一种仿鼹鼠星壤掘进机器人制造技术

本发明专利技术涉及星壤掘进机器人的技术领域，更具体地，涉及一种仿鼹鼠星壤掘进机器人，包括躯体，所述躯体的一端的两侧设有用于掘土的前肢机构，所述躯体的另一端的两侧设有用于排土的后肢机构，还包括头部，所述头部包括上颚、下颚、装设于所述躯体的第一驱动组件和第二驱动组件，所述上颚的首端设有若干上门齿，所述下颚的首端设有若干下门齿，所述第一驱动组件与所述上颚的末端连接，所述第二驱动组件与所述下颚的末端连接，所述第一驱动组件和第二驱动组件可分别驱动所述上颚和下颚往复运动使所上门齿和下门齿咬合破土。本发明专利技术集挖掘与推进于一体，结合上颚和下颚的破土机理，可适应于不同硬度的星壤环境的定向掘进。不同硬度的星壤环境的定向掘进。不同硬度的星壤环境的定向掘进。

【技术实现步骤摘要】
一种仿鼹鼠星壤掘进机器人


[0001]本专利技术涉及星壤掘进机器人的
，更具体地，涉及一种仿鼹鼠星壤掘进机器人。

技术介绍

[0002]国内外研究人员对星壤掘进机器人已进行了多年研究，形成了一定的成果，相应机器人也已获得一定应用，但更多的是基于长期工程经验的积累，且经常因为设计考虑不充分而导致掘进效果不佳。随着我国深空探测的快速发展，深空科学探测对星壤掘进的需求加大，研究高性能的仿生星壤掘进机器人系统对于推动空间科学探测具有重要意义。鼹鼠的掘进生物行为给星壤掘进机器人提供了很好的仿效对象，但从目前已有的研究来看，仿鼹鼠星壤掘进机器人大部分尚处于实验室阶段，各个功能并不完善。
[0003]德国宇航局(DLR)提出的PLUTO系统中的“鼹鼠”机器人及“洞察号”火星探测车上的探测器HP3、美国宇航局(NASA)开发的MMUM仿鼹鼠地下掘进机器人都存在不定向掘进、可能会因摩擦不足而失效的问题；英国利兹大学提出的一种小型移动掘进机器人USAR只有前肢划动，没有进行过实验测试；韩国高等科学技术学院提出的一种采用钻头和前肢机构混合的仿鼹鼠掘进机器人系统Mole
‑
Bot存在结构不紧凑、能耗高的问题；日本东京工业大学提出的一种“铲式运动”掘进机器人运动仅限于二维空间。
[0004]现有技术公开了一种仿鼹鼠挖掘机器人，包括躯体，安装在躯体前方的左前肢和右前肢，安装在躯体后方的左后肢和右后肢，左前肢和右前肢上分别安装有前肢爪趾，左后肢和右后肢上分别安装有后肢铲斗；该方案中，任一时刻，只有一个前肢工作于挖掘状态，其余三个肢体起支撑作用，机器人可用于水下攻打千斤洞和陆上非开挖施工，但无法满足高硬度的星壤环境的挖掘。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种仿鼹鼠星壤掘进机器人，可适应不同硬度的星壤的挖掘，实现机器人的掘进运动。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]提供一种仿鼹鼠星壤掘进机器人，包括躯体，所述躯体的一端的两侧设有用于掘土的前肢机构，所述躯体的另一端的两侧设有用于排土的后肢机构，还包括头部，所述头部包括上颚、下颚、装设于所述躯体的第一驱动组件和第二驱动组件，所述上颚的首端设有若干上门齿，所述下颚的首端设有若干下门齿，所述第一驱动组件与所述上颚的末端连接，所述第二驱动组件与所述下颚的末端连接，所述第一驱动组件和第二驱动组件可分别驱动所述上颚和下颚往复运动使所述上门齿和下门齿咬合破土。
[0008]本专利技术的仿鼹鼠星壤掘进机器人，包括躯体和头部，躯体设有前肢机构和后肢机构，在对星壤进行挖掘时，可利用第一驱动组件和第二驱动组件分别驱动上颚和下颚往复运动，进而使上门齿和下门齿咬合破土，可满足不同硬度的星壤的挖掘，与前肢机构和后肢
机构配合实现机器人的定向掘进；且前肢机构可同时进行挖掘，后肢机构将挖掘出的碎土向后排出。本专利技术集挖掘与推进于一体，结合上颚和下颚的破土机理，可适应于不同硬度的星壤环境的定向掘进。
[0009]进一步地，所述第一驱动组件包括第一舵机、第一驱动轮、第一同步带、第一传动轮、第一上连杆和第一下连杆，所述第一舵机装设于所述躯体，所述第一舵机的输出轴与所述第一驱动轮连接，所述第一传动轮通过所述第一同步带与所述第一驱动轮连接，且所述第一传动轮与所述躯体转动连接，所述第一上连杆的一端与所述第一传动轮的外周铰接，所述第一上连杆的另一端与所述上颚末端的顶部铰接，所述第一下连杆的一端与开设于所述第一传动轮的内嵌槽配合，所述第一下连杆的另一端与所述上颚末端的底部铰接，所述上颚末端的两侧与所述躯体铰接。
[0010]进一步地，所述第二驱动组件包括第二舵机、第二驱动轮、第二同步带、第二传动轮、第二下连杆，所述第二舵机装设于所述躯体，所述第二舵机的输出轴与所述第二驱动轮连接，所述第二传动轮通过所述第二同步带与所述第二驱动轮连接，且所述第二传动轮与所述躯体转动连接，所述第二下连杆的一端与所述第二传动轮铰接，所述第二下连杆的另一端与所述下颚末端的底部铰接，所述下颚末端的两侧与所述躯体铰接。
[0011]进一步地，所述躯体装设有传动支撑杆，所述第一传动轮和第二传动轮分别与所述传动支撑杆转动连接，所述传动支撑杆设有用于将第一传动轮和第二传动轮间隔开的凸环。
[0012]进一步地，所述躯体包括胸部、臀部和用于随动转向的腰部，所述腰部连接于所述胸部与所述臀部之间，所述第一驱动组件和第二驱动组件装设于所述胸部内，所述前肢机构设于所述胸部的两侧，所述后肢机构设于所述臀部的两侧。
[0013]进一步地，所述前肢机构包括前肢摆转组件和前肢掘进组件，所述前肢摆转组件装设于所述胸部，所述前肢掘进组件与所述前肢摆转组件连接。
[0014]进一步地，所述臀部包括臀身和后盖，所述臀身的一端与所述腰部连接，所述臀身的另一端与所述后盖可拆卸连接，所述后肢机构设于所述臀身的两侧。
[0015]进一步地，所述后肢机构包括第五舵机、第二支撑杆、第二驱动杆、第一后连杆和第二后连杆，所述第五舵机和第二支撑杆设于所述臀身的两侧，所述第二驱动杆的一端与所述第五舵机的输出轴连接，所述第二驱动杆的另一端与所述第一后连杆铰接，所述第二后连杆的一端与所述第二支撑杆铰接，所述第二后连杆的另一端与所述第一后连杆的中部铰接，所述第一后连杆的另一端设有铲斗。
[0016]进一步地，所述臀身内部安装有电源和电路板，所述电源与所述电路板连接，所述电路板与所述第五舵机连接。
[0017]进一步地，所述腰部包括第一连接环、第二连接环、软管和若干双节万向节，所述第一连接环的一侧与所述胸部连接，所述第二连接环的一侧与所述臀部连接，所述软管连接于所述第一连接环的另一侧与所述第二连接环的另一侧之间，所述双节万向节的两端分别与所述第一连接环的另一侧和第二连接环的另一侧固定连接。
[0018]本专利技术的仿鼹鼠星壤掘进机器人与
技术介绍
相比，产生的有益效果为：
[0019]可集挖掘与推进于一体，结合上颚和下颚的破土机理，可适应于不同硬度的星壤环境的定向掘进。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中仿鼹鼠星壤掘进机器人的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例中头部的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例中第一传动轮的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例中第二传动轮的结构示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例中头部与前肢摆转组件的安装示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例中臀部的爆炸图；
[0026]图7为图1中局部A的放大图；
[0027]图8为本专利技术实施例中腰部的结构示意图。
[0028]附图中：1
‑
头部；101
‑
第一舵机；102
‑
第一驱动轮；103
‑
第一传动轮；1031
‑
第一配合轮；1032
‑
第一连接轮；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿鼹鼠星壤掘进机器人，包括躯体，所述躯体的一端的两侧设有用于掘土的前肢机构(3)，所述躯体的另一端的两侧设有用于排土的后肢机构(6)，其特征在于，还包括头部(1)，所述头部(1)包括上颚(107)、下颚(114)、装设于所述躯体的第一驱动组件和第二驱动组件，所述上颚(107)的首端设有若干上门齿(108)，所述下颚(114)的首端设有若干下门齿(115)，所述第一驱动组件与所述上颚(107)的末端连接，所述第二驱动组件与所述下颚(114)的末端连接，所述第一驱动组件和第二驱动组件可分别驱动所述上颚(107)和下颚(114)往复运动使所述上门齿(108)和下门齿(115)咬合破土。2.根据权利要求1所述的仿鼹鼠星壤掘进机器人，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一舵机(101)、第一驱动轮(102)、第一同步带(104)、第一传动轮(103)、第一上连杆(105)和第一下连杆(106)，所述第一舵机(101)装设于所述躯体，所述第一舵机(101)的输出轴与所述第一驱动轮(102)连接，所述第一传动轮(103)通过所述第一同步带(104)与所述第一驱动轮(102)连接，且所述第一传动轮(103)与所述躯体转动连接，所述第一上连杆(105)的一端与所述第一传动轮(103)的外周铰接，所述第一上连杆(105)的另一端与所述上颚(107)末端的顶部铰接，所述第一下连杆(106)的一端与开设于所述第一传动轮(103)的内嵌槽(1034)配合，所述第一下连杆(106)的另一端与所述上颚(107)末端的底部铰接，所述上颚(107)末端的两侧与所述躯体铰接。3.根据权利要求2所述的仿鼹鼠星壤掘进机器人，其特征在于，所述第二驱动组件包括第二舵机(109)、第二驱动轮(110)、第二同步带(112)、第二传动轮(111)、第二下连杆(113)，所述第二舵机(109)装设于所述躯体，所述第二舵机(109)的输出轴与所述第二驱动轮(110)连接，所述第二传动轮(111)通过所述第二同步带(112)与所述第二驱动轮(110)连接，且所述第二传动轮(111)与所述躯体转动连接，所述第二下连杆(113)的一端与所述第二传动轮(111)铰接，所述第二下连杆(113)的另一端与所述下颚(114)末端的底部铰接，所述下颚(114)末端的两侧与所述躯体铰接。4.根据权利要求3所述的仿鼹鼠星壤掘进机器人，其特征在于，所述躯体装设有传动支撑杆(116)，所述第一传动轮(103)和第二传动轮(111)分别与所述传动支撑杆(116)转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，卫泓宇，熊文韬，梁腾龙，张博文浩，毕泽鑫，杨昊天，张银梁，王坤阳，朱海飞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：