一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于仿生機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種輪腿式的蟑螂形仿生機(jī)器人，機(jī)動性強(qiáng)，可在復(fù)雜地形行走。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，移動機(jī)器人采用的主要運(yùn)動模式是輪式驅(qū)動，然而輪式驅(qū)動不能適應(yīng)復(fù)雜地形，越障能力差。隨著機(jī)器人應(yīng)用范圍的日益廣泛，機(jī)器人將逐步應(yīng)用于人類所無法深入到的條件惡劣、地形復(fù)雜的未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境中勘探。這就要求機(jī)器人必須具有較強(qiáng)的地形適應(yīng)能力、高效的運(yùn)動模式。
[0003]從自然界的生物來看，蟑螂通過六條腿的交替三腳步態(tài)行進(jìn)，具有較好的機(jī)動性，對不平路面適應(yīng)能力突出，可以輕松跨過較大障礙物。
[0004]發(fā)明專利CN104608838A公開了一種六足輪腿式爬行仿生機(jī)器人，該機(jī)器人包括三個(gè)軀干部分，以及分別設(shè)置在軀干兩側(cè)的六個(gè)輪腿組件，各輪腿由六個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動。其中，各軀干部分間距可調(diào)，且各輪腿組件剛度可調(diào)，使得機(jī)器人的最大跨越溝渠寬度與最大攀越階梯障礙高度均可以變化。但該機(jī)器人仿生性不強(qiáng)，機(jī)動性不夠高。
[0005]發(fā)明專利CN101850798A公開了一種基于雙四連桿機(jī)構(gòu)的仿生蟑螂機(jī)器人，該機(jī)器人包括有六組結(jié)構(gòu)相同的足，以及將其連接在一起的連板。所述足的構(gòu)形采用雙四連桿機(jī)構(gòu)，由三個(gè)舵機(jī)驅(qū)動分別模擬蟑螂的髖關(guān)節(jié)、大腿關(guān)節(jié)和小腿關(guān)節(jié)運(yùn)動。從仿生學(xué)角度看，采用多連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿生蟑螂機(jī)器人具有合理性。但是該機(jī)器人步態(tài)復(fù)雜、行走效率低，不適合于實(shí)際的偵查探測工作。
[0006]總體來說，仿生爬行機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些顯著的成果。要得到行走效率高、機(jī)動性強(qiáng)的爬行機(jī)器人，就要將現(xiàn)有的輪式移動機(jī)構(gòu)與仿生相結(jié)合，不僅具有仿生機(jī)器人的越障能力，還應(yīng)保持輪式移動機(jī)構(gòu)快速、高效的運(yùn)動特性。如何將二者相結(jié)合，是當(dāng)下蟑螂形仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造中亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要為解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題而提出了一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人。該機(jī)器人模仿蟑螂的交替三腳步態(tài)，采用了三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，行走效率高，具有很強(qiáng)的越障能力和機(jī)動性，能夠在條件惡劣、地形復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行偵查探測工作，在軍工領(lǐng)域有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。
[0008]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，其特征在于，包括底盤、設(shè)置在底盤兩側(cè)的至少三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)、用于驅(qū)動輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)的至少六個(gè)直流電機(jī)及行星齒輪減速器、設(shè)置在底盤上的廣角攝像頭、超聲探頭以及無線控制模塊；以及給整個(gè)機(jī)器人供電的電池組；其中，直流電機(jī)及行星齒輪減速器通過螺栓固定在底盤上，輸出軸與輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)配接進(jìn)行驅(qū)動;廣角攝像頭、超聲探頭通過螺釘固定在底盤前部；電池組、無線控制模塊固定在底盤上，通過導(dǎo)線與電機(jī)、攝像頭、超聲探頭連接。
[0009]所述輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)為三叉對稱結(jié)構(gòu)，表面覆蓋防滑橡膠;輪腿與電機(jī)輸出軸通過形配合連接，同軸線的每對輪腿錯(cuò)開60°布置。
[0010]在上述的一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，所述廣角攝像頭，可將實(shí)時(shí)圖像通過無線控制模塊傳回;所述超聲探頭可檢測到機(jī)器人無法越過的障礙。
[0011]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):1.三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)錯(cuò)開布置，模仿了蟑螂的交替三腳步態(tài)，具有很強(qiáng)的越障能力和機(jī)動性;2.機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，輪腿相對底盤較大，抗傾覆能力強(qiáng)；3.輪腿采用對稱結(jié)構(gòu)，后退或發(fā)生傾覆時(shí)都能夠正常運(yùn)動;4.六個(gè)直流電機(jī)經(jīng)行星齒輪減速器減速后直接驅(qū)動輪腿，驅(qū)動力強(qiáng)，行走效率高;5.超聲探頭用于檢測無法越過的障礙，據(jù)此決定機(jī)器人直線越障或繞行。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的蟑螂形仿生機(jī)器人的外觀圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的蟑螂形仿生機(jī)器人的主視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的蟑螂形仿生機(jī)器人的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0016]實(shí)施例:
本發(fā)明在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，提供一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，如圖1所示，包括底盤1、三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)2、六個(gè)直流電機(jī)及行星齒輪減速器5、廣角攝像頭3、超聲探頭4、電池組6、無線控制模塊7。其中，直流電機(jī)及行星齒輪減速器5直接通過螺栓固定在底盤I上，輸出軸與輪腿2配接進(jìn)行驅(qū)動;廣角攝像頭3、超聲探頭4通過螺釘固定在底盤I前部；電池組6、無線控制模塊7固定在底盤上，通過導(dǎo)線與電機(jī)、攝像頭、超聲探頭連接。
[0017]如圖2所示為本發(fā)明的主視圖，輪腿2為三叉對稱結(jié)構(gòu)，表面覆蓋防滑橡膠;輪腿與電機(jī)輸出軸通過形配合連接，同軸線的每對輪腿錯(cuò)開60°布置。平地上行走時(shí)，與輪式移動機(jī)構(gòu)相似;遇到障礙物時(shí)，錯(cuò)開的各輪腿能夠模仿蟑螂的交替三腳步態(tài)翻越障礙物。
[0018]該輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，頭部裝有廣角攝像頭3，可將實(shí)時(shí)圖像通過無線控制模塊7傳回；還裝有超聲探頭4用于檢測到機(jī)器人無法越過的障礙:正常情況下機(jī)器人按三腳步態(tài)直行，當(dāng)超聲探頭檢測到無法越過的大型障礙時(shí)，轉(zhuǎn)向避障。
[0019]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，其特征在于，包括底盤(I)、設(shè)置在底盤(I)兩側(cè)的至少三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)(2)、用于驅(qū)動輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)(2)的至少六個(gè)直流電機(jī)及行星齒輪減速器(5)、設(shè)置在底盤(I)上的廣角攝像頭(3)、超聲探頭(4)以及無線控制模塊(7);以及給整個(gè)機(jī)器人供電的電池組(6);其中，直流電機(jī)及行星齒輪減速器(5)通過螺栓固定在底盤(I)上，輸出軸與輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)(2)配接進(jìn)行驅(qū)動;廣角攝像頭(3)、超聲探頭(4)通過螺釘固定在底盤(I)前部；電池組(6)、無線控制模塊(7)固定在底盤上，通過導(dǎo)線與電機(jī)、攝像頭、超聲探頭連接； 所述輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)(2)為三叉對稱結(jié)構(gòu)，表面覆蓋防滑橡膠;輪腿與電機(jī)輸出軸通過形配合連接，同軸線的每對輪腿錯(cuò)開60°布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人，其特征在于，所述廣角攝像頭(3)，可將實(shí)時(shí)圖像通過無線控制模塊(7)傳回;所述超聲探頭(4)可檢測到機(jī)器人無法越過的障礙。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪腿式蟑螂形仿生機(jī)器人。該機(jī)器人主要由底盤、直流電機(jī)及行星齒輪減速器、輪腿組成；底盤上裝有無線控制模塊與電池組，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與供電；機(jī)器人前端安裝廣角攝像頭和超聲探頭，以完成偵查探測作業(yè)。所發(fā)明的蟑螂形仿生機(jī)器人，模仿蟑螂的交替三腳步態(tài)，采用三對輪腿式驅(qū)動結(jié)構(gòu)，行走效率高，具有很強(qiáng)的越障能力和機(jī)動性，能夠在條件惡劣、地形復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行偵查探測工作，在軍工領(lǐng)域有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B62D57/028
【公開號】CN105539628
【申請?zhí)枴緾N201610083287
【發(fā)明人】呂先穎, 李恩玉
【申請人】呂先穎
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月6日