一種蛇形機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人結構，尤其涉及一種蛇形機器人。
【背景技術】
[0002]第一代機械蛇是結合相關理論，建立蛇的行波運動模型，其樣機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運動，這樣以每兩個正交關節(jié)組成一個單元體建立的機械蛇模型，其缺點在于蛇的自由度受到了極大的限制，從而使得其能實現(xiàn)的動作具有很大的局限性。
[0003]目前，機械蛇大致發(fā)展至第二代。第二代機械蛇，包括美國，日本，以色列，德國以及我國等后續(xù)研發(fā)的一些機械蛇，均采用了模塊化設計的形式，雖然較大程度上增強了其靈動性和機動性，使得其可以實現(xiàn)更多復雜的動作，但這些基本都是采用了小段蛇身相連的形式，并以一舵機驅(qū)動一小段蛇身的形式，這就造成了現(xiàn)有機械蛇關節(jié)化的問題，也造成了整個機械蛇使用了大量舵機的現(xiàn)象，這既增加了其重量，減少了可利用空間還十分浪費資源，與我們當今全球的環(huán)保概念相背離。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述的技術缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種蛇形機器人，通過利用曲柄連桿機構設計蛇身內(nèi)部運動結構的蛇形機器人。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
一種蛇形機器人，由若干段模塊化蛇身單元首尾相接串聯(lián)組成，每個模塊化蛇身單元包括若干模塊化蛇身段，連桿機構，驅(qū)動機構和驅(qū)動器；所述連桿機構穿插安裝于模塊化蛇身單元之間，所述驅(qū)動器安裝于某段模塊化蛇身段內(nèi)部，所述連桿機構通過驅(qū)動機構與驅(qū)動器連接。
[0006]第一種優(yōu)選方式為:所述模塊化蛇身單元包括第一左驅(qū)動蛇身段、第一右驅(qū)動蛇身段，第一左邊蛇身段、第一右邊蛇身段和中蛇身段；所述連桿機構包括第一長連桿、第二長連桿、第三長連桿、第四長連桿、第一短連桿、第二短連桿，所述第一長連桿、第二長連桿、第三長連桿、第四長連桿的結構尺寸相同，所述第一短連桿、第二短連桿的結構尺寸相同；所述驅(qū)動機構包括曲柄接桿和第一曲柄；所述第一長連桿和第二長連桿分別通過第一孔與第一左驅(qū)動蛇身段上的兩個孔鉸接，通過第四孔與中蛇身段上的兩個孔鉸接；所述第三長連桿和第四長連桿分別通過第一孔與第一右驅(qū)動蛇身段上的兩個孔鉸接，通過第四孔與中蛇身段上的兩個孔鉸接；所述第一長連桿與第三長連桿通過第三孔與第二短連桿鉸接；所述第二長連桿與第四長連桿通過第三孔與第一短連桿鉸接；所述曲柄接桿中的第五孔與第一曲柄上的孔鉸接，曲柄接桿的左接桿滑槽與第三長連桿上的第二孔鉸接，右接桿滑槽與第四長連桿上的第二孔鉸接；所述第一左邊蛇身段、第一右邊蛇身段的中部有第一帶槽接板，第一銷釘通過兩根長連桿中部的第一長桿滑槽和第一左邊蛇身段、第一右邊蛇身段中部的第一帶槽接板連接；所述第一左驅(qū)動蛇身段通過第一蛇身連接孔和第一蛇身連接槽與第一左邊蛇身段連接，所述第一左邊蛇身段通過第一蛇身連接槽和第二蛇身連接孔與中蛇身段相連；所述中蛇身段通過第二蛇身連接孔和第一蛇身連接槽與第一右邊蛇身段連接，所述右邊蛇身段通過第一蛇身連接槽和第一蛇身連接孔與第一右驅(qū)動蛇身段連接，依次串聯(lián)組成模塊化蛇身單元；所述第一驅(qū)動器安裝在第一右驅(qū)動蛇身段上，所述第一曲柄與第一驅(qū)動器連接。
[0007]第二種優(yōu)選方式為:所述模塊化蛇身單元包括驅(qū)動蛇身段，第二左邊蛇身段、第二右邊蛇身段，第一左被動蛇身段，第一右被動蛇身段；所述連桿機構包括第五長連桿、第六長連桿、第七長連桿、第八長連桿、第三短連桿、第四短連桿，所述第五長連桿、第六長連桿、第七長連桿、第八長連桿的結構尺寸相同，所述第三短連桿、第四短連桿的結構尺寸相同；所述驅(qū)動機構包括第二曲柄；第五長連桿、第六長連桿通過第六孔與驅(qū)動蛇身段上的兩個孔鉸接，通過第九孔與第一左被動蛇身段上的兩個孔鉸接；第七長連桿、第八長連桿通過第六孔與驅(qū)動蛇身段上的兩個孔鉸接，通過第九孔與第一右被動蛇身段上的兩個孔鉸接；第五長連桿與第七長連桿通過第七孔與第四短連桿連接；第六長連桿與第八長連桿通過第七孔與第三短連桿連接；兩個短連桿上有短連桿中部滑槽，第二曲柄上有曲柄滑槽，驅(qū)動蛇身段上有驅(qū)動段帶槽接板；第二銷釘穿過短連桿中部滑槽、曲柄滑槽和驅(qū)動段帶槽接板；兩個短連桿上有短連桿端部滑槽，第二銷釘穿過短連桿端部滑槽并與長連桿上第七孔連接；第二左邊蛇身段、第二右邊蛇身段中部有第二帶槽接板；第二銷釘通過兩根長連桿中部的第二長桿滑槽和第二左邊蛇身段、第二右邊蛇身段中部的第二帶槽接板連接；驅(qū)動蛇身段與第二左邊蛇身段、第二右邊蛇身段通過第四蛇身連接孔與第二蛇身連接槽相連；第一左被動蛇身段、第一右被動蛇身段與第二左邊蛇身段、第二右邊蛇身段通過第三蛇身連接孔與第二蛇身連接槽相連，依次串聯(lián)組成模塊化蛇身單元；所述第二驅(qū)動器安裝在驅(qū)動蛇身段上，所述第二曲柄與第二驅(qū)動器連接。
[0008]第三種優(yōu)選方式為:所述模塊化蛇身單元包括中驅(qū)動蛇身段，第三左邊蛇身段、第三右邊蛇身段；所述連桿機構為五槽連桿，所述驅(qū)動機構為第三曲柄；所述五槽連桿上設有一個中部滑槽、兩個方形滑槽和兩個端部滑槽，方形滑槽與端部滑槽相對于五槽連桿中心軸對稱布置；第三銷釘固定于第三曲柄上，第三銷釘穿過中部滑槽將第三曲柄與五槽連桿連接；中驅(qū)動蛇身段上的矩形連接柱通過五槽連桿上的方形滑槽；第三左邊蛇身段、第三右邊蛇身段上的圓形連接柱通過五槽連桿上的端部滑槽；中驅(qū)動蛇身段與第三左邊蛇身段、第三右邊蛇身段通過第五蛇身連接孔與第六蛇身連接孔相連，依次串聯(lián)組成模塊化蛇身單元；所述第三驅(qū)動器安裝在中驅(qū)動蛇身段，所述第三曲柄與第三驅(qū)動器連接。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著的優(yōu)點:
本發(fā)明顯著縮小蛇形機器人的體積，增加蛇形機器人內(nèi)可利用空間，降低蛇形機器人的整體質(zhì)量，簡化蛇形機器人的控制系統(tǒng)，從而使蛇形機器人具有成本低，質(zhì)量輕，運動靈活，動作可靠，可實現(xiàn)功能多樣化的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1是一種蛇形機器人的整體結構圖。
[0011]圖2是實施例1的模塊化蛇身單元結構示意圖。
[0012]圖3是實施例1的連桿機構結構示意圖。
[0013]圖4是實施例1的連桿示意圖。
[0014]圖5是實施例1的模塊化蛇身段結構示意圖。
[0015]圖6是實施例2的模塊化蛇身單元結構示意圖。
[0016]圖7是實施例2的連桿機構結構示意圖。
[0017]圖8是實施例2的連桿機構結構示意圖。
[0018]圖9是實施例2的模塊化蛇身段結構示意圖。
[0019]圖10是實施例3的模塊化蛇身單元結構示意圖。
[0020]圖11是實施例3的連桿機構結構示意圖。
[0021]圖12是實施例3的模塊化蛇身段結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進一步闡述。
[0023]如圖1所示，一種蛇形機器人，其特征在于，由若干段模塊化蛇身單元首尾相接串聯(lián)組成，每個模塊化蛇身單元包括若干模塊化蛇身段，連桿機構，驅(qū)動機構和驅(qū)動器；所述連桿機構穿插安裝于模塊化蛇身單元之間，所述驅(qū)動器安裝于某段模塊化蛇身段內(nèi)部，所述連桿機構通過驅(qū)動機構與驅(qū)動器連接。
[0024]實施列1:
如圖2至圖5所示，所述模塊化蛇身單元包括第一左驅(qū)動蛇身段10、第一右驅(qū)動蛇身段14，第一左邊蛇身段11、第一右邊蛇身段13和中蛇身段12 ;所述連桿機構包括第一長連桿
1、第二長連桿2、第三長連桿5、第四長連桿6、第一短連桿3、第二短連桿4，所述第一長連桿
1、第二長連桿2、第三長連桿5、第四長連桿6的結構尺寸相同，所述第一短連桿3、第二短連桿4的結構尺寸相同；所述驅(qū)動機構包括曲柄接桿7和第一曲柄8 ;所述第一長連桿I和第二長連桿2分別通過第一孔19與第一左驅(qū)動蛇身段10上的兩個孔鉸接，通過第四孔23與中蛇身段12上的兩個孔鉸接；所述第三長連桿5和第四長連桿6分別通過第一孔19與第一右驅(qū)動蛇身段14上的兩個孔鉸接，通過第四孔23與中蛇身段12上的兩個孔鉸接；所述第一長連桿I與第三長連桿5通過第三孔22與第二短連桿4鉸接；所述第二長連桿2與第四長連桿6通過第三孔22與第一短連桿3鉸接；所述曲柄接桿7中的第五孔24與第一曲柄8上的孔鉸接，曲柄接桿7的左接桿滑槽25與第三長連桿5上的第二孔20鉸接，右接桿滑槽26與第四長連桿6上的第二孔20鉸接；所述第一左邊蛇身段11、第一右邊蛇身段13的中部有第一帶槽接板30，第一銷釘9通過兩根長連桿中部的第一長桿滑槽21和第一左邊蛇身段11、第一右邊蛇身段13中部的第一帶槽接板30連接；所述第一左驅(qū)動蛇身段10通過第一蛇身連接孔27和第一蛇身連接槽28與第一左邊蛇身段11連接，所述第一左邊蛇身段11通過第一蛇身連接槽28和第二蛇身連接孔29與中蛇身段12相連；所述中蛇身段12通過第二蛇身連接孔29和第一蛇身連接槽28與第一右邊蛇身段13連接，所述右邊蛇身段13通過第一蛇身連接槽28和第一蛇身連接孔27與第一右驅(qū)動蛇身段14連接，依次串聯(lián)組成模塊化蛇身單元；所述第一驅(qū)動器15安裝在第一右驅(qū)動蛇身段14上，所述第一曲柄8與第一驅(qū)動器15連接。
[0025]實施列2:
如圖6至圖9所示，所述模塊化蛇身單元包括驅(qū)動蛇身段33，第二左邊蛇身段32、第二右邊蛇身段34，第一左被動蛇身段31，第一右被動蛇身段35 ;所述連桿機構包括第五長連桿36、第六長連桿37、第七長連桿40、第八長連桿41、第三短連桿38、第四