[实用新型]一种仿乌龟回项摆胫耦合翻转机器人

说明书

本实用新型涉及一种仿乌龟回项摆胫耦合翻转机器人，该机器人包括智能控制部分和机械主体部分，智能控制部分以stc12c5a60s2单片机为控制中心，以超声波传感器和红外线传感器共同为检测部分，应用在线自适应加权数据融合技术，得到准确的距离估计值；所述机械主体部分包括躯体、脖颈部和腿部，躯体正前方脖颈，左右两边分别有对称分布的两条轮腿，每条轮腿共有三个自由度，腿的末端装有轮子，每个关节处均有一个舵机控制；本实用新型采用的是依靠颈部舵机的力量以及外壳、腿部共同的力量更好、更快地实现乌龟的翻转；外壳的增加更好地保护整机的安全性以及可靠性，大大提高了翻转的效率。

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体的说是一种仿乌龟回项摆胫耦合翻转机器人。

背景技术

目前行走机构主要包括步行式（足式）、轮式、履带式、爬行式和蠕动式等机构。轮式移动爬行机构的优点是速度快、控制简单、灵活性好；缺点是接触面积小、越障能力差、适应性差。腿式机器人的优点是不仅能在平坦的地面上行走而且可以在崎岖地面上步行，还可做无滑动的完整和单向运动；但是腿式机器人较难实现其稳定步态规划和稳定平衡控制，运动速度与能量效率较低，而且腿式机器人一般较笨重、结构复杂。因此有人实用新型一种轮腿机器人，但是这种机器人在遇到崎岖的斜坡或沟壑等复杂地形时，却极易发生倾翻，使机器人不能正常工作。

在大自然，龟类是一类常见的在发生背部朝地的情况后可以依靠自身力量进行翻转的动物。匈牙利科学家通过对龟类背甲进行几何建模发现，海龟在背甲着地的情况下，在原地用强有力的颈部将头部抵在地面为着地点，将自身翻转过来。陆龟背甲较高呈穹型，借助重力和龟壳的几何学特征(一般通过原地甩动头部和四肢)来翻转身体。结合龟类的翻转过程，可以发现，龟类成功实现翻转的特性：①在翻转过程中，必然有一个支撑点来进行支撑，为翻转提供支撑基础，海龟通过头部来支撑，而陆龟背部高，实际也是提供了支撑； ②必然有旋转的过程，海龟通过颈部的用力，实现身体旋转，而陆龟通过甩动头部和四肢来实现身体的旋转。 因此，从龟类姿态恢复过程的研究中得到启示，设计一种可供支撑和旋转功能的机构，来实现机器人的翻转。

移动机器人一边探测其周围环境中的障碍物，一边向前移动以完成预定的任务。如果机器人的测距系统只为单个传感器(例如为超声波传感器)，为了可靠地探测出障碍物的距离，可能需要对同一位置进行多次探测，这必将花费一定的时间， 而且由于机器人不停地移动，使得前后的探测结果相差甚远，这样必将对障碍物的精确定位造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种仿乌龟自动翻转机器人，为以后四足机器人翻转和移动的研究提供基础。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种仿乌龟回项摆胫耦合翻转机器人，该机器人包括智能控制部分和机械主体部分，智能控制部分以stc12c5a60s2单片机为控制中心，以超声波传感器和红外线传感器共同为检测部分，应用在线自适应加权数据融合技术，得到准确的距离估计值；所述机械主体部分包括躯体、脖颈部和腿部，躯体正前方脖颈，左右两边分别有对称分布的两条轮腿，每条轮腿共有三个自由度，腿的末端装有轮子，每个关节处均有一个舵机控制。

所述stc12c5a60s2单片机输出端连接舵机控制器，该舵机控制器输出控制脖颈上和四条相同结构腿上的舵机以及与腿部舵机相连的轮子，还包括用于机体前、下方测距的超声波和红外线避障系统。

所述轮腿包括腿Ⅰ、腿Ⅱ、腿Ⅲ及腿Ⅳ，腿Ⅰ上设有舵机、舵机、舵机及舵机，腿Ⅱ上设有舵机Ⅸ、舵机Ⅹ、舵机Ⅺ及舵机Ⅻ，腿Ⅲ上设有舵机Ⅴ、舵机、舵机Ⅶ及舵机Ⅷ，腿Ⅳ上设有舵机、舵机、舵机及舵机，各相邻关节上的舵机之间设有连接平台。

所述脖颈部设有舵机Ⅰ、舵机Ⅱ、舵机Ⅲ及舵机Ⅳ，且末端设有平台。

本实用新型的有益效果：