一種水下蛇形機器人關節模塊的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水下蛇形機器人關節模塊，包括可多方向偏轉的本體及設置在本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面包覆有防水護套，本體包括多個空心環，所述空心環均設有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設置在所述空心環上表面，另兩個所述活動連接點設置在所述空心環下表面，所述相鄰的空心環通過所述活動連接點活動連接。本發明具有多方向靈活偏轉扭動能力，非常適合在水下工作。
【專利說明】一種水下蛇形機器人關節模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人結構領域，尤其涉及一種水下蛇形機器人關節模塊。
【背景技術】
[0002]蛇形機器人以其高度的環境適應能力，成為近年來的研究熱點。在野外探測及偵查任務中，需要蛇形機器人具有在水中運動的能力，因而水下蛇形機器人具有長遠的應用價值和研究意義。
[0003]在現有技術中，涉及水下蛇形機器人的如沈陽自動化研究所探查者III，即專利號為200810229974.1的中國專利所公開的一種水陸兩棲蛇形機器人，由多個模塊組成，各模塊可相對轉動地相連接，兩相鄰模塊中的一個可相對另一個水平偏轉及俯仰運動，每個模塊由兩個電動機和減速齒輪以及錐齒輪組成，每個模塊具有兩個自由度。但是上述水陸兩棲機器人的單個模塊是剛性的不能彎曲，雖能夠實現在水中自由游動，但由于單個模塊相對較長，不能實現柔順靈活運動。
【發明內容】
[0004]本發明的目的克服現有蛇形機器人模塊的不足，提出一種具有很強靈活度的水下蛇形機器人關節模塊。
[0005]為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是:一種水下蛇形機器人關節模塊，包括可多方向偏轉的本體及設置在所述本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面包覆有防水護套。
[0006]所述本體包括多個空心環，所述空心環均設有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設置在所述空心環上表面，另兩個所述活動連接點設置在所述空心環下表面，所述相鄰的空心環通過所述活動連接點活動連接；
所述連接部包括外殼、設置在所述外殼內的伺服電機、通過所述伺服電機驅動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內的繩線、固定設置在所述外殼內部的兩根導線柱，所述導線柱末端設置有通孔，所述通孔中心線與所述繞線輪中心線相交，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述通孔及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
[0007]上述技術方案中，設置在本體兩端部的兩個連接部端口可以互相卡合，并且在端口兩側面各有一個封蓋，便于軸承座的裝配同時保持了外殼表面的近似圓柱面。
[0008]進一步技術方案，所述空心環內側面上均設有四個導線孔，所述導線孔設置在所述活動連接點下方。
[0009]所述繩線穿過各所述導線孔。
[0010]上述技術方案中，外殼內邊緣還設置有兩個引導孔，兩根導線柱的通孔分別正對兩個繞線槽，繞線槽上的兩根繩線分別穿過各相應的通孔、引導孔再穿過各空心環上的導線孔最終固定在最末端的空心環上。[0011]進一步技術方案，所述伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述蝸輪同軸連接。
[0012]進一步技術方案，所述外殼為圓柱形。
[0013]本發明的工作原理，模塊上設置有本體及兩個連接部，在連接部內設置有伺服電機及繞線輪，伺服電機帶動繞線輪旋轉，由于繞線輪上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪轉動時，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體向繩線拉緊的一側收攏偏轉；而模塊上設置有兩個連接部，本體內總共均布有4條繩線，通過伺服電機對繞線輪的控制可以使本體多方向偏轉扭動。
[0014]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:
1、本發明本身可以多方向偏轉扭動，靈活性非常強；
2、本發明整體呈圓柱形，在水中運動時，水流對其阻力較小，能夠更靈活的運動；
3、本發明通過伺服電機帶動繞線輪轉動，控制更精確，通過控制使得本體的偏轉更靈活。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明連接部結構示意圖一；
圖3為本發明連接部結構示意圖二；
圖4為本發明連接部結構示意圖三；
圖5為為本發明外殼結構意圖。
[0016]其中:1、本體；2、連接部；11、空心環；12、活動連接點；13、導線孔；21、外殼；22、伺服電機；23、繞線輪；24、導線柱；25、封蓋；26、引導孔；27、蝸輪；28、蝸桿；231、繞線槽；241、通孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
實施例一:
如圖1-5所示，一種水下蛇形機器人關節模塊，包括可多方向偏轉的本體I及設置在本體I兩端部的連接部2。
[0018]本體I包括多個空心環11，空心環11均設有四個活動連接點12，其中相對的兩個活動連接點12設置在空心環11上表面，另兩個活動連接點12設置在空心環11下表面，相鄰的空心環11通過活動連接點12活動連接；
連接部2包括外殼21、設置在外殼21內的伺服電機22、通過伺服電機22驅動的具有兩個繞線槽231的繞線輪23、纏繞在繞線槽231內的繩線34、固定設置在外殼21內部的兩根導線柱24，導線柱24末端設置有通孔241，通孔241中心線與繞線輪23中心線相交，繩線34 —端纏繞在繞線輪23上，繩線34的另一端通過通孔241及本體I固定在本體I末端，繞線輪23上的兩條繩線34繞向相反。
[0019]外殼21為圓柱形。
[0020]設置在本體I兩端部的兩個連接部2端口可以互相卡合，并且在端口兩側面各有一個封蓋25，便于軸承座的裝配同時保持了外殼21表面的近似圓柱面。
[0021]空心環11內側面上均設有四個導線孔13，導線孔13設置在活動連接點12下方。
[0022]繩線34穿過各導線孔13。
[0023]外殼21內邊緣還設置有兩個引導孔26，兩根導線柱24的通孔241分別正對兩個繞線槽231，繞線槽231上的兩根繩線分別穿過各相應的通孔241、引導孔26再穿過各空心環11上的導線孔13最終固定在最末端的空心環11上。
[0024]伺服電機22通過蝸輪蝸桿28傳動繞線輪23，繞線輪23與蝸輪27同軸連接。
[0025]水下蛇形機器人的工作原理，模塊I上設置有本體I及兩個連接部2，在連接部2內設置有伺服電機22及繞線輪23，伺服電機22帶動繞線輪23旋轉，由于繞線輪23上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪23轉動時，一條繩線拉緊另一條繩線放松，可以使本體I向繩線拉緊的一側收攏偏轉；而模塊I上設置有兩個連接部2，本體I內總共均布有4條繩線，通過伺服電機22對繞線輪23的控制可以使本體I多方向偏轉扭動。
【權利要求】
1.一種水下蛇形機器人關節模塊，其特征在于:包括可多方向偏轉的本體及設置在所述本體兩端部的連接部，所述本體及所述連接部外表面包覆有防水護套，所述本體包括多個空心環，所述空心環均設有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設置在所述空心環上表面，另兩個所述活動連接點設置在所述空心環下表面，所述相鄰的空心環通過所述活動連接點活動連接； 所述連接部包括外殼、設置在所述外殼內的伺服電機、通過所述伺服電機驅動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內的繩線、固定設置在所述外殼內部的兩根導線柱，所述導線柱末端設置有通孔，所述通孔中心線與所述繞線輪中心線相交，所述繩線一端纏繞在所述繞線輪上，所述繩線的另一端通過所述通孔及本體固定在所述本體末端，所述繞線輪上的兩條繩線繞向相反。
2.根據權利要求1所述的一種水下蛇形機器人關節模塊，其特征在于:所述空心環內側面上均設有四個導線孔，所述導線孔設置在所述活動連接點下方。
3.根據權利要求2所述的一種水下蛇形機器人關節模塊，其特征在于:所述繩線穿過各所述導線孔。
4.根據權利要求1所述的一種水下蛇形機器人關節模塊，其特征在于:所述伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述蝸輪同軸連接。
5.根據權利要求1所述的一種水下蛇形機器人關節模塊，其特征在于:所述外殼為圓柱形。
【文檔編號】B25J17/00GK103878784SQ201410102205
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】胡海燕, 李偉達, 李娟 , 李春光 申請人:蘇州大學