用于狭窄空间探测的仿生机器人

1.本实用新型涉及狭窄空间探测装置领域，具体涉及用于狭窄空间探测的仿生机器人。

背景技术：

2.狭窄空间是尺度小并有通道限制的小空间，例如排水和油气管道、阴沟、探井、通道、及具有危险的狭窄场所等。当需要知晓狭窄空间内的未知故障和其他情况时，通常使用小尺寸探头或者小体型的机器人进行探测。
3.现有公开文献cn111452028a的小体型机器人包括按序接设并电性连接的头部、身部和尾部，身部的底部设有微型万向轮，身部由多身部关节串接构成，各身部关节均受一微型舵机独立控制，微型舵机的舵机动力输出轴通过舵机转盘、螺钉连接于相邻身部关节的舵机头连接定位孔上，轴承放置正定位孔通过滚动轴承、轴承连接螺栓组件与相邻身部关节的轴承放置副定位孔相连接；头部包括内设有多控制单元的头部关节，其一端与身部关节的舵机头连接定位孔相接、另一端活动连接有头部舵机架；尾部包括内设有供电电池的尾部关节，尾部关节的端部设置有与身部关节相连接的尾部舵机架，尾部舵机架上承载尾部舵机。
4.但是，现有的这种机器人，因设置了多个舵机和再设置的探测组件，而在狭窄空间内的工作时间较长，电量有限，机器人的续航能力差，容易因电量问题导致整个机器人瘫痪。

技术实现要素：

5.本实用新型意在提供一种用于狭窄空间探测的仿生机器人，以解决现有机器人容易因电量问题导致整体机器人瘫痪的问题。
6.本方案中的用于狭窄空间探测的仿生机器人，包括依次连接的头部壳体、中部壳体和尾部壳体，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体连接成直条状且在连接处具有独立的自由度；
7.所述头部壳体内设有驱动组件和控制驱动组件工作的控制器，所述中部壳体内设有图像采集传输组件，所述驱动组件和图像采集传输组件分别使用独立的电源进行供电；
8.所述头部壳体上设有至少两个受驱动组件不同步驱动的轮子。
9.本方案的有益效果是：
10.在机器人进行探测时，通过驱动组件不同步地驱动轮子，让轮子之间产生差速，使得轮子因与地面或内壁面的摩擦力等因素模拟出动物蛇的行进姿态，让机器人在狭窄空间内移动进行探测，整体结构简单；机器人移动过程中，由图像采集传输组件采集图像信息并进行传输。机器人移动和探测所需的电源相互独立，互不干扰，探测所需的电量与驱动所需的电量不会互相消耗，降低了整体机器人因电量问题而瘫痪的概率。
11.进一步，所述驱动组件包括两个微型有刷高速电机和一接收驱动组件控制信号的
红外接收模块，所述红外接收模块信号连接控制器，所述控制器信号连接微型有刷高速电机，所述控制器收到红外接收模块的控制信号后控制两个微型有刷高速电机不同步工作。
12.有益效果是：通过红外接收模块可以接收驱动组件的控制信号，以控制驱动组件的两个微型有刷高速电机进行不同步工作，控制更方便。
13.进一步，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体使用abs塑料制成，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体为3d打印一体成型。
14.有益效果是：机器人的壳体部分材质稳定，能在-14℃-100℃的温度区间内工作，适用范围广。
15.进一步，所述图像采集传输组件包括摄像头和存储卡，所述摄像头采集的图像信息存储至存储卡内。
16.有益效果是：将摄像头采集到的图像信息存储至存储卡内，不进行实时传输，无需耗费实时传输图像信息的电量，减少机器人的耗电量。
17.进一步，所述中部壳体上开设有安装孔，所述摄像头卡在安装孔内，所述摄像头与安装孔的内壁之间设有密封圈。
18.有益效果是：通过摄像头的安装设置，能够保持其安装的稳定性，以及对摄像头进行防护。
19.进一步，所述图像采集传输组件还包括实时传输器，所述实时传输器信号连接控制器。
20.有益效果是：通过实时传输器的设置，能够在需要时实时传输探测画面，使用更方便。
21.进一步，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体的整体全长为40cm，所述头部壳体的直径为4cm，所述中部壳体的直径为5.5cm。
22.有益效果是：通过整体尺寸的设置，保证了机器人整体的较小体积，便于在狭窄空间内进行探测。
23.进一步，所述尾部壳体包括多个具有独立自由度并串联在一起的关节壳体，所述关节壳体从中部壳体处朝向尾部端部逐渐减小，所述关节壳体的最大直径为2.1cm。
24.有益效果是：尾部壳体逐渐减小直径的设置，能够减小机器人整体的重量，便于移动。
附图说明
25.图1为本实用新型用于狭窄空间探测的仿生机器人实施例一的主视图；
26.图2为图1中头部壳体的结构示意图；
27.图3为本实用新型用于狭窄空间探测的仿生机器人实施例一的原理框图。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式进一步详细说明。
29.说明书附图中的附图标记包括：头部壳体1、中部壳体2、尾部壳体3、上盖体4、下盖体5、延伸孔6。
30.实施例一
31.用于狭窄空间探测的仿生机器人，如图1所示：包括依次连接的头部壳体1、中部壳体2和尾部壳体3，头部壳体1、中部壳体2和尾部壳体3连接成直条状且在连接处具有独立的自由度。头部壳体1、中部壳体2和尾部壳体3使用abs塑料制成，头部壳体1、中部壳体2和尾部壳体3为3d打印一体成型。
32.头部壳体1、中部壳体2和尾部壳体3的整体全长为40cm，头部壳体1的端部呈尖锥状，头部壳体1的直径为4cm，中部壳体2的直径为5.5cm；尾部壳体3包括多个具有独立自由度并串联在一起的关节壳体，关节壳体从中部壳体2处朝向尾部端部逐渐减小，关节壳体的最大直径为2.1cm。
33.如图2和图3所示，头部壳体1内安装有驱动组件和控制驱动组件工作的控制器，头部壳体1上安装有至少两个受驱动组件分别不同步驱动的轮子，头部壳体1包括扣合在一起的上盖体4和下盖体5，下盖体5开设有供轮子伸出的延伸孔6。驱动组件包括充电接口、两个微型有刷高速电机和一接收驱动组件控制信号的红外接收模块，红外接收模块信号连接控制器，红外接收模块可用现有产品，例如lf0038q型号的接收器，控制器可用现有的贴片式单片机，例如由stm32单片机通过tc214b芯片控制电机，控制器信号连接微型有刷高速电机，控制器收到红外接收模块的控制信号后控制两个微型有刷高速电机不同步工作，即设置两个微型有刷高速电机，两个微型有刷高速电机的不同步工作的控制可以通过前后控制时间的不同进行，微型有刷高速电机可用现有rf-1220型号的微型有刷电机，控制器接收红外接收模块的控制信号进行电机的控制为现有技术，在此不再赘述。
34.中部壳体2内安装有图像采集传输组件，图像采集传输组件包括摄像头和存储卡，摄像头可用现有ov2640摄像头，及esp32-cam型号的小尺寸摄像头模组，摄像头采集的图像信息存储至存储卡内，存储卡可用现有的tf卡。
35.驱动组件和图像采集传输组件分别使用独立的电源进行供电，即设置两个电池供电电池，例如设置两个802035型号的3.7v电池，驱动组件与图像采集传输组件分别使用单独的供电电池进行供电。中部壳体2上开设有安装孔，摄像头卡在安装孔内，摄像头与安装孔的内壁之间套设有密封圈。
36.具体实施过程如下：
37.在使用本实施例的机器人进行油气管道、下水道、排水管等输送管道的检测维护作业，或者灾后探测时，通过控制器控制驱动组件的两个电机以不同步方式驱动若干轮子转动，让若干轮子之间产生差速，使得轮子在与地面或内壁面的摩擦力等因素下模拟出动物蛇的行进姿态，让机器人在狭窄空间内移动，通过机器人上的摄像头进行内部环境探测得到图像信息，并将图像信息存储在存储卡内，整体结构简单。本实施例中机器人移动和探测所需的电源相互独立，互不干扰，探测所需的电量与驱动所需的电量不会互相消耗，降低了整体机器人因电量问题而瘫痪的概率。
38.实施例二
39.用于狭窄空间探测的仿生机器人，与实施例一的区别在于，图像采集传输组件还包括实时传输器，实时传输器信号连接控制器，实时传输器可用现有esp32-cam型号的产品，实时传输器通过连接至同一局域网与手机、电脑等终端进行通信。
40.通过设置实时传输器，能够将狭窄空间内的画面实时呈现出来，对管道进行检测、维护，以保障管道的安全和畅通地工作，或者在灾后进入垮塌的建筑物、地下通道等环境
中，有利于下一步的救灾工作。
41.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：

1.用于狭窄空间探测的仿生机器人，包括依次连接的头部壳体、中部壳体和尾部壳体，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体连接成直条状且在连接处具有独立的自由度；其特征在于：所述头部壳体内设有驱动组件和控制驱动组件工作的控制器，所述中部壳体内设有图像采集传输组件，所述驱动组件和图像采集传输组件分别使用独立的电源进行供电；所述头部壳体上设有至少两个受驱动组件不同步驱动的轮子。2.根据权利要求1所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述驱动组件包括两个微型有刷高速电机和一接收驱动组件控制信号的红外接收模块，所述红外接收模块信号连接控制器，所述控制器信号连接微型有刷高速电机，所述控制器收到红外接收模块的控制信号后控制两个微型有刷高速电机不同步工作。3.根据权利要求1所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体使用abs塑料制成，所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体为3d打印一体成型的。4.根据权利要求1所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述图像采集传输组件包括摄像头和存储卡，所述摄像头采集的图像信息存储至存储卡内。5.根据权利要求4所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述中部壳体上开设有安装孔，所述摄像头卡在安装孔内，所述摄像头与安装孔的内壁之间设有密封圈。6.根据权利要求4所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述图像采集传输组件还包括实时传输器，所述实时传输器信号连接控制器。7.根据权利要求1-6任一项所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述头部壳体、中部壳体和尾部壳体的整体全长为40cm，所述头部壳体的直径为4cm，所述中部壳体的直径为5.5cm。8.根据权利要求7所述的用于狭窄空间探测的仿生机器人，其特征在于：所述尾部壳体包括多个具有独立自由度并串联在一起的关节壳体，所述关节壳体从中部壳体处朝向尾部端部逐渐减小，所述关节壳体的最大直径为2.1cm。

技术总结

本实用新型涉及狭窄空间探测装置领域，具体涉及用于狭窄空间探测的仿生机器人，包括依次连接的头部壳体、中部壳体和尾部壳体，头部壳体、中部壳体和尾部壳体连接成直条状且在连接处具有独立的自由度；头部壳体内设有驱动组件和控制驱动组件工作的控制器，中部壳体内设有图像采集传输组件，驱动组件和图像采集传输组件分别使用独立的电源进行供电；述头部壳体上设有至少两个受驱动组件不同步驱动的轮子。本实用新型移动和探测所需的电源相互独立，互不干扰，探测所需的电量与驱动所需的电量不会互相消耗，降低了整体机器人因电量问题而瘫痪的概率。的概率。的概率。