CN105151157A - 六足仿生机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人，尤其涉及六足仿生机器人，包括上底板、下底板、灭火器、上盖、避障传感器、控制器，还有六条腿；上底板和下底板组成机身，上底板上方安装有上盖；上盖内安装有控制器，机身为八边形，其中一对对边分别为两个端头，另外六边分别位于两侧形成侧腰，第一条腿、第二条腿、第三条腿依次安装在侧腰一端、中间和另一端，第四条腿、第五条腿、第六条腿对称依次安装在另一边侧腰上；灭火器安装在机身一个端头上；每两条腿之间安装有一个避障传感器。本发明提供的六足仿生机器人，对环境具有较强的适应能力，能够实现实时避障，合理规划行走路线，机身稳定，腿运动灵活多样，适应各种地形、不同速度和载荷要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其涉及六足仿生机器人。
背景技术
随着机器人工作环境和工作任务的复杂化，要求机器人具有更高的运动灵活性、在特殊和未知环境的适应性，机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求，比如火灾频发的森林环境。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种六足仿生机器人，在复杂地形环境下提供运动稳定的移动平台。
具体技术方案为：
六足仿生机器人，包括上底板、下底板、灭火器、上盖、避障传感器、控制器，还有六只条腿，分别为第一只条腿、第二只条腿、第三只条腿、第四只条腿、第五只条腿、第六只条腿；上底板和下底板组成机身，上底板上方安装有上盖；上盖内安装有控制器，机身为八边形，其中一对对边分别为两个端头，另外六边分别位于两侧形成侧腰，第一只条腿、第二只条腿、第三只条腿依次安装在侧腰一端、中间和另一端，第四只条腿、第五只条腿、第六只条腿对称依次安装在另一边侧腰上；灭火器安装在机身一个端头上；每两只条腿之间安装有一个避障传感器。
所述的腿包括上腿、中腿和下腿，上腿铰接在机身上形成根关节，上腿和中腿铰接形成髋关节；中腿和下腿铰接形成膝关节；上腿以根关节为支点在水平面上有转动自由度，中腿以髋关节为支点在垂直面上有摆动自由度，下腿以膝关节为支点在垂直面上有摆动自由度；下腿末端有减震弹簧装置。
六足仿生机器人的移动方法为，第一只条腿、第三只条腿、第五只条腿组成第一组腿，第二只条腿、第四只条腿、第六只条腿组成第二组腿；当第二组腿支撑时，第一组腿前进一步，接触地面固定后，第一组腿作为机身支撑，第二组腿前行跟进，恢复初始六足支撑状态，完成一步前行；连续行走时重复上述过程即可。
六足仿生机器人的转弯方法为，首先由第二组腿作为支撑，第一组腿分别移动到指定的地面，同时机身重心向第二组腿的方向倾斜调整，第一组腿完成动作后固定在地面作为机身的支撑，第二组腿移动到指定的地面，同时机身重心随动调整，达到转弯角度的目的。
本发明提供的六足仿生机器人，对环境具有较强的适应能力，机身周围分布的避障传感器，能够实现实时避障，合理规划行走路线；机身为八边形，提高了机器人的稳定性，增大了腿部的转动空间，避免各条腿间的相互碰撞和运动干涉；每条腿包括三个关节，运动灵活，形式多样，适应各种地形，存在多种步态，可以适应不同速度和载荷要求。采用伺服电机驱动，与舵机驱动相比，精度更高，也更为稳定。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是本发明的腿结构示意图；
图4是本发明的六足仿生机器人前进步态分析图；
图5是本发明的六足仿生机器人转弯步态分析图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，六足仿生机器人，包括上底板2、下底板3、灭火器4、上盖5、避障传感器6、控制器7，还有六只条腿，分别为第一只条腿101、第二只条腿102、第三只条腿103、第四只条腿104、第五只条腿105、第六只条腿106；
上底板2和下底板3组成机身，上底板2上方安装有上盖5；上盖5内安装有控制器7，机身为八边形，其中一对对边分别为两个端头，另外六边分别位于两侧形成侧腰，第一只条腿101、第二只条腿102、第三只条腿103依次安装在侧腰一端、中间和另一端，第四只条腿104、第五只条腿105、第六只条腿106对称依次安装在另一边侧腰上；
灭火器4安装在机身一个端头上，用于在发现火源时灭火；每两只条腿之间安装有一个避障传感器6，用于六足仿生机器人运动过程中的障碍物的检测，避障传感器6分别布置于机身周围，减少探测盲区，可及时反馈位置信息，规划行走路线。
下底板3由三块板连接而成，减少极端气温条件下的形变。机身内留足够大的空间，用于安放伺服驱动器和电源。控制器7安放在上底板2上方，用于收集避障传感器6采集的信息，根据实际情况自主选择控制方式，驱动六足机器人每个关节的运转。
如图1、图2和图3所示，所述的腿包括上腿11、中腿12和下腿13，上腿11铰接在机身上形成根关节14，上腿11和中腿12铰接形成髋关节15；中腿12和下腿13铰接形成膝关节16；上腿11以根关节14为支点在水平面上有转动自由度，上腿11可以带动整只条腿前后摆动；中腿12以髋关节15为支点在垂直面上有摆动自由度，中腿12的摆动完成抬腿移动和落下支撑的动作；下腿13以膝关节16为支点在垂直面上有摆动自由度，下腿13根据地面环境及时调整转角，平稳落地；下腿13末端有减震弹簧装置，减少机器人在快速运动时产生的震动，保持机身的平稳。为了减少与地面的摩擦，下腿13末端为圆头状。
侧腰两端的腿和另一侧腰中间的腿分别组成两组腿，前行时，一组腿支撑，另一组腿移动。如图4所示，第一只条腿101、第三只条腿103、第五只条腿105组成第一组腿，第二只条腿102、第四只条腿104、第六只条腿106组成第二组腿；当第二组腿支撑时，第一组腿前进一步，接触地面固定后，第一组腿作为机身支撑，第二组腿前行跟进，恢复初始六足支撑状态，完成一步前行。连续行走时重复上述过程即可。
如图5所示，转弯相当于机身在一个具有一定圆弧的轨道上前进，每一步需要适当微调机身的姿势。首先由第二组腿作为支撑，第一组腿分别移动到指定的地面，同时机身重心向第二组腿的方向倾斜调整，第一组腿完成动作后固定在地面作为机身的支撑，第二组腿移动到指定的地面，同时机身重心随动调整，达到转弯角度的目的。该种方式转弯步态仅需要两步即可完成一定角度的转弯。
Claims (4)
1.六足仿生机器人，其特征在于：包括上底板（2）、下底板（3）、灭火器（4）、上盖（5）、避障传感器（6）、控制器（7），还有六条腿，分别为第一条腿（101）、第二条腿（102）、第三条腿（103）、第四条腿（104）、第五条腿（105）、第六条腿（106）；
上底板（2）和下底板（3）组成机身，上底板（2）上方安装有上盖（5）；上盖（5）内安装有控制器（7），机身为八边形，其中一对对边分别为两个端头，另外六边分别位于两侧形成侧腰，第一条腿（101）、第二条腿（102）、第三条腿（103）依次安装在侧腰一端、中间和另一端，第四条腿（104）、第五条腿（105）、第六条腿（106）对称依次安装在另一边侧腰上；
灭火器（4）安装在机身一个端头上；每两条腿之间安装有一个避障传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的六足仿生机器人，其特征在于：所述的腿包括上腿（11）、中腿（12）和下腿（13），上腿（11）铰接在机身上形成根关节（14），上腿（11）和中腿（12）铰接形成髋关节（15）；中腿（12）和下腿（13）铰接形成膝关节（16）；上腿（11）以根关节（14）为支点在水平面上有转动自由度，中腿（12）以髋关节（15）为支点在垂直面上有摆动自由度，下腿（13）以膝关节（16）为支点在垂直面上有摆动自由度；下腿（13）末端有减震弹簧装置。
3.根据权利要求1或2所述的六足仿生机器人，其特征在于：六足仿生机器人的移动方法为，第一条腿（101）、第三条腿（103）、第五条腿（10）5组成第一组腿，第二条腿（102）、第四条腿（104）、第六条腿（106）组成第二组腿；当第二组腿支撑时，第一组腿前进一步，接触地面固定后，第一组腿作为机身支撑，第二组腿前行跟进，恢复初始六足支撑状态，完成一步前行；连续行走时重复上述过程即可。
4.根据权利要求3所述的六足仿生机器人，其特征在于：六足仿生机器人的转弯方法为，首先由第二组腿作为支撑，第一组腿分别移动到指定的地面，同时机身重心向第二组腿的方向倾斜调整，第一组腿完成动作后固定在地面作为机身的支撑，第二组腿移动到指定的地面，同时机身重心随动调整，达到转弯角度的目的。
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