本發(fā)明涉及一種仿生粘附式尺蠖機器人，屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星在軍事方面的作用越來越重要，用途涵蓋圖像攝像、導(dǎo)航定位、導(dǎo)彈預(yù)警、軍用通信和電子竊聽等。為確保能夠打贏未來高技術(shù)戰(zhàn)爭，各國軍方都在大力發(fā)展非對稱作戰(zhàn)理論，意圖通過對敵關(guān)鍵領(lǐng)域的打擊全面癱瘓敵方的作戰(zhàn)系統(tǒng)。其中適度發(fā)展天戰(zhàn)能力、擁有可靠的反衛(wèi)星手段則又是這種理論的重要組成部分。因此，發(fā)展能夠在非合作目標(biāo)衛(wèi)星上吸附、移動、潛伏和破壞的微小型反衛(wèi)星機器人具有非常重要的現(xiàn)實意義。由于反衛(wèi)星機器人是平時寄附在敵方衛(wèi)星上，戰(zhàn)時才對其進(jìn)行攻擊，這就要求反衛(wèi)星機器人的體積和質(zhì)量應(yīng)做得很小，以免在和平時期就影響對方衛(wèi)星的正常工作，提前激發(fā)不必要的矛盾。另外，空間非合作目標(biāo)衛(wèi)星外形通常較為復(fù)雜，且無合作化適配器接口，因此需要反衛(wèi)星機器人的移動機構(gòu)具有較強的形狀適應(yīng)能力以及吸附能力。

目前，地面越障能力較強的機器人多采用四足機器人方案。由于四足機器人關(guān)節(jié)數(shù)量較多，會造成機器人的質(zhì)量及功耗較高，無法滿足長期潛伏的任務(wù)需要。另外，由于空間環(huán)境為高、低溫真空環(huán)境，傳統(tǒng)的真空吸附或黏膠吸附無法應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，即由于四足機器人關(guān)節(jié)數(shù)量較多，會造成機器人的質(zhì)量及功耗較高，無法滿足長期潛伏的任務(wù)需要。由于空間環(huán)境為高、低溫真空環(huán)境，傳統(tǒng)的真空吸附或黏膠吸附無法應(yīng)用的問題。進(jìn)而提供一種仿生粘附式尺蠖機器人。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種仿生粘附式尺蠖機器人，包括：左臂、右臂、CCD導(dǎo)航相機、機器人主體、供電系統(tǒng)和控制設(shè)備，所述供電系統(tǒng)和控制設(shè)備設(shè)置在機器人主體內(nèi)，左臂和右臂對稱設(shè)置在機器人主體的兩側(cè)，CCD導(dǎo)航相機固定在機器人主體的上側(cè)，所述左臂和右臂均由仿壁虎剛毛吸附材料、彈塑性仿生吸盤、第一復(fù)合材料臂桿、驅(qū)動關(guān)節(jié)和第二復(fù)合材料臂桿組成，彈塑性仿生吸盤的下端設(shè)有仿壁虎剛毛吸附材料，彈塑性仿生吸盤的上端和第一復(fù)合材料臂桿的一端之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)相互連接，第一復(fù)合材料臂桿的另一端與第二復(fù)合材料臂桿的一端之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)相互連接，第二復(fù)合材料臂桿的另一端和機器人主體之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)相互連接。

本發(fā)明提出了一種結(jié)合仿壁虎剛毛吸附材料和尺蠖運動方式的新型機器人。此種機器人利用仿壁虎剛毛吸附材料與空間非合作目標(biāo)表面間形成的范德華力完成吸附，能夠適用于高、低溫真空環(huán)境。運動形式采用自然界尺蠖的運動方式，具有地形適應(yīng)能力強、質(zhì)量輕和能耗低等優(yōu)點，避免了傳統(tǒng)四足機器人由于驅(qū)動關(guān)節(jié)多造成的質(zhì)量高且能耗大等缺點，非常適用于空間無重力環(huán)境下的復(fù)雜地形移動。

附圖說明

圖1為本發(fā)明仿生粘附式尺蠖機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為彈塑性仿生吸盤2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記，1為仿壁虎剛毛吸附材料，2為彈塑性仿生吸盤，3為第一復(fù)合材料臂桿，4為驅(qū)動關(guān)節(jié)，5為CCD導(dǎo)航相機，6為機器人主體，7為第二復(fù)合材料臂桿，8為支撐層，9為彈性層，10為仿生吸附層(材料采用碳納米管陣列材料)。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實施例。

如圖1所示，本實施例所涉及的一種仿生粘附式尺蠖機器人，包括：左臂、右臂、CCD導(dǎo)航相機5、機器人主體6、供電系統(tǒng)和控制設(shè)備，所述供電系統(tǒng)和控制設(shè)備設(shè)置在機器人主體6內(nèi)，左臂和右臂對稱設(shè)置在機器人主體6的兩側(cè)，CCD導(dǎo)航相機5固定在機器人主體6的上側(cè)，所述左臂和右臂均由仿壁虎剛毛吸附材料1、彈塑性仿生吸盤2、第一復(fù)合材料臂桿3、驅(qū)動關(guān)節(jié)4和第二復(fù)合材料臂桿7組成，彈塑性仿生吸盤2的下端設(shè)有仿壁虎剛毛吸附材料1，彈塑性仿生吸盤2的上端和第一復(fù)合材料臂桿3的一端之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)4相互連接，第一復(fù)合材料臂桿3的另一端與第二復(fù)合材料臂桿7的一端之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)4相互連接，第二復(fù)合材料臂桿7的另一端和機器人主體6之間由驅(qū)動關(guān)節(jié)4相互連接。

所述CCD導(dǎo)航相機5為兩個，兩個CCD導(dǎo)航相機5對稱的固定在機器人主體6上。

所述彈塑性仿生吸盤2由支撐層8、彈性層9和仿生吸附層10組成，彈性層9的上部連接有支撐層8，彈性層9的下部連接有仿生吸附層10。

所述仿生吸附層10采用碳納米管陣列材料制成。

當(dāng)仿生粘附式尺蠖機器人由航天器平臺主星運至空間目標(biāo)飛行器附近后，與航天器平臺主星分離，并通過仿壁虎剛毛吸附材料1與目標(biāo)飛行器完成吸附，并通過彈塑性仿生吸盤2適應(yīng)目標(biāo)飛行器局部外形。通過CCD導(dǎo)航相機5產(chǎn)生導(dǎo)航信息，機器人主體6內(nèi)的控制設(shè)備根據(jù)導(dǎo)航信息完成路徑規(guī)劃及運動控制指令。六套驅(qū)動關(guān)節(jié)4根據(jù)控制指令產(chǎn)生運動，模仿尺蠖的運動方式進(jìn)行運動。運動過程中，彈塑性仿生吸盤2通過靜電控制吸盤范德華吸附力的有無，實現(xiàn)彈塑性仿生吸盤2的交替吸附，完成尺蠖式運動行走。

本發(fā)明中彈塑性仿生吸盤2的結(jié)構(gòu)為外圓內(nèi)方結(jié)構(gòu)，仿生吸附層表面均為剛毛結(jié)構(gòu)，具有較好吸附功能，方形陣列為6Х6單元設(shè)計，每個單元分為剛毛層，彈性層和支撐層，彈性層為增強單元對表面的適應(yīng)性，單元之間完全獨立排布，即使是不平表面，吸盤也能夠自適應(yīng)吸附表面，增強機器人吸附能力。外圍圓環(huán)是機器人吸盤更好適應(yīng)平坦目標(biāo)表面。方形陣列適應(yīng)目標(biāo)表明欠平坦表面，所以本發(fā)明具有較好的表面適應(yīng)性。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，這些具體實施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。