[发明专利]基于路径规划设计的仿生蜘蛛

说明书

技术领域

本发明涉及仿生机器人领域，更具体的说涉及一种基于路径规划设计的仿生蜘蛛。

背景技术

随着科技的不断发展，仿生机器人已经广泛应用于工业领域的自动化操作。由于工业生产中不乏条件恶劣的生产环境，诸多不安全因素极大的威胁着工人的生命健康，因此，我们需要一种适应多种环境工作的机器人，用以取代人类从事的各种有毒、有害及危险环境下的探测工作，让人们无需身处其中也能够洞查未知环境的信息，解决该现实存在的问题尤为迫切。

仿生机器人的结构大体可分为机体和控制系统，控制系统包括输入模块、控制模块以及输出模块。该输入模块通常为指令存储装置，用于存储预先设计好的一系列并可将该指令传送至控制模块，该控制模块可将接收到的指令传送至输出模块，该输出模块通常为驱动装置，其可接收来自控制模块的控制信号并根据该控制信号驱动机体的各个部件运作，从而实现机器人的自动化。

如授权公告号为CN 202053252U，名称为“一种可行走的机器人”的实用新型专利中记载的一种可行走的机器人，包括机身和腿部，机身设置在腿部上，机身包括输入模块、控制系统和输出模块，输入模块包括，命令装置，用于接收机器人用户的命令并将此命令作为操作指令传送至控制系统；探测装置，用于探测机器人周围存在的物体并探测该物体与机器人之间的距离，将探测的结果传送至控制系统；移动感测装置，用于感测机器人的运动状态并将感测结果反馈给控制系统。控制系统接收来自命令装置发送的操作指令并根据操作指令控制输出模块以驱动机器人依据操作指令运动，控制系统接收探测装置的探测结果以及移动感测装置的感测结果来调节机器人的运动。该机器人适用于在家里充当门卫的角色，对家里各个区域进行监测，并将监测到的信息发送给客户。

上述引用的专利文件中提及的仿生机器人结构简单且功能单一，难以适应条件恶劣的环境，满足不了人们对机器人多样化功能的需求，无法适用于充满未知和危险的环境中。

有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于路径规划设计的仿生蜘蛛，模仿蜘蛛的行走特点，可实现自由前进、后退与转弯等多种行走功能，具有自主判断能力和最优路径选择能力。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

基于路径规划设计的仿生蜘蛛，包括蜘蛛本体和控制系统，所述蜘蛛本体包括蜘蛛壳体、躯干和多条用于支撑躯干的肢体，所述蜘蛛壳体罩设在所述躯干上，所述肢体沿着所述躯干的两侧分布，所述蜘蛛壳体的头部设有摄像装置，所述肢体的上端部设有第一舵机，所述第一舵机上连接有在水平面转动的第一关节，所述第一关节上固定有第二舵机，所述第二舵机上连接有在竖直面转动的第二关节，所述第二关节的另一端连接有相对于第二关节在竖直面转动的第三舵机，所述第三舵机上固定有支脚；各肢体的第一舵机固定在一连接板上，所述连接板通过多根支撑杆与所述躯干的下端面固定连接；所述第一舵机、第二舵机和第三舵机均连接至所述控制系统；

所述控制系统包括用于接收和发送控制指令的单片机、用于驱动各舵机运动的舵机控制模块以及用于显示图像的计算机，所述单片机与舵机控制模块连接，所述单片机与所述计算机双向通讯连接，所述单片机和所述舵机控制模块设置在所述躯干上。

所述蜘蛛壳体的头部上方设有两个圆形探照灯。

所述躯干的头端设置有用于夹持物体的塑料钳，所述塑料钳包括第一钳子和第二钳子，所述躯干上对应所述第一钳子的钳柄下方设置有可转动的第一齿轮盘，所述躯干上对应所述第二钳子的钳柄下方设置有可转动的第二齿轮盘，所述第一齿轮盘和所述第二齿轮盘相互啮合，所述连接板上固定有一连接块和第四舵机，所述连接块和所述第四舵机位于所述躯干的头端的下方，所述连接块上设有端部向上的第一转动杆，第一转动杆的端部穿过所述躯干穿设于所述第一齿轮盘的轴心并与所述第一钳子的钳柄铆接，所述第四舵机上连接有端部向上的第二转动杆，所述第二转动杆的端部穿过所述躯干穿设于所述第二齿轮盘的轴心并与所述第二钳子的钳柄铆接；所述第四舵机还与所述控制系统连接。

所述肢体有6-8条。

所述支脚的底部设有支脚垫。