[发明专利]一种六足双臂复合式移动机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种六足双臂复合式移动机器人系统。

背景技术

在复杂环境下运动的机器人面临许多挑战，因为复杂环境呈现非结构化特点，常常难以用特定的形状和参数去描述障碍物特征，所以地形适应性就降低，从而造成移动机器人越障的困难。另外，复杂环境下经常会有会有许多信息未知或不确定的情况，单纯依靠机器人自身携带的传感器和处理器难以做到及时应对，很容易造成意外的发生。这对复杂环境下的移动机器人就提出了更加苛刻的要求：机器人要具备较强的地形适应能力，能够通过多种类型障碍，这需要从机构学角度，研究更具环境适应性的越障机构，而且要保证一定的运动效率；机器人不仅需要携带一定的传感器，传感器类型不宜太多，但是信息还要保证全面，有必要引入人机交互的实时控制，以避免意外的发生；而且要携带一定的作业工具或辅助机构，完善其功能与实用性，同时在机器人发生故障时有一定的自辅助功能。

目前的移动机器人系统，比较具有代表性的机器人主要集中在以下几个领域：救援机器人、核探测机器人、月球（火星）车。救援机器人系统：美国的Talon机器人采用无摆臂履带式设计，运动能力较强，环境适应能力也很强，但是其结构复杂，越障能力较差。其前端附加一个机械手臂，可以进行探测，排爆等；伊朗设计的Silver搜救机器人，主要用来在建筑物废墟里面搜救人员。该机器人采用带摇臂的履带式设计，即在无摆臂履带两侧添加能转动的履带关节。这种设计使机器人越障能力大幅提高，但同时也使结构更加复杂；日本设计的FUMA机器人，一端带有机械臂，可以搭载摄像头，也可以帮助机器人越障。其行走机构采用轮式设计，结构简单，控制方便，运动迅速，但是，在复杂的环境中，难以越过较高或沟槽类的障碍，使用范围有限；日本设计的HELIOS VIII机器人，该机器人采用可重构设计，其机械臂既可以抓取物体，也可以作为一个关节变形成为履带式机器人。它越障能力和作业能力很强，但是结构和控制都很复杂，在狭隘环境中受到较大的约束。核探测机器人系统：核探测机器人往往需要代替工作人员进入核辐射比较厉害的地点进行探测或者作业，其面临的环境也比较复杂。美国20世纪80年代设计的核辐射环境探测机器人SURBOT。该机器人采用万向轮结构，运动非常灵活，但是对复杂障碍的跨越能力非常有限。月球（火星）车：无论是月球还是火星，表面地质环境复杂，地面崎岖不平，对机器人的越障能力要求都非常高。而且机器人的主要功能是探测，所以，机器人探测能力的好坏也是衡量其功能的一个重要指标。美国的火星车“Sojourner”，其采用六轮摇杆悬吊式结构，前后四个轮子采用独立的驱动和控制，运动能力很强。后来美国设计了新一代火星车“Rocky-7”，其运动机构和Sojourner是一样的，但值得一提的是其装备的两个机械臂-短臂和长臂。短臂有4个自由度，主要用于采样；长臂有5个自由度，主要用于仪器操作。

现在出现的具有柔性机械手的救援机器人，重点是机械手，缺乏本体越障能力研究；复合履带式带机械手的消防救援机器人，缺乏通信，机械手能力也有限；救援机器人，重点介绍了机械手臂，缺乏平台移动能力研究。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种提高机械臂灵活度的六足双臂复合式移动机器人系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种六足双臂复合式移动机器人系统，包括六足移动平台及在六足移动平台上设置的机械臂，机械臂包括提供自由度的若干连接部件及若干大连接部件，连接部件包括小舵机及安装在小舵机输出轴上的U型架，小舵机上设有小连接件，大连接部件包括大舵机及安装在大舵机输出轴上的大U型架，大舵机上设有大连接件，各连接部件及大连接部件交错垂直连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，六足移动平台上还设有能任意弯曲的用于监控环境的柔性臂，柔性臂的末端设有摄像头。

进一步作为本发明技术方案的改进，柔性臂连接供电箱，供电箱固定在六足移动平台上。

进一步作为本发明技术方案的改进，摄像头为具有夜视功能的WiFi摄像头，柔性臂为蛇形软管。

进一步作为本发明技术方案的改进，大连接部件的数量为四个并设于机械臂底部，连接部件的数量为三个并设于机械臂的首端，机械臂通过连接架固定在六足移动平台上。

进一步作为本发明技术方案的改进，六足移动平台上还设有控制六足移动平台、机械臂及柔性臂的控制系统和传感通信系统，控制系统包括下位机和上位机，传感通信系统设有通信模块。