一種水下蛇形機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下蛇形機器人，由多個模塊組成，所述模塊外表面包覆有防水護套，各模塊間固定連接，模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在本體兩端部的連接部，所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接。本發(fā)明模塊自身可以多方向偏轉(zhuǎn)使得蛇形機器人運行時更加靈活，模塊整體包覆有防水護套，在起到防水作用的同時，能夠有效的延長機器人的使用壽命。
【專利說明】一種水下蛇形機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種機器人結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種水下蛇形機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]蛇形機器人以其高度的環(huán)境適應(yīng)能力，成為近年來的研究熱點。在野外探測及偵查任務(wù)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(yīng)用價值和研究意義。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)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(zhuǎn)動地相連接，兩相鄰模塊中的一個可相對另一個水平偏轉(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)在水中自由游動，但由于單個模塊相對較長，不能實現(xiàn)柔順靈活運動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能在水下靈活運動的水下蛇形機器人。
[0005]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種水下蛇形機器人，由多個模塊組成，各所述模塊間固定連接，所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部。
[0006]上述技術(shù)方案中，所述模塊外表面包覆有防水護套。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面,所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接；
所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機、通過所述伺服電機驅(qū)動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)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。
[0008]上述技術(shù)方案中，設(shè)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(cè)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。
[0009]進一步技術(shù)方案，所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動連接點下方。
[0010]所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
[0011]上述技術(shù)方案中，外殼內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個引導(dǎo)孔，兩根導(dǎo)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(yīng)的通孔、引導(dǎo)孔再穿過各空心環(huán)上的導(dǎo)線孔最終固定在最末端的空心環(huán)上。[0012]進一步技術(shù)方案，所述伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述渦輪同軸連接。
[0013]進一步技術(shù)方案，所述外殼為圓柱形。
[0014]本發(fā)明的工作原理，單個模塊上設(shè)置有本體及兩個連接部，在連接部內(nèi)設(shè)置有伺服電機及繞線輪，伺服電機帶動繞線輪旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪上兩條繩線的繞向相反，在繞線輪轉(zhuǎn)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(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個模塊上設(shè)置有兩個連接部，本體內(nèi)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(zhuǎn)扭動。
[0015]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
1、本發(fā)明的模塊本身可以多方向偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了水下蛇形機器人真正意義上的靈活性；
2、本發(fā)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(fā)明通過伺服電機帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，控制更精確，通過控制使得本體的偏轉(zhuǎn)更靈
活；
4、本發(fā)明首部模塊設(shè)置有光源及攝像頭，可以清晰地記錄機器人所經(jīng)過的地方，便于搜索發(fā)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為連外殼意圖一；
圖4為外殼示意圖二；
圖5為防水護套示意圖；
圖6為模塊連接時繞線輪位置示意圖；
圖7為模塊內(nèi)部示意圖；
圖8為封蓋不意圖；
圖9為連接部示意圖。
[0017]其中:1、模塊；2、本體；3、連接部；4、防水護套；5、螺釘；21、空心環(huán)；22、活動連接點；23、導(dǎo)線孔；31、外殼；32、伺服電機；33、繞線輪；34、繩線；35、導(dǎo)線柱；36、封蓋；37、引導(dǎo)孔；38、渦輪；39、蝸桿；331、繞線槽；351、通孔。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例一:
如圖1-9所示，一種水下蛇形機器人，由多個模塊I組成，各模塊I間固定連接，模塊I包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體2及設(shè)置在本體2兩端部的連接部3。
[0019]多個模塊I首尾相連，相鄰的兩個連接部3通過螺釘5固定。
[0020]模塊I外表面包覆有防水護套4。
[0021]本體2包括多個空心環(huán)21，空心環(huán)21均設(shè)有四個活動連接點22，其中相對的兩個活動連接點22設(shè)置在空心環(huán)21上表面，另兩個活動連接點22設(shè)置在空心環(huán)21下表面，相鄰的空心環(huán)21通過活動連接點22活動連接；
連接部3包括外殼31、設(shè)置在外殼31內(nèi)的伺服電機32、通過伺服電機32驅(qū)動的具有兩個繞線槽331的繞線輪33、纏繞在繞線槽331內(nèi)的繩線34、固定設(shè)置在外殼31內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱35，導(dǎo)線柱35末端設(shè)置有通孔351，通孔351中心線與繞線輪33中心線相交，繩線34 —端纏繞在繞線輪33上，繩線34的另一端通過通孔351及本體2固定在本體2末端，繞線輪33上的兩條繩線34繞向相反。
[0022]外殼31為圓柱形。
[0023]設(shè)置在本體2兩端部的兩個連接部3端口可以互相卡合，并且在端口兩側(cè)面各有一個封蓋36，便于軸承座的裝配同時保持了外殼31表面的近似圓柱面。
[0024]空心環(huán)21內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔23，導(dǎo)線孔23設(shè)置在活動連接點22下方。
[0025]繩線34穿過各導(dǎo)線孔23。
[0026]外殼31內(nèi)邊緣還設(shè)置有兩個引導(dǎo)孔37，兩根導(dǎo)線柱35的通孔351分別正對兩個繞線槽331，繞線槽331上的兩根繩線34分別穿過各相應(yīng)的通孔351、引導(dǎo)孔37再穿過各空心環(huán)21上的導(dǎo)線孔23最終固定在最末端的空心環(huán)21上。
[0027]伺服電機32通過蝸輪蝸桿39傳動繞線輪33，繞線輪33與渦輪38同軸連接。
[0028]水下蛇形機器人的工作原理，單個模塊I上設(shè)置有本體2及兩個連接部3，在連接部3內(nèi)設(shè)置有伺服電機32及繞線輪33，伺服電機32帶動繞線輪33旋轉(zhuǎn)，由于繞線輪33上兩條繩線34的繞向相反，在繞線輪33轉(zhuǎn)動時，一條繩線34拉緊另一條繩線34放松，可以使本體2向繩線34拉緊的一側(cè)收攏偏轉(zhuǎn)；而單個模塊I上設(shè)置有兩個連接部3，本體2內(nèi)總共均布有4條繩線34，通過伺服電機32對繞線輪33的控制可以使本體2多方向偏轉(zhuǎn)扭動。
[0029]可以在水下蛇形機器人頭部即首模塊I頂部安裝防水攝像頭，實現(xiàn)對水下空間的探索；本體2內(nèi)的中空腔體可以安裝遙控設(shè)備，實現(xiàn)對蛇形機器人的路線控制，也可以儲存電力設(shè)備，使得水下蛇形機器人續(xù)航更持久。
【權(quán)利要求】
1.一種水下蛇形機器人，由多個模塊組成，其特征在于:各所述模塊間固定連接，所述模塊包括可多方向偏轉(zhuǎn)的本體及設(shè)置在所述本體兩端部的連接部，所述模塊外表面包覆有防水護套； 所述本體包括多個空心環(huán)，所述空心環(huán)均設(shè)有四個活動連接點，其中相對的兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)上表面，另兩個所述活動連接點設(shè)置在所述空心環(huán)下表面，所述相鄰的空心環(huán)通過所述活動連接點活動連接； 所述連接部包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)的伺服電機、通過所述伺服電機驅(qū)動的具有兩個繞線槽的繞線輪、纏繞在所述繞線槽內(nèi)的繩線、固定設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的兩根導(dǎo)線柱，所述導(dǎo)線柱末端設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機器人，其特征在于:所述空心環(huán)內(nèi)側(cè)面上均設(shè)有四個導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線孔設(shè)置在所述活動連接點下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下蛇形機器人，其特征在于:所述繩線穿過各所述導(dǎo)線孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機器人，其特征在于:所述伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動所述繞線輪，所述繞線輪與所述渦輪同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下蛇形機器人，其特征在于:所述外殼為圓柱形。
【文檔編號】B63C11/52GK103878767SQ201410102191
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】胡海燕, 李偉達, 李娟 , 李春光 申請人:蘇州大學(xué)