[发明专利]一种十二足机器人及其运动方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种十二足机器人及其运动方法。

 

背景技术

爬行机器人具有较好的稳定性和地形适应性，在野外科学探索和外星球探测中得到越来越多的应用，然而随着这些探索的深入，要求所要探索的地形和地表环境越来越复杂，以往的爬行机器人因无法附着在斜面上，常常会发生打滑甚至翻车；在充满乱石和沙土的极度粗糙地表，采用足部真空吸附的机器人也不能有效的前进。如果爬行机器人的足部配备插入地表的钻头，就可使机器人牢牢地附着在上述地表环境中，并进行有效攀爬。这就要求爬行机器人的足部最好能始终垂直于地表，为此目前采用如图1所示CN201010219094.3的四足机器人来解决这一问题，所述四足机器人包括躯体3‘、带有平行四杆机构的腿部结构1‘、伺服电机2‘以及主伺服电机4‘，其不但自由度少，而且行动时可保证足部与地面处于垂直状态，且可通过控制各关节的运动参数实现各种爬行步态，从而地形适应性强，适合野外侦查，勘测等活动，但是由于其腿部结构只有2个遇到需要弯转角度角度较大的情况，躯体3‘弯转较大，弯转起来很不方便，且由于其运动时是先转动1个腿部结构或2个腿部结构一起转动，因此若遇到需要垂直拍排行的情况，由于无法通过腿部机构进行固定因而无法进行爬行。

 

发明内容

针对以上问题，本发明通过设计一种由6个腿部组成的十二足机器人及其运动方法，当弯转角度较大时，只需停止正在移动的活动机构，启动需要进行旋转运动的活动机构进行轻微弯转即可实现大角度弯转，本专利通过中间活动机构固定或吸附于垂直爬行面，从而可实现垂直爬行，为达此目的，本发明提供一种十二足机器人，包括主躯体、主伺服电机、活动伺服电机、旋转伺服电机、活动机构、腿部结构和足部构件，所述主伺服电机设置在主躯体内，主躯体上设置有分隔板，分隔板将主躯体分成6个区域，所述分隔板上设置有旋转位置传感器，所述活动机构通过固定件固定在各区域的主躯体上，活动机构的支撑板内安置有2个控制机器人腿部结构进行上下运动的活动伺服电机和2个控制机器人腿部结构进行转动运动的旋转伺服电机，每个控制机器人腿部结构进行上下运动的活动伺服电机上安装有腿部结构，所述足部构件安装在腿部结构的底侧。

作为本发明的进一步改进，所述腿部结构由水平连杆和垂直连杆组成，所述垂直连杆安装在水平连杆一侧，水平连杆另一侧安装在伺服电机上，所述水平连杆与地表平行，垂直连杆与水平连杆和地面垂直，通过该腿部结构使得机器人在身躯保持水平的情况下，垂直连杆无论是处于静止状态支撑接触地面还是离开地面进行运动始终保持与地面垂直，因此具有较好的稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述足部构件为支撑板或钻头或吸附装置或电磁铁，所述吸附装置为电磁铁或吸盘，本专利可根据机器人不同工作环境，设置相应的足部构件，若是在沙土地上行动可采用支撑板作为足部构件以便行走方便，若在岩石地行走或者进行攀岩运动则可采用钻头作为足部构件，通过钻头可将足部钻入岩石对机器人其固定作用，若在支架上进行攀爬则可采用夹装装置将支架夹紧后再进行爬行，若在飞船的金属外壳上进行行动其足部构件则可采用电磁铁，吸附在飞船的金属外壳上，若在玻璃或光滑表面爬行则采用吸盘将本专利所述机器人真空吸附在玻璃或光滑表面上。

作为本发明的进一步改进，所述腿部结构与足部构件之间为一体式结构或可拆卸式结构，本专利腿部结构与足部构件可为一体式结构这样结构简单便于制造，腿部结构与足部构件也可为可拆卸式结构，从而厂家可根据不同环境需要替换相应的足部构件。

作为本发明的进一步改进，所述活动机构的支撑板内安装有支撑杆，为了提高活动机构的内部支撑强度可在活动机构内设置支撑杆以提高其内部支撑强度。

作为本发明的进一步改进，所述分隔板主躯体分成的区域角度范围为30°-45°，为防止各腿部活动的时候发生干涉，所述区域最大角度应小于45°，最小角度应大于30°。

作为本发明的进一步改进，所述分隔板将主躯体分成4个等角度区域，本专利分隔板可将主躯体分成4个等角度区域，所述区域角度可以相同也可以不同，采用相同区域机器人弯转活动范围最大。

采用本专利所述结构的十二足机器人运动方法如下：

1)进行上电工作；

2)活动机构系统初始化；

3)导入下一步位置，运算得到对应角度a,角度a范围为0°≤a＜360°；