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一种可重构模块化蛇形机器人系统原理堆焊焊条

堆焊焊条    
2021年01月08日

一种可重构模块化蛇形机器人系统原理

近来,王家岭矿难,青海玉树地震的相继发生,造成严重的人员伤亡及财产损火。在灾难救援中,救援人员只有非常恕的时间在坍塌的废墟中寻找幸存者,否则发现幸存者的机会几乎为零。而灾难现场被困人员的位置以及现场温度,氧气含量、坍塌情况延误了有效救援工作的开展。针对完成如此危险和复杂的灾难环境下的任务,仿生机器人尤其是蛇形机器人被证明拥有广泛应用前景,蛇形机器人具有稳定件好、横截而积小、柔件等特点,能在粗糙、崎岖、陡峭的复杂地形行走,并可以攀爬障碍,但也存在工作环境单一、动力供应不足、耐高温性能差、翻倒无法复位等不足。本机器人结合蛇形机器人的优点,通过改善模块和材料成功弥补这些不足,从而在各种复杂环境中能有效参与救援。

该蛇形机器人由蛇头、蛇体、蛇尾若干部分组成,各部分应用了可重构机器人模块,实际构造需根据具体要求设定,目前暂定5节,蛇体截而为中52mm,最大轮廓尺寸为中72mm,总长约672mm;蛇体各节之间为两种连接方式,一种是球头铰链连接方式,另一种是前后嵌入式连接方式;蛇体沿轴线方向按l22度均匀分布三排车轮,车轮有三种形式:一种是与球头连接的车轮,一种是与轴固定连接的车轮,另一种是与轴活动连接的车轮;在车轮与车轮之间有各装有一排减磨轮;

蛇体内部安装有三组运动模块和若干个电器元件。在蛇体的每段后轴上装有驱动模块,能够实现蛇体的前进与后退功能。在蛇体第2~3节之间安装有爬升模块,在第4~5节、5~6节之间也可以安装爬升模块,使蛇体多节抬起实现爬升功能。

在蛇头安装三个触头分别控制左右转向与爬升模块,可以实现自动调整,蛇头内还装有热电偶、红外温度传感器、空气收集器、摄像头、照明灯等。蛇头中段安装声传感器。在驱动轴上装有里程传感器等,可以收集声音、温度、影像、位置等诸多信息。模块总体图如图l所示。

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