專利名稱:一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人，由若干段模塊化蛇身組成；所述模塊化蛇身均包括：第一端部段蛇身(9)，第一中部段蛇身(10)，驅(qū)動段蛇身(11)，第二中部段蛇身(12)，第二端部段蛇身(13)、六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置(6)；本新型的蛇形機(jī)器人具有體積小，蛇內(nèi)可利用空間增加，蛇的整體質(zhì)量降低，控制系統(tǒng)簡化等特點(diǎn)，從而使蛇形機(jī)器人達(dá)到成本低，質(zhì)量輕，運(yùn)動靈活，動作可靠，可實(shí)現(xiàn)功能多樣化的目的。
【專利說明】一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蛇形機(jī)器人，尤其涉及一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人

【背景技術(shù)】
[0002]目前，蛇形機(jī)器人(機(jī)械蛇)大致發(fā)展至第二代。
[0003]第一代機(jī)械蛇是結(jié)合相關(guān)理論，建立蛇的行波運(yùn)動模型，其樣機(jī)solid snake利用垂直和水平方向正交的方式建立其蛇身來完成相關(guān)運(yùn)動，這樣以每兩個正交關(guān)節(jié)組成一個單元體建立的機(jī)械蛇模型，其缺點(diǎn)在于蛇的自由度受到了極大的限制，從而使得其能實(shí)現(xiàn)的動作具有很大的局限性。
[0004]第二代機(jī)械蛇，包括美國，日本，以色列，德國以及我國等后續(xù)研發(fā)的一些機(jī)械蛇，均采用了模塊化設(shè)計(jì)的形式，雖然較大程度上增強(qiáng)了其靈動性和機(jī)動性，使得其可以實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的動作，但這些基本都是采用了小段蛇身相連的形式，并以一舵機(jī)驅(qū)動一小段蛇身的形式，這就造成了現(xiàn)有機(jī)械蛇關(guān)節(jié)化的問題，也造成了整個機(jī)械蛇使用了大量舵機(jī)的現(xiàn)象，這既增加了其重量，減少了可利用空間還十分浪費(fèi)資源，與我們當(dāng)今全球的環(huán)保概念相背離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供了一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人。
[0006]本新型的蛇形機(jī)器人具有體積小，蛇內(nèi)可利用空間增加，蛇的整體質(zhì)量降低，控制系統(tǒng)簡化等特點(diǎn)，從而使蛇形機(jī)器人達(dá)到成本低，質(zhì)量輕，運(yùn)動靈活，動作可靠，可實(shí)現(xiàn)功能多樣化的目的。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人，其特征在于由若干段模塊化蛇身組成；所述模塊化蛇身均包括:第一端部段蛇身，第一中部段蛇身，驅(qū)動段蛇身，第二中部段蛇身，第二端部段蛇身、六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置；六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括:第一長連桿，第二長連桿，主長連桿，第一短連桿，第二短連桿和搖桿；所述第一長連桿、所述第二長連桿及所述主長連桿的尺寸均相同；所述第一短連桿和所述第二短連桿的尺寸相同；所述第一長連桿兩端分別與所述第一端部段蛇身和所述第二端部段蛇身可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二長連桿兩端分別與所述第一端部段蛇身和所述第二端部段蛇身可轉(zhuǎn)動地鉸接；所述第一短連桿的一端與所述第一長連桿可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第一短連桿的另一端與所述第一中部段蛇身可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第一短連桿的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿與所述第一中部段蛇身鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動，所述第一短連桿的中部與所述主長連桿鉸接，并且所述第一短連桿的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿與所述主長連桿鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動；所述第二短連桿的一端與所述第二長連桿可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二短連桿的另一端與所述第二中部段蛇身可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第二短連桿的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿與所述第二中部段蛇身鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動，所述第二短連桿的中部與所述主長連桿鉸接，并且所述第二短連桿的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿與所述主長連桿鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動；所述搖桿的兩端分別與所述第一長連桿和所述第二長連桿可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述搖桿的中部與所述驅(qū)動裝置連接，以將所述驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動傳遞到所述第一長連桿和所述第二長連桿。
[0009]特別優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置為舵機(jī)。
[0010]特別優(yōu)選的，所述模塊化蛇身還包括連接板，所述連接板的兩端分別與所述第一端部段蛇身和所述第二端部段蛇身可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述驅(qū)動裝置固定安裝在所述連接板上。

【附圖說明】

[0011]圖1是本實(shí)用新型的蛇形機(jī)器人的一段模塊化蛇身的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型的蛇形機(jī)器人的一段模塊化蛇身的結(jié)構(gòu)透視圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型的蛇形機(jī)器人的一段模塊化蛇身的結(jié)構(gòu)縮略圖。
[0014]圖4是六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1、第一長連桿，2、第二長連桿，3、主長連桿，4、第一短連桿，5、第二短連桿，6、舵機(jī)，7、連接板，8、搖桿，9、第一端部段蛇身，10、第一中部段蛇身，11、驅(qū)動段蛇身，12、第二中部段蛇身，13、第二端部段蛇身。
具體實(shí)施方案
[0016]為了使本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)得以更加明確的明白了解，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步闡述。
[0017]實(shí)施例:
[0018]如圖1-4所示，一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人，由若干段模塊化蛇身組成；所述模塊化蛇身均包括:第一端部段蛇身9，第一中部段蛇身10，驅(qū)動段蛇身11，第二中部段蛇身12，第二端部段蛇身13、六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置6 ;六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括:第一長連桿I，第二長連桿2，主長連桿3，第一短連桿4，第二短連桿5和搖桿8 ;所述第一長連桿1、所述第二長連桿2及所述主長連桿3的尺寸均相同；所述第一短連桿4和所述第二短連桿5的尺寸相同；所述第一長連桿I兩端分別與所述第一端部段蛇身9和所述第二端部段蛇身13可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二長連桿2兩端分別與所述第一端部段蛇身9和所述第二端部段蛇身13可轉(zhuǎn)動地鉸接；所述第一短連桿4的一端與所述第一長連桿I可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第一短連桿4的另一端與所述第一中部段蛇身10可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第一短連桿4的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿4與所述第一中部段蛇身10鉸接的裝置可在該長形通孔中滑動，所述第一短連桿4的中部與所述主長連桿3鉸接，并且所述第一短連桿4的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿4與所述主長連桿3鉸接的裝置可在該長形通孔中滑動；所述第二短連桿5的一端與所述第二長連桿2可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二短連桿5的另一端與所述第二中部段蛇身12可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第二短連桿5的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿5與所述第二中部段蛇身12鉸接的裝置可在該長形通孔中滑動，所述第二短連桿5的中部與所述主長連桿3鉸接，并且所述第二短連桿5的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿5與所述主長連桿3鉸接的裝置可在該長形通孔中滑動；所述搖桿8的兩端分別與所述第一長連桿I和所述第二長連桿2可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述搖桿8的中部與所述驅(qū)動裝置6連接，以將所述驅(qū)動裝置6的轉(zhuǎn)動傳遞到所述第一長連桿I和所述第二長連桿2。
[0019]所述驅(qū)動裝置6可以是舵機(jī)或其他形式的驅(qū)動裝置。
[0020]所述模塊化蛇身還包括連接板7，所述連接板7的兩端分別與所述第一端部段蛇身9和所述第二端部段蛇身13可轉(zhuǎn)動地鉸接；所述驅(qū)動裝置6固定安裝在所述連接板7上。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理如下:采用的是平行四邊形結(jié)構(gòu)來驅(qū)動蛇身的運(yùn)動，第一長連桿1、第二長連桿2、第一端部段蛇身9及第二端部段蛇身13構(gòu)成平行四邊形的基本框架，第一長連桿1、第二長連桿2與舵機(jī)6驅(qū)動的搖桿8鉸接，通過舵機(jī)的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)蛇的基本扭動。第一中部段蛇身10，驅(qū)動段蛇身11，第二中部段蛇身12與其他桿件的作用是使蛇扭動的弧線更平滑，姿態(tài)更美觀。主長連桿3與驅(qū)動段蛇身11鉸接，使驅(qū)動段蛇身11位置固定，同時第一短連桿4、第二短連桿5均有滑槽，使第一中部段蛇身10和第一中部段蛇身12在在平行四邊形擺動時，有相應(yīng)的角度變化。第一短連桿4和第二短連桿5的一端分別與第一長連桿I和第二長連桿2鉸接，中間有長形通孔與主長連桿3相連，另一端與第一中部段蛇身10和第一中部段蛇身12相連，控制這兩段蛇身的姿態(tài)，第一端部段蛇身9，第一中部段蛇身10，驅(qū)動段蛇身11，第二中部段蛇身12，第二端部段蛇身13共同組成了整段蛇運(yùn)動中的弧線形。
【權(quán)利要求】
1.一種由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的蛇形機(jī)器人，其特征在于由若干段模塊化蛇身組成；所述模塊化蛇身均包括:第一端部段蛇身(9)，第一中部段蛇身(10)，驅(qū)動段蛇身(11)，第二中部段蛇身(12)，第二端部段蛇身(13)、六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)和驅(qū)動裝置(6);所述六桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括:第一長連桿(I)，第二長連桿(2)，主長連桿(3)，第一短連桿(4)，第二短連桿(5)和搖桿(8);所述第一長連桿(I)、所述第二長連桿(2)及所述主長連桿(3)的尺寸均相同；所述第一短連桿(4)和所述第二短連桿(5)的尺寸相同；所述第一長連桿(I)兩端分別與所述第一端部段蛇身(9)和所述第二端部段蛇身(13)可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二長連桿(2)兩端分別與所述第一端部段蛇身(9)和所述第二端部段蛇身(13)可轉(zhuǎn)動地鉸接；所述第一短連桿(4)的一端與所述第一長連桿(I)可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第一短連桿(4)的另一端與所述第一中部段蛇身(10)可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第一短連桿(4)的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿(4)與所述第一中部段蛇身(10)鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動，所述第一短連桿(4)的中部與所述主長連桿(3)鉸接，并且所述第一短連桿(4)的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第一短連桿(4)與所述主長連桿(3)鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動；所述第二短連桿(5)的一端與所述第二長連桿(2)可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述第二短連桿(5)的另一端與所述第二中部段蛇身(12)可轉(zhuǎn)動地鉸接，并且所述第二短連桿(5)的所述另一端的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿(5)與所述第二中部段蛇身(12)鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動，所述第二短連桿(5)的中部與所述主長連桿(3)鉸接，并且所述第二短連桿(5)的所述中部上的鉸接孔為長形通孔，以使得將所述第二短連桿(5)與所述主長連桿(3)鉸接的裝置能夠在該長形通孔中滑動；所述搖桿(8)的兩端分別與所述第一長連桿(I)和所述第二長連桿(2)可轉(zhuǎn)動地鉸接，所述搖桿(8)的中部與所述驅(qū)動裝置(6)固定連接，以將所述驅(qū)動裝置(6)的轉(zhuǎn)動傳遞到所述第一長連桿(I)和所述第二長連桿(2)。2.如權(quán)利要求1所述的蛇形機(jī)器人，其特征在于:所述驅(qū)動裝置(6)為舵機(jī)。3.如權(quán)利要求1或2所述的蛇形機(jī)器人，其特征在于:所述模塊化蛇身還包括連接板(7)，所述連接板(7)的兩端分別與所述第一端部段蛇身(9)和所述第二端部段蛇身(13)可轉(zhuǎn)動地鉸接；所述驅(qū)動裝置出)固定安裝在所述連接板(7)上。
【文檔編號】B25J9-06GK204278011SQ201420715679
【發(fā)明者】楊一超, 張蓉, 葉蕓 [申請人]楊一超, 張蓉, 葉蕓