机器人系近年来在医疗器械行业渗透速度不断提高，也成为上海医疗器械展Medtec China等医械行业展会的吸睛单品，本文就是从OC Robotics公司设计的的内部构造，来了解设计要点，蛇形机器人非常适用于一些狭小的空间作业。正是因为这一点，机器人可在危险和难以到达的密封区域，进行检查，维修和清洁，引起了GE的兴趣。该公司制造的可以在密闭和危险区域使用的蛇形机器人，如果将这种机器人，应用在GE航空航天、建筑、核能、石化和安全等多个行业，不仅效率提高，更能保证人员安全。

图片来源：中国机器人网
今天想跟大家分享一下这种蛇形机器人的内部构造，希望能对大家拓展机器人的设计思路有帮助。

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器械构成

虽然这款机器人里没有那么多电子器件，但看起来还是很酷的。

这是一个非常早期的”蛇臂”机器人，由英国OC机器人公司设计和制造。它被用在2004年一个核电站的维修项目中，从那以后一直被储存着，最近它被决定拆除，在这个过程中拍了一些照片，就是大家看到的这些。

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基本上，它是一堆柔性的关节，这里一共有11个，形成”蛇”的形态——也有点像人类的脊椎。然后，三根不锈钢缆绳被固定在这11节的每一节的”末端”，通过滑轮系统穿过前面的每一节，最后会固定到一组执行器上。通过收/放钢丝绳可以控制蛇的”曲率”变化。

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是不是很酷！！”蛇”被放置在了杆子的顶部，杆与一个垂直的滑道相连，你可以手动调整高度，这主要是为了降低运输和储存的整体高度而设计的。

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当所有电缆的另一端进入机器底部时。

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并且是分布布置的，一直延伸到一排执行机构。

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打开盖子会看到所有的驱动器，每个驱动器都有专用的伺服控制器。

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每个执行器都是铰链的方式固定在基座上，电缆进入驱动器内。这样使得执行机构可以折叠起来。

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春江水暖鸭先知，许多专注于医疗机器人及自动化产品设计研发的企业也纷纷入驻上海医疗器械展Medtec China展会现场，包括迈得、米克朗、赛能、艾利特、欧赛斯等，点击快速预登记，来现场看火热与前沿展品。

驱动器的设计

在这，我们可以看到电缆实际来自于左手边的蛇形机器人，并分成两列驱动器。注意看钢丝绳如何通过轴最后到惰轮。

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这些驱动器真的设计的很精巧。看着这些实物，还是花了几分钟来弄清楚它们是如何工作的。马达采用的MAXON RE40, 150W驱动一个14:1的蜗轮蜗杆减速器，牢牢地附着在蜗轮的输出轴上的是两个带轮。 2100mm长的环形AT5带通过执行机构运行，并与”穿梭滑块”相连，通过滑轮的排列提供了进一步的2:1的减速比。沿着传送带在致动器内部的路径，它看起来就像”穿梭滑块”永远不会移动，似乎就好像传送带只会”循环”在致动器内部，而不会实际拉动”穿梭滑块”向任何一个方向。

更多设计要点尽在上海医疗器械展Medtec China技术论坛N：第四届医疗器械高端自动化制造技术论坛，议题覆盖协作机器人在医疗行业的应用 ELITE、胶体金法及干化学酶法试剂卡的快速自动化生产及视觉检测技术、自动化和数字化应用助力医疗行业生产效益、FDA认证的MES助力实现数字化质量监管和降本增效。

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最巧妙的地方也是让”穿梭滑块”真正移动的地方，是蜗轮输出的两个驱动带轮中的一个比另一个多出一颗牙齿。这使得每转一圈，皮带传动进给的一侧比另一侧多出5mm的皮带，因为皮带轮的比例是2:1，所以使”梭子”移动2.5mm。总而言之，它需要28转才能移动”航天飞机”5毫米。

以前见过一些皮带驱动的线性驱动器，但没有像这样的。每个驱动器有自己的伺服驱动器，也自定义设计的应用程序。驱动器的电源电压是48V DC，它们通过CAN总线连接到控制系统。

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这个就没什么特别的了。电源在右上角，保险丝，39uF。T2/T3是h桥的两个低侧开关，每个脚的低侧有30mOhm电流感应电阻。LS7166-S 24位正交计数器处理编码器。

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板子的另一侧，89C51CC01自带CAN控制器，MCP2551 CAN转换开关，78L05调节器，TL431基准，桥的两个顶部侧面开关和HIP4081A桥驱动IC。还有另一个大盒子，里面有一个1.1kW的48VDC开关电源，一个24VDC辅助电源，安全继电器，接触器等。

用户界面是标准Windows XP PC，通过以太网与”工业PC”的PC104堆栈通信。”工业PC”然后处理can总线和一些离散的I/O信号。

该机器人由bog标准手柄控制器控制。你操纵蛇的”头”，而蛇的身体随你移动（当然是在一定范围内）。移动的路径已被记录，因此您可以轻松地回放该路径。

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