本发明涉及爬行机器人技术领域，具体涉及一种类蛇形爬动的机器人。

背景技术：

爬行机器人是通过人工控制或程序自动控制的一种机器人，目前在自然灾害后的救灾、生命探测工作中起着极其重要的作用，可以代替搜救人员到达危险场所进行搜救工作，但是现有技术中的爬行机器人在倾斜面进行搜救时，容易产生侧翻现象，且爬行过程中灵活性较差，影响其搜救效率。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了结构设计合理的一种类蛇形爬动的机器人。

本发明的技术方案如下：

一种类蛇形爬动的机器人，其特征在于，包括机架、转向机构、驱动机构及爬行脚，所述机架采用分段式结构，且相邻两段机架之间通过转向机构铰接，所述驱动机构分别设置在每段机架内，所述爬行脚与驱动机构传动连接，所述驱动机构通过爬行脚带动每段机架独立运动，并通过转向机构带动控制相邻两段机架相对摆动，从而使得机架整体进行类蛇形爬动。

所述的一种类蛇形爬动的机器人，其特征在于，所述转向机构包括直流电机、电机丝杆、丝杠螺母、转向摆杆、转向拉索及十字转向接头，所述十字转向接头两侧分别与转向拉索一端相连，所述转向拉索的另一端与转向摆杆相连，所述转向摆杆中部与机架活动连接，所述转向摆杆一端与丝杠螺母相连，所述丝杠螺母上设有电机丝杆，所述电机丝杆端部设有直流电机。

所述的一种类蛇形爬动的机器人，其特征在于，所述驱动机构包括直流电机、驱动齿轮、传动齿轮、蜗杆齿轮、蜗杆、蜗轮齿轮及曲柄齿轮，所述驱动齿轮设置在直流电机的驱动轴上，所述驱动齿轮上啮合设置传动齿轮，所述传动齿轮的齿轮轴两端分别设有同步齿轮，并通过同步齿轮啮合设置蜗轮齿轮，所述蜗杆齿轮中心设有蜗杆，所述蜗杆周向设有涡轮齿轮，所述涡轮齿轮上设有曲柄齿轮，并通过曲柄齿轮与爬行脚相连。

所述的一种类蛇形爬动的机器人，其特征在于，所述爬行脚包括曲柄轴、曲柄、曲柄杆、摆杆、平行连杆、脚平衡杆及脚板，所述曲柄设置在的曲柄轴上，所述曲柄杆活动设置在曲柄偏心位置处，所述曲柄杆末端设有平行连杆，所述平行连杆的连接轴两端分别设有脚平衡杆及摆杆，且通过脚平衡杆与脚板活动连接，通过摆杆与机架活动连接。

本发明的有益效果是：采用分段式机架结构，在相邻两段机架之间设置转向机构，并在每段机架设置独立的驱动机构及爬行脚，从而使得分段式机架进行类蛇形爬动，能够在倾斜面及复杂环境下稳定工作，且类蛇形爬动灵活性更高，适应性更好。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的转向机构结构示意图；

图3为本发明的驱动机构结构示意图；

图4为本发明的爬行脚结构示意图；

图5为本发明的机架内部结构示意图；

图中：1-机架、2-转向机构、201-直流电机、202-电机丝杠、203-丝杠螺母、204-十字转向接头、205-转向拉索、206-转向摆杆、3-驱动轮系、301-蜗杆、302-蜗轮齿轮、303-曲柄齿轮、304-蜗杆齿轮、305-驱动齿轮、306-直流电机、307-传动齿轮、4-爬行脚、401-摆杆、403-曲柄、404-曲柄轴、405-曲柄杆、406-脚板、407-脚平衡杆、408-平行连杆。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步描述。

如图1-5所示，一种类蛇形爬动的机器人，包括机架1、转向机构2、直流电机201、电机丝杠202、丝杠螺母203、十字转向接头204、转向拉索205、转向摆杆206、驱动轮系3、蜗杆301、蜗轮齿轮302、曲柄齿轮303、蜗杆齿轮304、驱动齿轮305、直流电机306、传动齿轮307、爬行脚4、摆杆401、曲柄403、曲柄轴404、曲柄杆405、脚板406、脚平衡杆407及平行连杆408。

机架1采用分段式结构，本实施例采用两段式结构，每段机架的内部设置有空心夹层，可根据不同的工作场合放置不同的传感器，例如温度传感器、湿度传感器等。

转向机构2由两套子转向装置及一个十字转向接头204组成，并通过十字转向接头204将两套子转向装置相连，每套子转向装置包含一只直流电机201、电机丝杠202、丝杠螺母203、转向摆杆206及两根转向拉索205，直流电机201设置在电机丝杠202端部，与电机丝杠202传动连接，用于驱动电机丝杠202转动；所述电机丝杠202与丝杠螺母203配合，所述丝杠螺母203与转向摆杆206的一端通过槽销副连接，所述转向摆杆206上打有三个孔（图中未标出，3个孔从上至下为孔一、孔二、孔三），孔一与孔三关于孔二对称，其中，孔二与机架1铰接，两根转向拉索205分别穿过孔一与孔三，所述的转向拉索205的另一端穿设在十字转向接头204上，所述十字转向接头与机架1铰接。

直流电机201旋转带动电机丝杆202旋转，电机丝杆202与丝杠螺母203类似于导轨滑块，从而带动丝杠螺母203移动，此处假设丝杠螺母203向右移动，由于转向摆杆206的孔二与机架铰接，而丝杠螺母203与转向摆杆206间为槽小副连接，故转向摆杆206会绕着孔2顺时针转动，从而带动十字转向接头204转动，由于十字转向接头204与下一节机架铰接，（假设以十字转向接头中心为原点，向下为x轴方向，向右为y轴方向，屏幕向外为z轴方向）使下一节机架可在任一yoz平面运动，丝杠螺母203向左移动同理。另一子转向装置的运动同理，实现机架的运动类似于蛇的蠕动。

驱动机构包括直流电机306、驱动齿轮305、传动齿轮307、蜗杆齿轮304、蜗杆301、蜗轮齿轮302及曲柄齿轮303，直流电机306为原动件，直流电机306驱动驱动齿轮305转动，通过传动齿轮307的传动带动与其同轴设置的同步齿轮（同步齿轮设置在传动齿轮307齿轮轴两端位置）转动，从而通过同步齿轮带动两侧蜗杆齿轮304转动，由于蜗杆301与蜗杆齿轮304固定，实现蜗杆301的转动，从而带动蜗轮齿轮302以及曲柄齿轮303的转动，蜗轮齿轮302沿蜗杆301周向设有四个，曲柄齿轮303、曲柄403通过曲柄轴404连接，实现曲柄403的转动。

爬行脚4包括所述曲柄轴404、曲柄403、曲柄杆405（曲柄杆405包括左曲柄杆、右曲柄杆）、摆杆401（摆杆401包括摆杆一、摆杆二）、平行连杆408（平行连杆408包括左平行连杆、右平行连杆）、脚平衡杆407及脚板406，所述曲柄403与驱动机构中的曲柄齿轮303通过曲柄轴404安装配合，所述曲柄403上有凸起用于与曲柄杆405（左、右曲柄杆）一端配合，曲柄杆405另一端与平行连杆408（左、右平行连杆）通过销轴连接，平行连杆408两端分别与摆杆401、脚平衡杆407通过销轴连接，摆杆401（摆杆一、摆杆二））与机架铰接，所述脚板406与脚平衡杆407、脚板406与曲柄杆405（曲柄杆采用t型结构）之间的连接方式为铰接。爬行脚4中的一系列结构用于实现脚板406的平稳爬行运行。