專利名稱：蜘蛛機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蜘蛛爬行方式的微小機(jī)器人。
背景技術(shù)：
由于機(jī)器人具有可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)使其成為執(zhí)行高危險(xiǎn)任務(wù) 的理想平臺(tái)。自二十世紀(jì)六七十年代起各國在軍用機(jī)器人的研制和開發(fā)中都投入了大量的 資金，以美國為代表的軍事科技強(qiáng)國已經(jīng)初步具備了使用特種機(jī)器人執(zhí)行有限軍事任務(wù)的 能力。這其中由于微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)、高密度信息處理技術(shù)、集成控制技術(shù)的飛速發(fā)展， 微小型機(jī)器人以其隱蔽性強(qiáng)、功耗小、成本低廉、便于大量部署的優(yōu)點(diǎn)正日益成為軍用機(jī)器 人研究熱點(diǎn)。具有高度機(jī)動(dòng)能力、隱蔽性好、運(yùn)動(dòng)靈活、能夠攜帶有效任務(wù)載荷的機(jī)器人對(duì) 于未來戰(zhàn)場(chǎng)提高作戰(zhàn)效能、減少人員傷亡、降低政治敏感度都有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)復(fù)雜地形高度適應(yīng)、性能可靠、體積小巧、并具有全方 位活動(dòng)能力、既能在陸地行走也能攀爬的蜘蛛機(jī)器人，在探礦以及其他高危險(xiǎn)高復(fù)雜地形 中蜘蛛也可以發(fā)揮它攀爬，快速前行的長(zhǎng)處。上述目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)蜘蛛機(jī)器人，其包括機(jī)身及其控制系統(tǒng)，所述的機(jī)身包括機(jī)架，所述的機(jī)架兩側(cè) 分別通過四條連架桿各自連接基節(jié)，所述的基節(jié)連接腿節(jié)，所述的腿節(jié)連接脛節(jié)，所述的脛 節(jié)通過緩沖環(huán)連接足節(jié)骨，所述的足節(jié)骨連接足節(jié)底板，所述的足節(jié)底板具有橡膠吸盤，所 述的基節(jié)上安裝基節(jié)伺服電機(jī)，所述的腿節(jié)上安裝腿節(jié)伺服電機(jī)，所述的脛節(jié)上安裝脛節(jié) 伺服電機(jī)。所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的控制系統(tǒng)包括PC機(jī)，安裝在每個(gè)所述的足節(jié)與所述的 脛節(jié)之間的力傳感器，安裝在每個(gè)所述的基節(jié)伺服電機(jī)、所述的腿節(jié)伺服電機(jī)、所述的脛節(jié) 伺服電機(jī)的輸出軸上的傾角傳感器，安裝在每個(gè)所述的脛節(jié)與所述的腿節(jié)之間的定位傳感 器，安裝在每個(gè)所述的腿節(jié)與所述的基節(jié)之間的霍爾傳感器，安裝在所述的機(jī)架上的攝像 頭；所述的PC機(jī)連接位于所述的機(jī)架上的協(xié)調(diào)控制模塊，所述的協(xié)調(diào)控制模塊連接伺服控 制模塊，所述的伺服控制模塊分別連接所述的基節(jié)伺服電機(jī)、腿節(jié)伺服電機(jī)和脛節(jié)伺服電 機(jī)，所述的霍爾傳感器和所述的力傳感器將信息反饋給所述的伺服控制模塊，所述的定位 傳感器、所述的傾角傳感器和所述的攝像頭將信息反饋給所述的協(xié)調(diào)控制模塊，所述的協(xié) 調(diào)控制模塊將信息處理后反饋給所述的PC機(jī)。所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的基節(jié)包括基節(jié)底板，所述的基節(jié)底板固定連接電機(jī)支 撐套，所述的電機(jī)支撐套里面安裝基節(jié)伺服電機(jī)，所述的基節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過 平鍵連接基節(jié)傳動(dòng)軸，所述的基節(jié)傳動(dòng)軸固定連接在所述的連架桿上。所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的腿節(jié)包括腿節(jié)底板，所述的腿節(jié)底板連接腿節(jié)骨，所述 的腿節(jié)骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接腿節(jié)伺服電機(jī)，所述的腿節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上連接
3圓錐齒輪，所述的圓錐齒輪與圓柱齒輪嚙合，所述的圓柱齒輪安裝在所述的基節(jié)底板上。所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的脛節(jié)包括脛節(jié)底板，所述的脛節(jié)底板連接脛節(jié)腿骨，所 述的脛節(jié)腿骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接脛節(jié)伺服電機(jī)，所述的脛節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸連 接主動(dòng)齒輪，所述的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，所述的從動(dòng)齒輪安裝在所述的腿節(jié)底板上。有益效果1.本發(fā)明蜘蛛機(jī)器人是一種具有冗余運(yùn)動(dòng)、多支鏈、時(shí)變拓?fù)溥\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特種機(jī) 器人，依據(jù)仿生學(xué)原理提出蜘蛛機(jī)器人結(jié)構(gòu)，基于蜘蛛本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行蜘蛛機(jī)器人的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使機(jī)器人更容易具備仿生生物適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。在不影響運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 基礎(chǔ)上合理的適當(dāng)簡(jiǎn)化，使設(shè)計(jì)和控制更加簡(jiǎn)便。2.本發(fā)明的高層傳感器是攝像機(jī)及測(cè)距傳感器，通過攝像機(jī)等獲得的信息，自主 機(jī)器人應(yīng)當(dāng)能夠判斷自己所處的情況，進(jìn)而做出下一步活動(dòng)的計(jì)劃。當(dāng)上層PC機(jī)給出了機(jī) 器人行動(dòng)所要達(dá)到的目標(biāo)，機(jī)器人必然要通過自身軀體的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。因此智能機(jī) 器人要通過自身對(duì)環(huán)境的認(rèn)知來自主地選擇其所要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的路徑，為了能做到這一點(diǎn)， 機(jī)器人要能夠?qū)ψ陨硭幁h(huán)境中的各種目標(biāo)物進(jìn)行辯識(shí)，并在不斷地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上建立對(duì)外 界環(huán)境的認(rèn)知圖景，從而完成對(duì)軀體路徑的選擇。3.本發(fā)明充分地考慮了復(fù)雜地形時(shí)蜘蛛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，復(fù)雜地形對(duì)單足軌跡規(guī)劃 的影響主要體現(xiàn)在擺動(dòng)相時(shí)，需要考慮的有兩種情況，一種是在所經(jīng)軌跡中有障礙物，另一 種是在到達(dá)所規(guī)劃的前極限位置時(shí)，未接觸到可用的立足點(diǎn)。對(duì)于這兩種情況的處理，是通 過對(duì)傳感器反饋信號(hào)的反射行為來實(shí)現(xiàn)的。第一種情況在實(shí)際行走時(shí)，如果步行足在擺動(dòng) 相抬足過程中，力傳感器反饋信號(hào)顯示足節(jié)遇到障礙，此時(shí)應(yīng)停止執(zhí)行所規(guī)劃的軌跡，進(jìn)行 二次軌跡規(guī)劃。方法是調(diào)整約束條件，重新設(shè)定起始點(diǎn)坐標(biāo)，以及抬高中間經(jīng)過點(diǎn)的位置， 得到的新的規(guī)劃軌跡，這種反射行為稱為“抬足反射”。如果二次軌跡規(guī)劃得到的軌跡還不 能夠越過障礙，可以進(jìn)行再次的軌跡規(guī)劃，直到超出步行足所能達(dá)到的最大步高，此時(shí)說明 障礙物高度超出機(jī)器人所能翻越的極限，應(yīng)考慮繞開障礙物。如果步行足是在擺動(dòng)相的落 足過程中遇到障礙，則認(rèn)為該障礙可以翻越，此時(shí)結(jié)束軌跡規(guī)劃，并以當(dāng)前足節(jié)點(diǎn)位置作為 下次軌跡規(guī)劃的后極限位置。第二種情況對(duì)于擺動(dòng)足在到達(dá)前極限位置時(shí)，未找到可用的 立足點(diǎn)時(shí)，需要以當(dāng)前位置作為起始點(diǎn)，在一定的范圍內(nèi)給定適當(dāng)?shù)闹虚g經(jīng)過點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)， 進(jìn)行二次軌跡規(guī)劃，其實(shí)質(zhì)是步行足在當(dāng)前位置的一個(gè)相鄰空間中重新搜索立足點(diǎn)，因此 這種反射行為稱為“搜索反射”。經(jīng)多次軌跡規(guī)劃后如果在步行足足節(jié)點(diǎn)的工作空間中仍未 找到可用的立足，則說明地面上的深溝超出了機(jī)器人所能跨越的極限，此時(shí)應(yīng)該退回，重新 尋找行進(jìn)路徑。


附圖1是本發(fā)明的主視圖。附圖2是本發(fā)明的俯視圖。附圖3是本發(fā)明的控制路徑示意框圖。附圖4是本發(fā)明的伺服控制模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。附圖5是本發(fā)明的協(xié)調(diào)控制模塊的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 蜘蛛機(jī)器人，其組成包括機(jī)身及其控制系統(tǒng)，所述的機(jī)身包括機(jī)架1，所述的機(jī) 架兩側(cè)分別通過四條連架桿2各自連接基節(jié)3，所述的基節(jié)連接腿節(jié)4，所述的腿節(jié)連接脛 節(jié)5，所述的脛節(jié)通過緩沖環(huán)6連接足節(jié)骨7，所述的足節(jié)骨連接足節(jié)底板8，所述的足節(jié)底 板具有橡膠吸盤9，所述的基節(jié)上安裝基節(jié)伺服電機(jī)12，所述的腿節(jié)上安裝腿節(jié)伺服電機(jī) 17，所述的脛節(jié)上安裝脛節(jié)伺服電機(jī)22。實(shí)施例2:所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的控制系統(tǒng)包括PC機(jī)24、安裝在每個(gè)所述的足節(jié)與所述 的脛節(jié)之間的力傳感器25、安裝在每個(gè)所述的基節(jié)伺服電機(jī)、所述的腿節(jié)伺服電機(jī)、所述的 脛節(jié)伺服電機(jī)的輸出軸上的傾角傳感器26、安裝在每個(gè)所述的脛節(jié)與所述的腿節(jié)之間的定 位傳感器27、安裝在每個(gè)所述的腿節(jié)與所述的基節(jié)之間的霍爾傳感器28、安裝在所述的機(jī) 架上的攝像頭29，所述的PC機(jī)連接位于所述的機(jī)架上的協(xié)調(diào)控制模塊30，所述的協(xié)調(diào)控制 模塊連接伺服控制模塊31，所述的伺服控制模塊分別連接所述的基節(jié)伺服電機(jī)、腿節(jié)伺服 電機(jī)和脛節(jié)伺服電機(jī)，所述的霍爾傳感器和所述的力傳感器將信息反饋給所述的伺服控制 模塊，所述的定位傳感器、所述的傾角傳感器和所述的攝像頭將信息反饋給所述的協(xié)調(diào)控 制模塊，所述的協(xié)調(diào)控制模塊將信息處理后反饋給所述的PC機(jī)。在本實(shí)施例中元件采用伺服控制電機(jī)每條腿的脛節(jié)、腿節(jié)、基節(jié)上各有一個(gè)伺服控制電機(jī)，型號(hào)為 RE-maxl3。共 24 個(gè)。力傳感器每條腿的足節(jié)與脛節(jié)之間有一個(gè)力傳感器。共8個(gè)。傾角傳感器每個(gè)電機(jī)的輸出軸處接一個(gè)傾角傳感器。共24個(gè)。定位傳感器每條腿的脛節(jié)與腿節(jié)之間有一個(gè)定位傳感器。共8個(gè)。霍爾傳感器每條腿的腿節(jié)與基節(jié)之間有一個(gè)霍爾傳感器。共8個(gè)。攝像頭安裝在機(jī)架上。共1個(gè)。7伺服控制模塊安裝在機(jī)架上，以TMS320LF2407為核心芯片。共3個(gè)。為三個(gè) 伺服控制模塊的主芯片，其中有兩個(gè)伺服控制模塊分別控制三條腿，最后一個(gè)控制兩條腿。8協(xié)調(diào)控制模塊安裝在機(jī)架上，以TMS320VC5410為核心芯片。共1個(gè)。如圖3所示PC機(jī)接收任務(wù)，通過軟件對(duì)任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，設(shè)計(jì)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡， 并將其分解為一系列的子任務(wù)，將子任務(wù)傳入?yún)f(xié)調(diào)控制模塊。協(xié)調(diào)控制模塊將子任務(wù)分解 為各條步行足的運(yùn)動(dòng)，在確定各個(gè)腿的步序信息的基礎(chǔ)上分時(shí)調(diào)用每個(gè)腿上的伺服控制模 塊。伺服控制模塊將單足運(yùn)動(dòng)分解為關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，通過輸出PWM信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)各關(guān)節(jié)的伺 服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到機(jī)構(gòu)移動(dòng)的目的。位置改變后，由霍爾元件傳回的初始定位信息和力傳感 器傳回的力信號(hào)反饋到伺服控制模塊，各傾角傳感器、定位傳感器及攝像頭拍到的視覺信 號(hào)反饋給協(xié)調(diào)控制模塊，伺服控制塊將反饋信息經(jīng)過處理反饋到協(xié)調(diào)控制模塊。最后由協(xié) 調(diào)控制模塊將處理過的所有反饋信息傳回到PC機(jī)，等待PC機(jī)給出下一任務(wù)。當(dāng)上層給出了機(jī)器人行動(dòng)所要達(dá)到的目標(biāo)，機(jī)器人必然要通過自身軀體的運(yùn)動(dòng)來 實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。因此智能機(jī)器人要通過自身對(duì)環(huán)境的認(rèn)知來自主地選擇其所要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的路 徑，為了能做到這一點(diǎn)，機(jī)器人要能夠?qū)ψ陨硭幁h(huán)境中的各種目標(biāo)物進(jìn)行辯識(shí)，并在不斷地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上建立對(duì)外界環(huán)境的認(rèn)知圖景，從而完成對(duì)軀體路徑的選擇。協(xié)調(diào)控制層又可以分解為兩個(gè)層次一層為全局的足間協(xié)調(diào)控制模塊，另一層為 單足控制器模塊。(1)足間協(xié)調(diào)控制模塊足間協(xié)調(diào)控制模塊主要完成步行足之間以及步行足與軀體間的協(xié)調(diào)控制，它由兩 個(gè)大的功能模塊構(gòu)成。一個(gè)功能模塊稱為步態(tài)控制模塊，主要用來生成和選擇多條步行足 的邁步時(shí)序關(guān)系，即從時(shí)間上給出步行足運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制量；另一個(gè)功能模塊為位姿控制 模塊，它的主要功能是根據(jù)給定的軀體路徑確定邁步過程中各足節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系及軀體的 姿態(tài)，即對(duì)于步行足運(yùn)動(dòng)的空間關(guān)系予以協(xié)調(diào)。①步態(tài)生成及控制步態(tài)的生成和控制是蜘蛛機(jī)器人研究的最核心的內(nèi)容，所謂步態(tài)是指形成步行運(yùn) 動(dòng)的多條步行足的運(yùn)動(dòng)次序關(guān)系。依此定義，步態(tài)生成及控制所關(guān)心的問題是步行足之間 的時(shí)序問題，即一系列的足的邁步信號(hào)的生成和控制問題。步態(tài)生成器給出的是確定各步 行足相位變化的信息，如各足擺動(dòng)相運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的開始和結(jié)束，支撐相運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的開始和結(jié) 束信號(hào)，這種時(shí)序信號(hào)是該模塊的輸出量。步態(tài)生成器模型由八個(gè)振蕩神經(jīng)元構(gòu)成，每個(gè)振蕩神經(jīng)元對(duì)應(yīng)蜘蛛機(jī)器人的一條 步行足，并對(duì)它進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。步態(tài)生成器中的每一個(gè)振蕩神經(jīng)元，接受從上層控制系統(tǒng)發(fā) 出的一個(gè)恒定輸入，類似于生物體中腦干對(duì)脊髓中中樞神經(jīng)單元的刺激電流。各個(gè)神經(jīng)元 之間以聯(lián)會(huì)相互聯(lián)結(jié)，由此發(fā)生各種相互耦合關(guān)系，產(chǎn)生不同的振蕩特性。②足節(jié)節(jié)點(diǎn)位置協(xié)調(diào)控制及軀體姿態(tài)控制足節(jié)點(diǎn)位置控制問題解決了在復(fù)雜地形中找到目標(biāo)立足點(diǎn)，選擇合適的支撐足足 節(jié)位置以使機(jī)器人能夠獲得最大的穩(wěn)定性，確定各支撐足間的相對(duì)位置等問題以便于軀體 向運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)足夠快。蜘蛛機(jī)器人軀體的姿態(tài)控制與足節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡控制問題不同，足節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān) 心的是擺動(dòng)足足節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況，而機(jī)器人身體的位姿卻是由支撐足的不同狀態(tài)決定的。該功能模塊根據(jù)不同的軀體路徑規(guī)劃要求給出滿足條件的各種步行足的路徑規(guī) 劃指導(dǎo)量，其輸出量應(yīng)當(dāng)包括各個(gè)足邁步運(yùn)動(dòng)的步長(zhǎng)、步高、邁步方向、前極限位置、后極限 位置等。(2)單足控制器模塊單足控制器模塊的主要功能是規(guī)劃和控制單個(gè)的步行足的運(yùn)動(dòng)，以及確定步行足 邁步的相序。該模塊基本功能首先它要依據(jù)前極限位置、后極限位置和一些事件(如遇 障、未找到立足點(diǎn)等)來切換步行足邁步運(yùn)動(dòng)的相位，其次要在步行足的各相中實(shí)時(shí)地進(jìn) 行在線的路徑規(guī)劃。另外對(duì)該模塊賦予一定的局部智能，以使機(jī)器蜘蛛能夠更靈活快速地 處理遇障、碰撞、踩空等不可預(yù)知的事件，并減少上層控制模塊的運(yùn)算量。①相序控制步態(tài)控制器給出了時(shí)序信號(hào)后，各足即可開始其擺動(dòng)/支撐循環(huán)，并在運(yùn)動(dòng)過程 中實(shí)時(shí)地向步態(tài)控制器反饋其當(dāng)前狀態(tài)。擺動(dòng)相和支撐相的切換除了要依據(jù)步態(tài)控制器給 出的時(shí)序信號(hào)外，還要依據(jù)步行足當(dāng)前所處相位、動(dòng)作完成情況以及其它的一些條件來實(shí) 現(xiàn)。
②各足足節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃對(duì)于在平整地面上的行進(jìn)，對(duì)各足節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要求不高，需要滿足的是使足節(jié)點(diǎn) 踩到所給定的目標(biāo)位置，直線行進(jìn)時(shí)所考慮的問題主要是腿抬起后在空間中所經(jīng)路徑的優(yōu) 化，以及縱向和橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)各控制量的對(duì)比，對(duì)非直線運(yùn)動(dòng)，主要考慮的問題則是縱向變向 前進(jìn)，橫向變向前進(jìn)，縱向與橫向行進(jìn)變換及各種轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)時(shí)各足節(jié)點(diǎn)目標(biāo)位置的優(yōu)化。實(shí)施例3 所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的基節(jié)包括基節(jié)底板10，所述的基節(jié)底板固定連接電機(jī) 支撐套11，所述的電機(jī)支撐套里面安裝基節(jié)伺服電機(jī)12，所述的基節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出 軸通過平鍵連接基節(jié)傳動(dòng)軸13，所述的基節(jié)傳動(dòng)軸固定連接在所述的連架桿上。由基節(jié)伺 服電機(jī)的扭轉(zhuǎn)，帶動(dòng)基節(jié)整體的運(yùn)動(dòng)，并由于連接的作用使其他各關(guān)節(jié)產(chǎn)生以基節(jié)為轉(zhuǎn)軸 的擺動(dòng)。實(shí)施例4 所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的腿節(jié)包括腿節(jié)底板15，所述的腿節(jié)底板連接腿節(jié)骨 16，所述的腿節(jié)骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接腿節(jié)伺服電機(jī)17，所述的腿節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力輸 出軸上連接圓錐齒輪18，所述的圓錐齒輪與圓柱齒輪嚙合19，所述的圓柱齒輪安裝在所述 的基節(jié)底板上。由腿節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，腿節(jié)因此與基節(jié)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并 帶動(dòng)脛節(jié)和足節(jié)的擺動(dòng)。實(shí)施例5 所述的蜘蛛機(jī)器人，所述的脛節(jié)包括脛節(jié)底板20，所述的脛節(jié)底板連接脛節(jié)腿骨 21，所述的脛節(jié)腿骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接脛節(jié)伺服電機(jī)22，所述的脛節(jié)伺服電機(jī)的動(dòng)力 輸出軸連接主動(dòng)齒輪23，所述的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪14嚙合，所述的從動(dòng)齒輪安裝在所述 的腿節(jié)底板上。由脛節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，脛節(jié)因此與腿節(jié)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并 帶動(dòng)足節(jié)的擺動(dòng)。足節(jié)主要起到輔助運(yùn)動(dòng)和減震的作用。
權(quán)利要求
一種蜘蛛機(jī)器人，其包括機(jī)身及其控制系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)身包括機(jī)架，所述的機(jī)架兩側(cè)分別通過四條連架桿各自連接基節(jié)，所述的基節(jié)連接腿節(jié)，所述的腿節(jié)連接脛節(jié)，所述的脛節(jié)通過緩沖環(huán)連接足節(jié)骨，所述的足節(jié)骨連接足節(jié)底板，所述的足節(jié)底板具有橡膠吸盤，所述的基節(jié)上安裝基節(jié)伺服電機(jī)，所述的腿節(jié)上安裝腿節(jié)伺服電機(jī)，所述的脛節(jié)上安裝脛節(jié)伺服電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜘蛛機(jī)器人，其特征是所述的控制系統(tǒng)包括PC機(jī)，安裝在 每個(gè)所述的足節(jié)與所述的脛節(jié)之間的力傳感器，安裝在每個(gè)所述的基節(jié)伺服電機(jī)、所述的 腿節(jié)伺服電機(jī)、所述的脛節(jié)伺服電機(jī)的輸出軸上的傾角傳感器，安裝在每個(gè)所述的脛節(jié)與 所述的腿節(jié)之間的定位傳感器，安裝在每個(gè)所述的腿節(jié)與所述的基節(jié)之間的霍爾傳感器， 安裝在所述的機(jī)架上的攝像頭；所述的PC機(jī)連接位于所述的機(jī)架上的協(xié)調(diào)控制模塊，所述 的協(xié)調(diào)控制模塊連接伺服控制模塊，所述的伺服控制模塊分別連接所述的基節(jié)伺服電機(jī)、 腿節(jié)伺服電機(jī)和脛節(jié)伺服電機(jī)，所述的霍爾傳感器和所述的力傳感器將信息反饋給所述的 伺服控制模塊，所述的定位傳感器、所述的傾角傳感器和所述的攝像頭將信息反饋給所述 的協(xié)調(diào)控制模塊，所述的協(xié)調(diào)控制模塊將信息處理后反饋給所述的PC機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜘蛛機(jī)器人，其特征是所述的基節(jié)包括基節(jié)底板，所述 的基節(jié)底板固定連接電機(jī)支撐套，所述的電機(jī)支撐套里面安裝基節(jié)伺服電機(jī)，所述的基節(jié) 伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸通過平鍵連接基節(jié)傳動(dòng)軸，所述的基節(jié)傳動(dòng)軸固定連接在所述的連 架桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蜘蛛機(jī)器人，其特征是所述的腿節(jié)包括腿節(jié)底板，所述的腿 節(jié)底板連接腿節(jié)骨，所述的腿節(jié)骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接腿節(jié)伺服電機(jī)，所述的腿節(jié)伺服 電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上連接圓錐齒輪，所述的圓錐齒輪與圓柱齒輪嚙合，所述的圓柱齒輪安 裝在所述的基節(jié)底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蜘蛛機(jī)器人，其特征是所述的脛節(jié)包括脛節(jié)底板，所述的脛 節(jié)底板連接脛節(jié)腿骨，所述的脛節(jié)腿骨上通過電機(jī)固定環(huán)連接脛節(jié)伺服電機(jī)，所述的脛節(jié) 伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接主動(dòng)齒輪，所述的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，所述的從動(dòng)齒輪 安裝在所述的腿節(jié)底板上。
全文摘要
本發(fā)明的蜘蛛機(jī)器人組成包括機(jī)身及其控制系統(tǒng)，所述的機(jī)身包括機(jī)架(1)，所述的機(jī)架兩側(cè)分別通過四條連架桿(2)各自連接基節(jié)(3)，所述的基節(jié)連接腿節(jié)(4)，所述的腿節(jié)連接脛節(jié)(5)，所述的脛節(jié)通過緩沖環(huán)(6)連接足節(jié)骨(7)，所述的足節(jié)骨連接足節(jié)底板(8)，所述的足節(jié)底板具有橡膠吸盤(9)，所述的基節(jié)上安裝基節(jié)伺服電機(jī)(12)，所述的腿節(jié)上安裝腿節(jié)伺服電機(jī)(17)，所述的脛節(jié)上安裝脛節(jié)伺服電機(jī)(22)。本發(fā)明用于在探礦以及其他高危險(xiǎn)高復(fù)雜地形中發(fā)揮它攀爬，快速前行的長(zhǎng)處。
文檔編號(hào)G05D1/12GK101941479SQ20101023099
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者王沫楠 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)