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OC Robotics公司設(shè)計(jì)的蛇形機(jī)器人非常適用于一些狹小的空間作業(yè)。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，機(jī)器人可在危險(xiǎn)和難以到達(dá)的密封區(qū)域，進(jìn)行檢查，維修和清潔，引起了GE的興趣。該公司制造的可以在密閉和危險(xiǎn)區(qū)域使用的蛇形機(jī)器人，如果將這種機(jī)器人，應(yīng)用在GE航空航天、建筑、核能、石化和安全等多個(gè)行業(yè)，不僅效率提高，更能保證人員安全。

今天想跟大家分享一下這種蛇形機(jī)器人的內(nèi)部構(gòu)造，希望能對(duì)大家拓展機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路有幫助。

雖然這款機(jī)器人里沒(méi)有那么多電子器件，但看起來(lái)還是很酷的。

這是一個(gè)非常早期的"蛇臂"機(jī)器人，由英國(guó)OC機(jī)器人公司設(shè)計(jì)和制造。它被用在2004年一個(gè)核電站的維修項(xiàng)目中，從那以后一直被儲(chǔ)存著，最近它被決定拆除，在這個(gè)過(guò)程中拍了一些照片，就是大家看到的這些。

基本上，它是一堆柔性的關(guān)節(jié)，這里一共有11個(gè)，形成"蛇"的形態(tài)——也有點(diǎn)像人類(lèi)的脊椎。然后，三根不銹鋼纜繩被固定在這11節(jié)的每一節(jié)的"末端"，通過(guò)滑輪系統(tǒng)穿過(guò)前面的每一節(jié)，最后會(huì)固定到一組執(zhí)行器上。通過(guò)收/放鋼絲繩可以控制蛇的"曲率"變化。

是不是很酷??！"蛇"被放置在了桿子的頂部，桿與一個(gè)垂直的滑道相連，你可以手動(dòng)調(diào)整高度，這主要是為了降低運(yùn)輸和儲(chǔ)存的整體高度而設(shè)計(jì)的。

當(dāng)所有電纜的另一端進(jìn)入機(jī)器底部時(shí)。

并且是分布布置的，一直延伸到一排執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

打開(kāi)蓋子會(huì)看到所有的驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都有專(zhuān)用的伺服控制器。

每個(gè)執(zhí)行器都是鉸鏈的方式固定在基座上，電纜進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。這樣使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以折疊起來(lái)。

驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)

在這，我們可以看到電纜實(shí)際來(lái)自于左手邊的蛇形機(jī)器人，并分成兩列驅(qū)動(dòng)器。注意看鋼絲繩如何通過(guò)軸最后到惰輪。

這些驅(qū)動(dòng)器真的設(shè)計(jì)的很精巧。看著這些實(shí)物，還是花了幾分鐘來(lái)弄清楚它們是如何工作的。馬達(dá)采用的MAXON RE40, 150W驅(qū)動(dòng)一個(gè)14:1的蝸輪蝸桿減速器，牢牢地附著在蝸輪的輸出軸上的是兩個(gè)帶輪。

2100mm長(zhǎng)的環(huán)形AT5帶通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行，并與"穿梭滑塊"相連，通過(guò)滑輪的排列提供了進(jìn)一步的2:1的減速比。沿著傳送帶在致動(dòng)器內(nèi)部的路徑，它看起來(lái)就像"穿梭滑塊"永遠(yuǎn)不會(huì)移動(dòng)，似乎就好像傳送帶只會(huì)"循環(huán)"在致動(dòng)器內(nèi)部，而不會(huì)實(shí)際拉動(dòng)"穿梭滑塊"向任何一個(gè)方向。

最巧妙的地方也是讓"穿梭滑塊"真正移動(dòng)的地方，是蝸輪輸出的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)帶輪中的一個(gè)比另一個(gè)多出一顆牙齒。這使得每轉(zhuǎn)一圈，皮帶傳動(dòng)進(jìn)給的一側(cè)比另一側(cè)多出5mm的皮帶，因?yàn)槠л喌谋壤?:1，所以使"梭子"移動(dòng)2.5mm?？偠灾?，它需要28轉(zhuǎn)才能移動(dòng)"航天飛機(jī)"5毫米。

以前見(jiàn)過(guò)一些皮帶驅(qū)動(dòng)的線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器，但沒(méi)有像這樣的。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器有自己的伺服驅(qū)動(dòng)器，也自定義設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序。驅(qū)動(dòng)器的電源電壓是48V DC，它們通過(guò)CAN總線(xiàn)連接到控制系統(tǒng)。

這個(gè)就沒(méi)什么特別的了。電源在右上角，保險(xiǎn)絲，39uF。T2/T3是h橋的兩個(gè)低側(cè)開(kāi)關(guān)，每個(gè)腳的低側(cè)有30mOhm電流感應(yīng)電阻。LS7166-S 24位正交計(jì)數(shù)器處理編碼器。

板子的另一側(cè)，89C51CC01自帶CAN控制器，MCP2551 CAN轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，78L05調(diào)節(jié)器，TL431基準(zhǔn)，橋的兩個(gè)頂部側(cè)面開(kāi)關(guān)和HIP4081A橋驅(qū)動(dòng)IC。還有另一個(gè)大盒子，里面有一個(gè)1.1kW的48VDC開(kāi)關(guān)電源，一個(gè)24VDC輔助電源，安全繼電器，接觸器等。

用戶(hù)界面是標(biāo)準(zhǔn)Windows XP PC，通過(guò)以太網(wǎng)與"工業(yè)PC"的PC104堆棧通信。"工業(yè)PC"然后處理can總線(xiàn)和一些離散的I/O信號(hào)。

該機(jī)器人由bog標(biāo)準(zhǔn)手柄控制器控制。你操縱蛇的"頭"，而蛇的身體隨你移動(dòng)（當(dāng)然是在一定范圍內(nèi)）。移動(dòng)的路徑已被記錄，因此您可以輕松地回放該路徑。