[发明专利]一种仿生蚂蚁六足探测机器人有效
申请号: | 201810694932.9 | 申请日: | 2018-06-29 |
公开(公告)号: | CN108818551B | 公开(公告)日: | 2021-02-02 |
发明(设计)人: | 石健;郭庆;张益鑫;王少萍;池小楷 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | B25J11/00 | 分类号: | B25J11/00;B62D57/032;B25J19/00 |
代理公司: | 北京永创新实专利事务所 11121 | 代理人: | 周长琪 |
地址: | 100191*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 仿生 蚂蚁 探测 机器人 | ||
1.一种仿生蚂蚁六足探测机器人,包括主机体部分和六足部分;六足部分包括左侧三足
部分和右侧三足部分,左侧三足部分和右侧三足部分均包括前足、中间足和后足,分别安装于主机体部分左右对称两侧前、中、后位置;其特征在于:主机体部分包括头部、躯体和尾部;其中,头部上安装有摄像头;尾部内安装有图传设备;躯体两侧安装六足部分;
躯体分为躯体骨架和躯体盖两个部分;躯体骨架部分前端开有头部安装座,通过螺栓将头部安装座与躯体固定头配合连接,实现头部和躯体间的固定;且头部俯仰角度可调;躯体骨架末端设计有尾部固定孔实现躯体与尾部间的连接;
躯体骨架上还设计有舵机支架固定孔,电池盒固定孔以及主控制板限定槽;舵机支架固定孔与电池盒固定孔分别用于实现舵机支架与电池盒在躯体骨架上的固定;主控制板限定槽内用来嵌入安装主控板,且实现主控板的定位;躯体盖安装于躯体骨架顶部,实现躯体内部部件的保护;
前足、中间足和后足结构相同,均包括舵机A、舵机B、舵机支架A、舵机支架B、连杆A、连杆B和腿结构;其中,舵机支架A为板状框架结构,与水平面平行设置;舵机支架A末端设计有凸耳,螺钉通过凸耳与躯体骨架上对应位置的舵机支架固定孔,实现舵机支架A与躯体骨架间的连接;且在躯体骨架侧部凸耳连接位置设计有定位槽,在连接凸耳时,将凸耳卡入定位槽后进行连接,进而通过定位槽实现舵机支架A前后摆动限制;舵机A输出轴竖直方向设置,通过螺栓固定于舵机支架A上;上述舵机支架A通过由螺钉通过躯体骨架上相应位置上的舵机支架固定孔与躯体骨架固定,实现六足部分与躯体间的连接;
舵机支架B由横梁与支撑板构成,支撑板与横梁前端相接,形成L型结构;横梁末端设计有安装孔,安装孔内设计有内齿,通过内齿与舵机A的舵齿耦合,两者间通过螺钉固定,使舵机支架B具有绕竖直方向转动的自由度;舵机B输出轴与舵机A的输出轴轴线垂直设置,运动方向相互垂直;舵机B通过螺栓固定在舵机支架B的支撑板上;腿结构分为三段,令其末端至足端分别为A段、B段和C段;其中A段与B段,B段与C段间形成夹角;C段端部具有外突部分,作为支撑足;
连杆A输出端与B段中部铰接,输入端与连杆B输出端铰接;上述腿结构、连杆A与连杆B共面,且垂直于水平面设置;其中,腿结构的末端具有铰接台,通过铰接台铰接于舵机支架B的横梁中部;连杆B的输入端与舵机B的输出轴间同轴固定;通过控制舵机A实现腿结构绕舵机A输出轴轴线的转动运动,进而实现腿结构的前后摆动;通过控制舵机B实现腿结构绕自身末端与舵机支架B铰接轴轴线转动运动,进而实现腿结构的抬起与放下;
躯体内部电池通过导线连接舵机A、舵机B、主控板,并通过头部上开设的走线孔连接摄像头,实现各设备供电;主控板为单片机,舵机A和舵机B均通过导线与主控板连接,通过主控板控制舵机A的转动和舵机B的直线运动;躯体中设置有无线模块,实现仿生蚂蚁六足探测机器人单体与上位机进行通讯,进而实现上位机的远程控制。
2.如权利要求1所述一种仿生蚂蚁六足探测机器人,其特征在于:运动控制时,将六足分为两组,主机体部分右侧前足、右侧后足和左侧中间足构成第一组,剩下三足为第二组;每次运动时,首先控制第一组三足中的舵机B将腿结构向上抬起等高度,再控制第二组三足中的舵机A带动腿结构向后转动等角度,然后第一组三足舵机B将腿结构放下直至支撑足触地,此时完成一次前移;随后,控制第二组三足中的舵机B带动腿结构向上抬起等高度,然后控制第二组三足中的舵机A带动腿结构向前转动相同角度,回到初始位置,再控制第一组三足中的舵机A向后转动等角度,完成一次前移;至此完成一组动作;随后控制两组三足进行相同的动作,如此往复。
3.如权利要求2所述一种仿生蚂蚁六足探测机器人,其特征在于:调整两组三足中的舵机A的转动角度,实现曲线行走。
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