一种无节肢机器人，包括：外骨架以及电磁双向驱动单元；外骨架包括脊柱、肋条、主连接柱、磁悬架和副连接柱以及底板；脊柱的一端设置有主连接柱，脊柱的另一端设置有副连接柱，脊柱与肋条形成筒状结构；电磁双向驱动单元包括线圈、线圈支架、钉柱、变径螺旋弹簧以及罩筒，线圈绕于绕线柱上，电磁双向驱动单元包括有两个，两个电磁双向驱动单元分设于两个磁悬架上，电磁双向驱动单元与外骨架连接形成有一个电磁驱动躯干单元，电磁驱动躯干单元依次连接；同侧相邻的电磁双向驱动单元连接。本发明电磁驱动的方式简单高效，易于控制，采用漏磁通原理的电磁伸缩体的设计有效提高了电磁的作用距离，双向伸缩的设计进一步增加了作用距离和运动效果。
所述外骨架包括脊柱(11)、肋条(12)、主连接柱(13)、磁悬架(14)和副连接柱(15)以及底板(16)；
所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构，所述脊柱的一端设置有所述主连接柱，所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱，所述主连接柱与所述副连接柱轴线平行，位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条，所述肋条为弧形结构，多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲，所述单侧护甲分设于所述脊柱的两侧，所述脊柱与所述肋条形成筒状结构，所述主连接柱的一端与所述脊柱连接，所述主连接柱的另一端设置有连接销，所述副连接柱的一端与所述脊柱连接，所述副连接柱的另一端设置有与所述连接销转动连接的连接环，所述磁悬架包括有两个，两个所述磁悬架分设于所述脊柱的两侧，于所述主连接柱上开设有安装开孔(10)；
所述电磁双向驱动单元包括线圈(20)、线圈支架(21)、钉柱(22)、变径螺旋弹簧(23)以及罩筒(24)；
所述线圈为漆包细丝铜线，所述线圈支架包括有绕线柱(210)，所述线圈绕于所述绕线柱上，所述绕线柱的两端设置有挡线侧板(211)，于所述绕线柱的端部、自其端面向其内部延伸设置有钉柱孔(215)，于所述钉柱孔内设置有限位导轨柱(214)，所述钉柱孔之间互不连通，于所述挡线侧板的外侧面、沿其圆周方向上设置有限位卡口(213)以及与所述磁悬架连接的悬挂柱(212)，所述钉柱(22)的钉帽上设置有电磁单元连接孔(221)并沿其圆周方向开设有弹簧固定孔(222)，沿所述钉柱的钉芯的轴线设置有与所述轴线重合的导轨限位孔(223)，所述导轨限位孔的长度与所述限位导轨柱的长度相同，所述变径螺旋弹簧为锥形螺旋结构，所述变径螺旋弹簧的最大半径不大于所述挡线侧板上所述限位卡口所限制的最大外圆周半径，所述变径螺旋弹簧的最小半径不小于所述钉柱的钉芯半径，所述变径螺旋弹簧的自然伸展高度为所述钉芯长度的0.4-0.6倍，所述罩筒(24)为筒状结构，所述罩筒套设与所述线圈的外侧，其上开设有引线孔(240)；
所述电磁双向驱动单元利用漏磁通原理，当所述线圈通电，所述线圈可驱动所述钉柱相对于所述钉柱孔伸出，当所述线圈断电，所述钉柱在所述变径螺旋弹簧的作用下收入至所述钉柱孔内；
所述电磁双向驱动单元包括有两个，两个所述电磁双向驱动单元分设于两个所述磁悬架上，所述电磁双向驱动单元与所述外骨架连接形成有一个电磁驱 动躯干单元，所述电磁驱动躯干单元包括有多个，全部的所述电磁驱动躯干单元依次连接；
在相邻的两个所述电磁驱动躯干单元中，同侧设置的两个所述电磁双向驱动单元通过钉柱相互连接。
2.根据权利要求1所述的无节肢机器人，其特征在于，
还包括有连接销(3)，所述连接销包括竖销(31)和横销(32)，所述连接销用于连接相邻的所述电磁驱动躯干单元的旋转轴；
所述竖销(31)为柱状结构，其一端为三棱柱(311)，其主体部分为实心柱体(312)，于所述竖销的主体部分上开设有一个副横销孔(313)，所述竖销插入至所述主连接柱的底端并通过所述横销与所述主连接柱固定连接，所述实心柱体插入至所述安装开孔内；
所述肋条为椭形条状，所述肋条设置有十根，全部的所述肋条对称分布于所述脊柱的两侧，同侧设置的所述肋条之间等间隔设置，所述肋条的一端与所述脊柱连接，所述肋条的另一端与所述底板连接；
所述磁悬架为倒叉结构，所述磁悬架与所述肋条相连，与所述磁悬架上设置有悬挂弯轨(141)，所述磁悬架两根叉之间的距离等于电磁双向驱动单元(2)的线圈支架(21)上挡线侧板(211)外侧间的距离；
所述主连接柱(13)为筒状结构，所述主连接柱设置于所述脊柱(11)的前端，于所述主连接柱的最下部设置有连接套(19)，所述连接套(19)为半封闭结构，所述连接套的底部开设有与所述三棱柱形状适配的三角孔(18)，于所述主连接柱上开设有用于所述横销插入的主横销孔(17)；
所述副连接柱(15)为L形，所述副连接柱的主体部分为实心结构，所述副连接柱的下部设置有所述连接环，所述连接环插入至所述连接套内并与其转动配合；
所述底板(16)位于所述外骨架(1)的底部，所述底板为实心体结构，所述底板为椭形板状结构，沿其椭圆轴向设置有突出部，所述突出部与所述底板的长度比为5:13-5:16，所述突出部的外缘为圆形，所述底板(16)的轴向最长长度等于所述主连接柱(13)的轴心与所述副连接柱(15)的连接环的环心之间的距离。
3.根据权利要求2所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述电磁双向驱动单元设置于所述外骨架的内部，并以所述脊柱为对称轴通过所述磁悬架对称分布于所述脊柱的两侧；
所述电磁双向驱动单元的轴心位置位于所述外骨架的椭圆长轴的下侧，两个所述电磁双向驱动单元的轴心连线与所述连接套的中心点在同一水平面上；
两个同侧设置并相邻的所述电磁驱动躯干单元之间通过连接绳连接，所述连接绳为金属结构。
4.根据权利要求3所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述电磁双向驱动单元通过所述悬挂柱(212)悬挂于所述磁悬架(14)的所述悬挂弯轨(141)内，所述悬挂弯轨限制所述电磁双向驱动单元的轴向运动并依靠所述电磁双向驱动单元(2)的自身重力和所述连接绳(4)保证其有限的上下窜动。
5.根据权利要求4所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述变径螺旋弹簧(23)的头端通过铁丝与所述钉柱(22)上开设的弹簧固定孔(222)固定，所述变径螺旋弹簧的尾端通过所述线圈支架(21)上设置的所述限位卡口(213)固定。
6.根据权利要求5所述的无节肢机器人，其特征在于，
在同一个所述电磁双向驱动单元中，其两端设置的所述钉柱(22)在电磁力作用下同时外伸或内缩。
7.根据权利要求6所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述电磁双向驱动单元(2)上设置的所述线圈(20)被所述绕线柱(210)、所述挡线侧板(211)以及所述罩筒(24)包裹，所述线圈经过所述挡线侧板上开设的引线孔(240)引出两条接电源线从而形成完整的电磁回路。
8.根据权利要求7所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述主连接柱(13)上设置的所述连接套(19)为半封闭结构，所述副连接柱(15)上设置的所述连接环通过所述竖销(31)以及所述横销(32)与另一个与其相邻的主连接柱相连；
所述竖销(31)的端部设置的所述三棱柱(311)用于防止所述竖销(31)的转动。
9.根据权利要求8所述的无节肢机器人，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的无节肢机器人，其特征在于，
所述电磁双向驱动单元(2)的线圈支架(21)、钉柱(22)、罩筒(24)均采用硅钢材料。
无节肢机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种无节肢机器人。
背景技术
[0002] 无节肢机器人在结构和运动特点上与众不同，能够完成复杂环境下的侦查搜救任务，并且，无节肢机器人通过合理设计可以完成蜿蜒、翻滚、侧移、卷翻、蠕动等多种运动形式。另外，无节肢机器人可以和轮式运动等传统方式结合提升运动效率，具有相当的开发利用前景。
[0003] 现有技术中，较为典型的无节肢机器人，其驱动方式现在仍然局限在电机驱动上，加之无节肢机器人的小型化特点，液压、气动等驱动方式不易实现，而形状记忆合金驱动能力有限，使得现在的无节肢机器人的驱动方式趋于单一，驱动结构趋于复杂，在控制方法上也造成一定的困难，最后得到的效果是机器人的运动不够灵活。
[0004] 综上所述，如何提供一种结构简单，并且，驱动方式灵活的无节肢机器人，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种无节肢机器人，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本申请提供了一种无节肢机器人，包括：外骨架以及电磁双向驱动单元；
[0007] 所述外骨架包括脊柱、肋条、主连接柱、磁悬架和副连接柱以及底板；
[0008] 所述脊柱具有支撑作用、其呈长条板状结构，所述脊柱的一端设置有所述主连接柱，所述脊柱的另一端设置有所述副连接柱，所述主连接柱与所述副连接柱轴线平行，位于所述脊柱的中间位置设置有所述肋条，所述肋条为弧形结构，多个所述肋条间隔排列设置形成单侧护甲，所述单侧护甲分设于所述脊柱的两侧，所述脊柱与所述肋条形成筒状结构，所述主连接柱的一端与所述脊柱连接，所述主连接柱的另一端设置有连接销，所述副连接柱的一端与所述脊柱连接，所述副连接柱的另一端设置有与所述连接销转动连接的连接环，所述磁悬架包括有两个，两个所述磁悬架分设于所述脊柱的两侧，，于所述主连接柱上开设有安装开孔；
[0009] 所述电磁双向驱动单元包括线圈、线圈支架、钉柱、变径螺旋弹簧以及罩筒；
[0010] 所述线圈为漆包细丝铜线，所述线圈支架包括有绕线柱，所述线圈绕于所述绕线柱上，所述绕线柱的两端设置有挡线侧板，于所述绕线柱的端部、自其端面向其内部延伸设置有钉柱孔，于所述钉柱孔内设置有限位导轨柱，所述钉柱孔之间互不连通，于所述挡线侧板的外侧面、沿其圆周方向上设置有限位卡口以及与所述磁悬架连接的悬挂柱，所述钉柱的钉帽上设置有电磁单元连接孔并沿其圆周方向开设有弹簧固定孔，沿所述钉芯的轴线设置有与所述轴线重合的导轨限位孔，所述导轨限位孔的长度与所述限位导轨柱的长度相同，所述变径螺旋弹簧为锥形螺旋结构，所述变径螺旋弹簧的最大半径不大于所述挡线侧板上所述限位卡口所限制的最大外圆周半径，所述变径螺旋弹簧的最小半径不小于所述钉柱的钉芯半径，所述变径螺旋弹簧的自然伸展高度为所述钉芯长度的.-.倍，所述罩筒为筒状结构，所述罩筒套设与所述线圈的外侧，其上开设有引线孔；
[0011] 所述电磁双向驱动单元利用漏磁通原理，当所述线圈通电，所述线圈可驱动所述钉柱相对于所述钉柱孔伸出，当所述线圈断电，所述钉柱在所述变径螺旋弹簧的作用下收入至所述钉柱孔内；
[0012] 所述电磁双向驱动单元包括有两个，两个所述电磁双向驱动单元分设于两个所述磁悬架上，所述电磁双向驱动单元与所述外骨架连接形成有一个电磁驱动躯干单元，所述电磁驱动躯干单元包括有多个，全部的所述电磁驱动躯干单元依次连接；
[0013] 在相邻的两个所述电磁驱动躯干单元中，同侧设置的两个所述电磁双向驱动单元通过钉柱相互连接。
[0014] 优选地，本发明还包括有连接销，所述连接销包括竖销和横销，所述连接销用于连接相邻的所述电磁驱动躯干单元的旋转轴；
[0015] 所述竖销为柱状结构，其一端为三棱柱，其主体部分为实心柱体，于所述竖销的主体部分上开设有一个副横销孔，所述竖销插入至所述主连接柱的底端并通过所述横销与所述主连接柱固定连接，所述实心柱体插入至所述安装开孔内；
[0016] 所述肋条为椭形条状，所述肋条设置有十根，全部的所述肋条对称分布于所述脊柱的两侧，同侧设置的所述肋条之间等间隔设置，所述肋条的一端与所述脊柱连接，所述肋条的另一端与所述底板连接；
[0017] 所述磁悬架为倒叉结构，所述磁悬架与所述肋条相连，与所述磁悬架上设置有悬挂弯轨，所述磁悬架两根叉之间的距离等于电磁双向驱动单元的线圈支架上挡线侧板外侧间的距离；
[0018] 所述主连接柱为筒状结构，所述主连接柱设置于所述脊柱的前端，于所述主连接柱的最下部设置有连接套，所述连接套为半封闭结构，所述连接套的底部开设有与所述三棱柱形状适配的三角孔，于所述主连接柱上开设有用于所述横销插入的主横销孔；
[0019] 所述副连接柱为L形，所述副连接柱的主体部分为实心结构，所述副连接柱的下部设置有所述连接环，所述连接环插入至所述连接套内并与其转动配合；
[0020] 所述底板位于所述外骨架的底部，所述底板为实心体结构，所述底板为椭形板状结构，沿其椭圆轴向设置有突出部，所述突出部与所述底板的长度比为:-:，所述突出部的外缘为圆形，所述底板的轴向最长长度等于所述主连接柱的轴心与所述副连接柱的连接环的环心之间的距离。
[0021] 优选地，所述电磁双向驱动单元设置于所述外骨架的内部，并以所述脊柱为对称轴通过所述磁悬架对称分布于所述脊柱的两侧；
[0022] 所述电磁双向驱动单元的轴心位置位于所述外骨架的椭圆长轴的下侧，两个所述电磁双向驱动单元的轴心连线与所述连接套的中心点在同一水平面上；
[0023] 两个同侧设置并相邻的所述电磁驱动躯干单元之间通过连接绳连接，所述连接绳为金属结构。
[0024] 优选地，所述电磁双向驱动单元通过所述悬挂柱悬挂于所述磁悬架的所述悬挂弯轨内，所述悬挂弯轨限制所述电磁双向驱动单元的轴向运动并依靠所述电磁双向驱动单元的自身重力和所述连接绳保证其有限的上下窜动。
[0025] 优选地，所述变径螺旋弹簧的头端通过铁丝与所述钉柱上开设的弹簧固定孔固定，所述变径螺旋弹簧的尾端通过所述线圈支架上设置的所述限位卡口固定。
[0026] 优选地，在同一个所述电磁双向驱动单元中，其两端设置的所述钉柱在电磁力作用下同时外伸或内缩。
[0027] 优选地，所述电磁双向驱动单元上设置的所述线圈被所述绕线柱、所述挡线侧板以及所述罩筒包裹，所述线圈经过所述挡线侧板上开设的引线孔引出两条接电源线从而形成完整的电磁回路。
[0028] 优选地，所述主连接柱上设置的所述连接套为半封闭结构，所述副连接柱上设置的所述连接环通过所述竖销以及所述横销与另一个与其相邻的主连接柱相连；
[0029] 所述竖销的端部设置的所述三棱柱用于防止所述竖销的转动。
[0030] 优选地，所述外骨架为ABS工程塑料外骨架。
[0031] 优选地，所述电磁双向驱动单元的线圈支架、钉柱、罩筒均采用硅钢材料。
[0032] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0033] 本发明的目的是针对当前的无节肢机器人常规驱动形式的特点和不足，提出一种无节肢机器人类蛇骨架的电磁驱动躯干单元，利用漏磁通原理采用纯电磁驱动方式，能有效增加作用距离从而增加单元间的相对运动角度，增强机器人的弯曲能力，保证动作的快速有效并减少机器人部件的相互磨损。本发明还采用类似蛇骨架的外骨骼结构来增强其仿生性能，电磁驱动单元则类似于蛇的肌肉系统。
[0034] 本发明整体上采用类蛇骨骼结构和电磁驱动的方式进行设计，利用类蛇骨骼增加其仿生性能并减轻躯干重量，采用漏磁通原理设计电磁驱动单元，实现双向伸缩动作，模拟了蛇的肌肉组织，结合适当伸缩性能的螺旋变径弹簧实现限位，每个双向电磁伸缩体都可以独立上电控制。依靠不可伸缩绳连接若干个躯干单元并采用局部单侧轮流上电控制可以实现无节肢机器人的常规蜿蜒翻转等运动。此设计能够有效提升无节肢机器人的驱动响应速度和运动效率。
[0035] 本发明的优点是：电磁驱动的方式简单高效，响应迅速，易于控制，整体结构对自然蛇结构仿生度高从而更贴近蛇的形态为运动提供好的支撑，采用漏磁通原理的电磁伸缩体的设计有效提高了电磁的作用距离，双向伸缩的设计进一步增加了作用距离和运动效果，重心位于结构下部增加运动稳定性，底板设计可以增加摩擦力，悬挂设计易于安装拆卸，脊柱两侧对称设计保证两侧作用效果一致，连接销设计简单方便。
附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1为本发明实施例中电磁驱动躯干单元的结构示意图；
[0038] 图2为本发明实施例中外骨架的结构示意图；
[0039] 图3为本发明实施例中外骨架的俯视图；
[0040] 图4为本发明实施例中外骨架的主视图；
[0041] 图5为本发明实施例中外骨架的底面视图；
[0042] 图6为本发明实施例中外骨架的侧视图；
[0043] 图7为本发明实施例中电磁双向驱动单元的结构示意图；
[0044] 图8为本发明实施例中线圈支架的结构示意图；
[0045] 图9为本发明实施例中线圈支架的端面结构示意图；
[0046] 图10为本发明实施例中线圈支架的横截面结构示意图；
[0047] 图11为本发明实施例中钉柱的结构示意图；
[0048] 图12为本发明实施例中变径螺旋弹簧的结构示意图；
[0049] 图13为本发明实施例中罩筒的结构示意图；
[0050] 图14为本发明实施例中竖销的结构示意图；
[0051] 图15为本发明实施例中横销的结构示意图；
[0052] 图15为本发明实施例中横销的结构示意图；
[0053] 图16为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后的结构示意图；
[0054] 图17为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后在弯曲状态下的俯视图；
[0055] 图18为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后在弯曲状态下的主视图；
[0056] 图19为本发明实施例中多个电磁驱动躯干单元连接组装成为无节肢机器在弯曲状态下的结构示意图。
具体实施方式
[0057] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0058] 请参考图1至图19，其中，图1为本发明实施例中电磁驱动躯干单元的结构示意图；图2为本发明实施例中外骨架的结构示意图；图3为本发明实施例中外骨架的俯视图；图4为本发明实施例中外骨架的主视图；图5为本发明实施例中外骨架的底面视图；图6为本发明实施例中外骨架的侧视图；图7为本发明实施例中电磁双向驱动单元的结构示意图；图8为本发明实施例中线圈支架的结构示意图；图9为本发明实施例中线圈支架的端面结构示意图；图10为本发明实施例中线圈支架的横截面结构示意图；图11为本发明实施例中钉柱的结构示意图；图12为本发明实施例中变径螺旋弹簧的结构示意图；图13为本发明实施例中罩筒的结构示意图；图14为本发明实施例中竖销的结构示意图；图15为本发明实施例中横销的结构示意图；图15为本发明实施例中横销的结构示意图；图16为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后的结构示意图；图17为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后在弯曲状态下的俯视图；图18为本发明实施例中两个电磁驱动躯干单元连接后在弯曲状态下的主视图；图19为本发明实施例中多个电磁驱动躯干单元连接组装成为无节肢机器在弯曲状态下的结构示意图。
[0059] 本发明提供了一种无节肢机器人，其主要由如下两部分组成：外骨架1以及电磁双向驱动单元2。
[0060] 通过设计人员的结构设计与优化，外骨架1整体结构清晰、分布对称，其重心位于躯干单元的下半部分可以提高整个机器人运动的稳定性。电磁双向驱动单元2与外骨架1的轴线中间保持一定的距离以保证电磁力矩足够大。外骨架1的横截面为类椭圆形结构，在本发明的一个实施方式中，其长半轴长度为32mm、短半轴长度为28mm、主连接柱13与副连接柱15之间的中心距离为48mm，多组躯干单元连接后可保证无节肢机器人的小巧灵活。
[0061] 外骨架1为类蛇形骨架一体化结构，外骨架1整体采用ABS工程塑料一体成型，外骨架1整体呈椭圆筒形，结构对称。从整体而言，外骨架1的两侧长度大于其上下长度。外骨架1包括脊柱11、肋条12、磁悬架14、主连接柱13、副连接柱15、底板16共六个部分。肋条12设置有十根，并均匀分布在脊柱11中后部分的两侧，两个磁悬架14呈倒叉状结构，磁悬架14与中间位置的肋条12(肋条12设置有十根，与脊柱11的两侧各设置有五根，在单侧的五根肋条12中，中间的一根肋条12用于磁悬架14的连接)相连，磁悬架14位于外骨架1的包裹中并对称分布于脊柱11的两侧。
[0062] 主连接柱13呈筒状结构，其上开设有安装开孔10，安装开孔10用于竖销31的插入，位于脊柱11的前端，其最下部设置有连接套19，连接套19的下部设置有三角孔18，主连接柱13的中下位置设置有主横销孔17，主横销孔17用于横销32的插入。
[0063] 副连接柱15呈L形，其主体部分为实心结构，副连接柱15的下部为连接环，连接环能够插入到连接套19中并可在连接套19内转动。
[0064] 底板16位于外骨架1的底部，其整体采用实心结构设计，底板16为平滑曲面结构，沿底板16的轴心方向分设有突出部，单侧的突出部与底板16的长度比为5:14。突出部的顶端边缘为圆形，底板16的轴向最长长度恰好等于主连接柱13的柱心和副连接柱15柱心之间的距离，两侧的突出部的最边缘分别对应主连接柱13和副连接柱15的轴心线。
[0065] 作为一个整体，外骨架1主要保证躯干单元的支撑能力，由于采用仿生蛇骨设计，其整体轻盈并且具有较高的韧性，通过对其内部设备的结构设计，能够使得机器人的上半部分较轻，下半部分较重，从而提高机器人的稳定性。
[0066] 在本发明中，外骨架1的下半部分采用实心底板16，如此可增加无节肢机器人在运动时电磁驱动躯干单元对地的摩擦力。
[0067] 磁悬架14的设计考虑了力矩对称性和方便安装拆卸的原则，尤其是悬挂弯轨的结构设计能够使得电磁双向驱动单元2的安装效果既稳固又方便。
[0068] 外骨架1两侧连接柱采用销柱销钉的方式也简单实用且能够保证旋转运动的稳定性。
[0069] 电磁双向驱动单元2的整体呈柱状结构，包括线圈20、线圈支架21、钉柱22、变径螺旋弹簧23和罩筒24五部分。
[0070] 线圈20为漆包细丝铜线，线圈20缠绕在线圈支架21的绕线柱210上，其绕线要求为：绕向一致并保证紧密结实，圈数以多为好，外圈以能够刚好被罩筒24罩住为宜。
[0071] 线圈支架21的中间为绕线柱210，在绕线柱210的两端设置有筒状结构且中间不通的孔结构，即钉柱孔215。钉柱孔215的中部均设置有限位导轨柱214，限位导轨柱214可以与钉柱22上开设的导轨限位孔223结合，用以限制钉柱22的运动。
[0072] 线圈支架21的两侧设置有盘状结构，即挡线侧板211。每个挡线侧板211外侧沿圆周方向上均匀分布有三个限位卡口213用来固定变径螺旋弹簧23的宽径一侧，限位卡口213所在圆周外部还有一个悬挂柱212和磁悬架14的悬挂弯轨配合。
[0073] 钉柱22为钉状结构，其钉帽上具有电磁单元连接孔221，顶帽上均匀分布有三个弹簧固定孔222用以固定变径螺旋弹簧23的窄径一侧，钉芯的轴线有导轨限位孔223且其长度与限位导轨柱214相同。
[0074] 变径螺旋弹簧23为呈锥形，其最大半径小于挡线侧板211上三个限位卡口213所限制的最大外圆周半径，以保证变径螺旋弹簧23能够固定在限位卡口213上。变径螺旋弹簧23的最小半径等于钉柱22的钉芯半径以保证通过铁丝固定在弹簧固定孔222上，变径螺旋弹簧23的自然高度等于钉芯长度一半。
[0075] 罩筒24呈薄壁筒状结构，其长度等于线圈支架21的两侧挡线侧板211外侧之间的距离，靠近罩筒24一侧外缘的位置有一个引线孔240，用于引出线圈20的两根接线头，罩筒24依靠和线圈20的紧密挤压固定。
[0076] 连接销3包括竖销31和横销32两部分，其作用为：连接相邻的电磁驱动躯干单元。
[0077] 竖销31呈柱状结构，其头端为三棱柱，竖销31的主体部分为实心柱体312，实心柱体312中部位置开设有一个通孔副横销孔313，柱体半径等于主连接柱13内筒半径，竖销31将一个电磁驱动躯干单元主连接柱13和另一个电磁驱动躯干单元的副连接柱15连接起来并保证自由转动。
[0078] 横销32由主体销钉和弯钢丝组成，弯钢丝别在主体销钉前部的限位孔里。
[0079] 电磁双向驱动单元2与外骨架1的连接方式为悬挂方式，设计要求方面：磁悬架14两根叉之间的距离等于电磁双向驱动单元2的线圈支架21上挡线侧板211外侧间的距离。电磁双向驱动单元2与外骨架1之间的具体装配为：将电磁双向驱动单元2的线圈支架21两侧上的两个悬挂柱212分别沿磁悬架14上悬挂弯轨的入口进入并到达弯轨底部，依靠电磁双向驱动单元2的自身重力以及后续连接绳4的作用保持电磁双向驱动单元2的稳定。
[0080] 相邻的电磁驱动躯干单元连接时，一个电磁驱动躯干单元的主连接柱13和另一个电磁驱动躯干单元的副连接柱15连接。连接环与连接套19(连接环与连接套19为相连接的两个电磁驱动躯干单元上的部件)进行配合，通过竖销31插入主连接柱13的筒中连接，其中竖销31的三棱柱和主连接柱13的三角孔18紧密结合，保证竖销31与主连接柱13不发生相对转动；然后将主连接柱13的主横销孔17和竖销31的副横销孔313对齐后插入横销32的主体销钉并用弯钢丝固定。通过上述结构设计，限制了竖销31和主连接柱13之间的上下窜动。由以上连接保证了相邻电磁驱动单元只能围绕彼此以竖销31的轴线发生相对转动运动，而后通过连接绳4将两个相邻电磁驱动单元的两对电磁单元连接孔221连接起来。
[0081] 对于相邻的两个电磁驱动躯干单元，通过对单侧的电磁双向驱动单元2上电使其钉柱22运动得到的相对旋转，相对转动会因为硬接触而停止并最终在伸展一侧弹簧的作用下达到平衡。
[0082] 在本发明的一个实施例中，电磁驱动躯干单元设置有八个，八个电磁驱动躯干单元的连接并通过其中四个一组相对旋转36度，保持组间相邻的两个躯干单元在一条直线上，通过调整钉柱22和变径螺旋弹簧23的的长度可以相应调整相邻躯干单元间的最大相对旋转角度，从而改变构成S形弯曲的最小组合数量。以躯干单元有效长度48mm计算，四个构成一组，六组单元可以形成六个S弯曲，那么无节肢机器人的躯干总长度是1152mm，加上合理设计的头尾部可以将无节肢机器人的总长度控制在1400mm以内，确保无节肢机器人的短小灵活。
[0083] 本发明提供的无节肢机器人类蛇骨架的电磁驱动躯干单元，具有结构仿生、驱动简单、动作迅速的特点。重心位于下半部分，扭转轴连接处中心和双向电磁伸缩单元的柱心在同一高度，外骨架1上部的肋骨部分减轻上部分重量，下半部分底板16降低重心位置增加平衡性并提高无节肢机器人腹部摩擦能力，通过悬挂固定的双向电磁伸缩驱动单元的钉柱22在上电后由两侧同时收进线圈支架21的轴心筒内部，掉电后同时在弹簧作用下弹回初始位置来牵引相邻两个电磁驱动躯干单元的运动，实现无节肢机器人的电磁驱动和灵活运动。
[0084] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0085] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
