设置，且第二连接件4与第一连接件2之间固定连接，第二舵机3平行可转动设置在第二连接件4上，连接杆B的一端与一个驱动单元A中的第一舵机1连接，连接杆B的另一端与相邻一个驱动单元A的第二舵机3连接。
作为一种优选方式，本实施方式的连接杆B为Z字形连接杆。
作为一种优选方式，本实施方式的第一连接件2和第二连接件4均为槽型连接杆。
作为一种优选方式，本实施方式的槽型连接杆的底面和侧面均设有螺纹孔5。
作为一种优选方式，本实施方式的螺纹孔5的直径为3cm。
作为一种优选方式，本实施方式的蛇形侦查机器人还包括多个螺栓6，第二连接件4与第一连接件2之间通过多个螺栓6固定连接。
工作原理：
通过控制***的实现问题主要在于怎样协调各个关节组成的单元体之间的通信和实现各单元之间的协调控制。一般采用的是上下位机两级计算机控制方案，由上位机完成对蛇形机器人的实时监控，姿态跟踪，在线仿真，路径规划等，下位机则主要是单片机和电机驱动板，负责接受并传达上位机的指令，收集和处理蛇形机器人自带的传感器传来的各种信息并传送给上位机等等。当信号指令传输到多个驱动单元A时，多个驱动单元A的第一舵机1和第二舵机3通过第一连接件2和第二连接件4来实行整个行动操作。
蛇形机器人的控制主要是通过调整机器人各项参数使蛇形机器人以给定的运动轨迹以及速度运动，在能实现闭环控制的情况下机器人应当有能力自行调整运动方式、运动轨迹以及速度等实现避障、攀爬等运动继而完成任务。
蛇形机器人的控制方法主要可分为两大类。一类是基于蛇形机器人的数学模型进行控制，包括基于运动学模型的控制以及基于动力学模型的控制。基于运动学模型控制时主要是通过改变蛇形机器人运动时的蜿蜒曲线来进行，基于动力学模型控制时主要是建立相应的力学方程并由此衍生出运动方程，然后对其进行相应的控制。另一类则是基于传感器进行控制，这种控制方法一般应用于蛇形机器人的姿态跟踪以及路径规划。
Claims (6)
1.一种蛇形侦查机器人，它包括多个驱动单元（A），其特征在于：所述蛇形侦查机器人还包括头部（C）和多个连接杆（B），相邻两个驱动单元（A）之间通过一个连接杆（B）可转动连接，头部（C）固定设置在多个驱动单元（A）的一端，所述每个驱动单元（A）均包括第一舵机（1）、第一连接件（2）、第二舵机（3）和第二连接件（4），第一舵机（1）竖直可转动设置在第一连接件（2）内，第二连接件（4）水平设置，且第二连接件（4）与第一连接件（2）之间固定连接，第二舵机（3）平行可转动设置在第二连接件（4）上，连接杆（B）的一端与一个驱动单元（A）中的第一舵机（1）连接，连接杆（B）的另一端与相邻一个驱动单元（A）的第二舵机（3）连接。
2.根据权利要求1所述的蛇形侦查机器人，其特征在于：所述连接杆（B）为Z字形连接杆。
3.根据权利要求2所述的蛇形侦查机器人，其特征在于：所述第一连接件（2）和第二连接件（4）均为槽型连接杆。
4.根据权利要求3所述的蛇形侦查机器人，其特征在于：所述槽型连接杆的底面和侧面均设有螺纹孔（5）。
5.根据权利要求4所述的蛇形侦查机器人，其特征在于：所述螺纹孔（5）的直径为3cm。
6.根据权利要求1所述的蛇形侦查机器人，其特征在于：所述蛇形侦查机器人还包括多个螺栓（6），第二连接件（4）与第一连接件（2）之间通过多个螺栓（6）固定连接。
Priority Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN (1) | CN203726486U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2014
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