专利名称：水陆两栖蛇形机器人关节模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人研究和工程领域，具体是一种水陆两栖蛇形机 器人关节模块。
技术背景蛇形机器人具有稳定性好、横截面小、柔性等特点，能在各种粗糙、 陡峭、崎岖的复杂地形上行走，并可攀爬障碍物，在水中游动，这是以轮 子或腿作为行走工具的机器人难以做到的。蛇形机器人一般由多个关节模 块组成，在目前已有的蛇形机器人中，关节模块的结构和功能也各有不同， 绝大多数都是应用于陆地环境，这类模块不适用于水陆两栖环境。实用新型内容本实用新型的目的是克服上述模块中的不足，提出一种新的、适用于 水陆两栖环境的三自由度关节模块。本实用新型的技术方案是包括舵机、连接板，其特征在于还包括 扭转板、差动驱动机构，整体安装在外壳内，所述舵机包括扭转舵机、第 一 二偏转舵机，扭转板安装在扭转舵机上，第一偏转舵机和二偏转舵机的 轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板与差 动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一 四直齿轮、第一 三伞齿轮组成，其中第一直齿轮安装在第一偏转舵机上，经第二直齿 轮与第三直齿轮相啮合，第三直齿轮与第一伞齿轮相连，第一伞齿轮经第 二伞齿轮与第三伞齿轮啮合，第三伞齿轮与安装在第二偏转舵机上的第四直齿轮相连接；第一 三伞齿轮为n形结构；呈90度角方式加设有翼于外壳外表面， 并,在翼上装有被动轮；所述翼至少为两个，均,布；所述扭转板具有可在底 座上旋转的阶梯式桩结构部；所述连接板上设'有通过阶梯式桩结构部与另 一模块扭转板相连的孔。本实用新型优点如下本实用新型关节模块可用于组成水陆两栖蛇形机器人，具有三自由度。 其外壳形状为圆简，简上有4个成90度的翼，翼上带有滚轮，连接板通过 差动驱动机构可进行左右摆动和俯仰运动，扭动板可绕其中心进行旋转运 动。
图l为三自由度关节模块外形图。图2为三自由度关节模块内部结构图。 图3为图2中模块内部结构的另 一视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 本实用新型外观如图1所示，内部结构如图2、 3,由扭转舵机1、第 一偏转舵机2、第二偏转舵机3、第一直齿轮4、第二直齿轮5、第三直齿 轮6、第一伞齿轮7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第四直齿轮IO、连接 板11.、扭转板12等组成，整体安装在外壳13内.所述扭转舵机1与扭转 板12相连接，扭转舵机1转动可使扭转板12产生旋转运动。所述第一偏 转舵机2与第一直齿轮4相连，第一直齿轮4经第二直齿轮5与第三直齿 轮6相啮合，第三直齿轮6与第一伞齿轮7相连，所述第二偏转舵机3与 第四直齿轮IO安装在一起，第四直齿轮10与第三伞齿轮9相连，第二伞 齿轮8连接在连接板11上，分别与第一伞齿轮7和第三伞齿轮9相啮合， 组成差动驱动机构；其中第一 三伞齿轮为n形结构；外壳13为圆形，上 面安装有4个与外壳外表面成90度角的翼14,在每个翼14上装有两个被 动轮15。关节模块具有三个自由度，当第一伞齿轮7与第三伞齿轮9以相同方 向、相同速度运动时，第二伞齿轮8带动连接板11产生附仰运动，当第一 伞齿轮7与第三伞齿轮9以相反方向、相同速度运动时，第二伞齿轮8带 动连接板11产生左右运动。 一个模块的连接板可以与另 一个模块的扭转板 连接(所述扭转板12具有可在底座上旋转的阶梯式桩结构部；所述连接板 ll上设有通过阶梯式桩结构部与另一模块扭转板相连的孔)。根据需要，可 以用模块组成不同长度的蛇形机器人。本实施例中单个模块的尺寸为Sl40mmx 124 mm。所述扭转舵机1、第一 二偏转舵机2 3以电机为主结构，属于现有技术。
权利要求1.一种水陆两栖蛇形机器人关节模块，包括舵机、连接板，其特征在于还包括扭转板(12)、差动驱动机构，整体安装在外壳(13)内，所述舵机包括扭转舵机(1)、第一～二偏转舵机(2～3)，扭转板(12)安装在扭转舵机(1)上，第一偏转舵机(2)和二偏转舵机(3)的轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板(11)与差动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一～四直齿轮、第一～三伞齿轮组成，其中第一直齿轮(4).安装在第一偏转舵机(2)上，经第二直齿轮(5)与第三直齿轮(6)相啮合，第三直齿轮(6)与第一伞齿轮(7)相连，第一伞齿轮(7)经第二伞齿轮(8)与第三伞齿轮(9)啮合，第三伞齿轮(9)与安装在第二偏转舵机(3)上的第四直齿轮(10)相连接。
2. 按照权利要求l所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于 第一 三伞齿轮(7 9)为n形结构。
3. 按照权利要求l所迷水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于 呈90度角方式加设有翼(14)于外壳(13)外表面，并在翼(14)上装有 被动轮(15)。
4. 按照权利要求3所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于所述翼至少为两个，均布。
5. 按照权利要求l所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于 所述扭转板(12)具有可在底座上旋转的阶梯式桩结构部。
6. 按照权利要求l所述水陆两栖蛇形机器人关节模块，其特征在于 所述连接板(11)上设有通过阶梯式桩结构部与另一模块扭转板相连的孔。
专利摘要本实用新型涉及机器人研究和工程领域，具体是一种水陆两栖蛇形机器人关节模块。包括舵机、连接板，及扭转板、差动驱动机构，整体安装在外壳内，所述舵机包括扭转舵机、第一～二偏转舵机，扭转板安装在扭转舵机上，第一偏转舵机和二偏转舵机的轴与盖动驱动结构中的直齿轮相加，具有三自由度运动姿态的连接板与差动驱动机构中的一个伞齿轮相连；所述差动驱动机构由第一～四直齿轮、第一～三伞齿轮组成，其中第一直齿轮安装在第一偏转舵机上，经第二直齿轮与第三直齿轮相啮合，第三直齿轮与第一伞齿轮相连，第一伞齿轮经第二伞齿轮与第三伞齿轮啮合，第三伞齿轮与安装在第二偏转舵机上的第四直齿轮相连接。本实用新型具有三自由度，适用于水陆场合。
文档编号B25J17/00GK201092046SQ200720015869
公开日2008年7月30日 申请日期2007年11月14日 优先权日2007年11月14日
发明者叶长龙, 张国伟, 斌 李, 王越超, 马书根, 龚海里 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所