蜘蛛探测仿生机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种蜘蛛探测仿生机器人，蜘蛛腹状机身两侧装有三对仿昆虫机械爪，这三对仿昆虫机械仿生爪中有两对仿昆虫的机械跗节和一对能够清除障碍物的机械手；其中一对仿昆虫的机械跗节上装有机械爪；蜘蛛腹状机身内部装有微型摄像头、传感器、电源、无线控制装置。该机器人中间的一对机械足设计成机械手结构，能够很好的清除周围的障碍物。另外，前后两对跗足上都有车轮结构，可以实现在平坦的大路上高速行驶。腹部结构主要用来装载控制装置，芯片以及供电电源，内部还有摄像头，能够勘察前方的路况，传送图像信息。这种机器人可以应用于地震后灾区、地势复杂的山区等复杂地段进行勘探，减少人员的伤亡。

Spider detection bionic robot

The invention relates to a method for detecting the spider robot, spider belly shape on both sides of the fuselage is equipped with three of the insects have two pairs of mechanical claws, insect like mechanical tarsi and can remove the obstacles of a manipulator on the three insects in which the mechanical mechanism of bionic claw; a pair of imitation insect tarsal joint with machinery the belly like a spider claw; inside the fuselage equipped with a miniature camera, sensor, power supply and wireless control device. A pair of mechanical legs in the middle of the robot is designed as a manipulator structure that is capable of removing obstacles around the body. In addition, the front and rear of the two pairs of the foot of the foot has a wheel structure, can be achieved on the flat road high speed. Abdominal structure is mainly used to load control devices, chips and power supply, as well as inside the camera, to investigate the road ahead, the transmission of image information. This kind of robot can be used in the complex areas such as the disaster area after the earthquake, the complex terrain and so on.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仿生机器人，具体涉及一种根据昆虫的仿生跗节行走和抓地原理设计出机械仿生跗节，实现该机器人在复杂地段的安全快速行驶。
技术介绍
在事故现场中，许多条件限制人类到达；在科研中，工作人员难以进入狭小的空间给某些方面的信息采集和研究带来了不便；在军事上，侦察兵进入敌区探测敌情存在很大的生命危险；在恐怖事件中，随时爆炸的炸弹给排爆人员造成了极大的心理压力。针对上述难题，蜘蛛探测仿生机器人的研究制作，是模拟昆虫的运动形态开发设计的一种仿生机器人，可以代替人类在恶劣复杂的环境中进行所需的勘探等操作。目前国内国外所研制的用于灾区等紧急情况的地质现场的救援和勘探机器人都存在对复杂地形严重的移动阻碍问题，传统的这类机器人大都采用履带或者轮子进行行走，当遇到障碍物时，需要花费更多的时间去越障，错过最佳救援时间。在短短半个世纪的时间里，机器人的研究就已经历了4个发展阶段：工业机器人、遥控机器人、智能机器人和仿生机器人。从机器人的角度来看，仿生机器人是机器人发展的最高阶段；从仿生学的角度来看，仿生机器人是仿生学理论的完美综合与全面应用。仿生机器人指的是利用各种无机元器件和有机功能体所组建起来的在运动机理和行为方式、感知模式和信息处理、控制协调和计算推理、能量代谢和材料结构等多方面具有生命形态特征，从而可以在未知的非结构化环境中灵活、可靠、高效地完成各种复杂任务的机器人系统。近年来，随着昆虫仿生学理论与计算机技术的飞速发展，使得多足仿生机器人成为大家关注的焦点。国内外多所大学和研究机构，相继成功研制出了性能卓越的多足仿生机器人。蜘蛛探测仿生机器人针对多环境科研数据采集，灾难现场救援探测，战场侦察，公共场所安检等领域而设计研制。通过多种信息采集模块组合搭配，以完成不同的任务需求。该机器人所采集到的数据信息通过无线传送发回控制终端，为各种任务的决策者提供实时现场信息，从而辅助决策。仿生多功能野外勘探机器人上装有红外避障传感器，可准确判断并精确躲避障碍物，自带机械手也可清理周围杂物，为勘探创造更加有利的条件。仿生多功能野外勘探机器人主要用于矿灾、震灾后极端环境下的探测搜救。它可通过狭小空间，通过人机交互控制实现复杂地矿地貌环境下的信息获取，探测生命迹象，争取救援时间，提高援救效率。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种蜘蛛探测仿生机器人，该机器人采用仿生学技术进行设计，模仿蜘蛛等昆虫的跗节结构，设计出机械跗节，这种跗节的抓地能力强，接触面积大，能够像昆虫一样在复杂的废墟地段实现快速行走和探测；另外机械跗节上设计有车轮，与机械跗节之间实现自由切换，能够在平坦的大路上快速行驶。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种蜘蛛探测仿生机器人，具有一个蜘蛛腹状机身，仿昆虫机械爪，所述蜘蛛腹状机身两侧装有三对仿昆虫机械爪，所述三对仿昆虫机械仿生爪中具有两对仿昆虫的机械跗节和一对能够清除障碍物的机械手；其中一对仿昆虫的机械跗节上装有机械爪；所述蜘蛛腹状机身内部装有微型摄像头、传感器、电源和无线控制装置，通过无线控制装置对该机器人进行远程操控，用于控制仿生机器人的行走，跨障。所述蜘蛛腹部机身采用透明有机玻璃制成，其蜘蛛腹部结构用于减少在运动过程中的空气阻力。所述机械跗节中部设有车轮，并通过液压驱动，实现抓合，舒展以及180度旋转，使机械跗节和车轮之间实现自由切换，用于在平坦大路上高速行驶。所述机械手具有仿照螃蟹的钳子，钳子通过液压驱动来清除周围的障碍物。本专利技术的有益效果是：本专利技术的蜘蛛侦探仿生机器人，通过仿照昆虫结构的仿生设计，能够克服传统侦探机器人的越障能力不足的缺陷。该款仿生机器人，通过无线远程控制，实现该机器人的跨障和越障功能。该机器人机身的仿蜘蛛腹部形状设计很好的减少了空气阻力，该机身采用透明超强度有机玻璃设计，内部装有红外摄像头，能够很清晰的将图像传给后方，及时了解复杂的地形情况。该仿生机器人的六足也采用了仿生学原理，仿照昆虫的跗节进行设计，与大地接触面积大，压强大，作用力也大，因此抓地能力极强，越障也相对很容易；另外该仿生机器人机械跗节中部装有四个车轮，能够很好的实现在平坦的大路上快速机动行驶，节省了大量的时间；另外还有一对机械手，该机械手仿照动物的前足设计，夹持力度大,自由度高，能够很方便的清除周围的障碍物，保持机器人的正常行走。该仿生侦探机器人结构相比传统机器人简单，并且功能更加的强大，能够在多种复杂的环境和地形进行探测，内部装有远程控制系统和红外感应摄像头，能够很清晰的将前方的情况传给后方。该机器人独一无二的仿生六足，就有独特的功能，能够像昆虫一样在复杂的地段进行快速行走，争取了作业时间。该机器人系统稳定性强，遇到突发情况能够很快恢复自控。附图说明图1为本专利技术的蜘蛛探测仿生机器人的结构立体示意图；图2为本专利技术的蜘蛛探测仿生机器人的结构主视图；图3为图2的左视图；图4为图2的俯视图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1至图4所示，一种蜘蛛探测仿生机器人，主要包括：蜘蛛腹状机身1，三对仿昆虫机械爪2。蜘蛛腹状机身1两侧装有三对仿昆虫机械爪2，三对仿昆虫机械爪2中具有两对仿昆虫的机械跗节3和一对能够清除障碍物的机械手5；其中一对仿昆虫的机械跗节3上装有机械爪4；机械跗节3中部设有车轮6，并通过液压驱动，实现抓合与舒展以及180度旋转，使机械跗节3和车轮6之间实现自由切换，用于在平坦大路上高速行驶。机械手5具有仿照螃蟹的钳子，钳子通过液压驱动来清除周围的障碍物。蜘蛛腹状机身1内部装有微型红外摄像头，传感器，无线控制接收器，电源，以及一些无线控制装置，通过无线控制装置对该机器人进行远程操控，用于控制仿生机器人的行走，跨障。机械跗节3其结构仿照昆虫的跗节设计，这种结构，抓地能力非常的强，与地面的接触面积比较小，压力大，不会出现打滑现象，能够和昆虫一样，实现整个机器人在复杂环境中快速移动。带有车轮的两个机械爪4，能够实现在平坦大路的快速行驶。另外两个机械手5，自由度多，灵活自如，夹持力大，能够很方便的清除该机器人周围的障碍物，实现该机器人的快速移动。蜘蛛腹状机身有有机高强度玻璃制成，内部的微型红外摄像头，能够很清楚的探测到周围的障碍物和有生命的物体；内部的远程控制器主要用来接收后方传来的控制信号；内部的电源采用超强度锂电池，续航能力强，能够长时间完成勘察任务。该机器人的控制系统根据应用范围和需要，可实现三种运动步态的变换，分别采用32路舵机控制器和步进电机驱动器控制。包括传感器的检测，整个控制系统运用遥控无线传输方式，控制范围和精度来达到所需要求。该仿生机器人在运动过程中的六足运动过程为:第一步：第一脚，第三脚，第五脚抬起。第二步：第一脚，第三脚，第五脚前移。第三步：第一脚，第三脚，第五脚放下。第四步：第二脚，第四脚，第六脚抬起。第五步：第二脚，第四脚，第六脚前移。同时第一脚，第三脚，第五脚归位（2路,10路,17路舵机调到1500）。第六步：第二脚，第四脚，第六脚放下。第七步：第一脚，第三脚，第五脚抬起。第八步：第一脚，第三脚，第五脚前移。第二脚，第四脚，第六脚归位（6路,13路,21路舵机调到1500）。本专利技术所涉及的这种蜘蛛仿生探测机器人主要用于，煤矿采空区内瓦斯浓度的采样和分析；矿灾、火灾、核本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜘蛛探测仿生机器人，具有一个蜘蛛腹状机身(1)，仿昆虫机械爪(2)，其特征在于：所述蜘蛛腹状机身(1)两侧装有三对仿昆虫机械爪(2)，所述三对仿昆虫机械仿生爪（2）中具有两对仿昆虫的机械跗节（3）和一对能够清除障碍物的机械手（5）；其中一对仿昆虫的机械跗节（3）上装有机械爪 （4），所述蜘蛛腹状机身(1)内部装有微型摄像头、传感器、电源和无线控制装置，通过无线控制装置对该机器人进行远程操控，用于控制仿生机器人的行走，跨障。

【技术特征摘要】
1.一种蜘蛛探测仿生机器人，具有一个蜘蛛腹状机身(1)，仿昆虫机械爪(2)，其特征在于：所述蜘蛛腹状机身(1)两侧装有三对仿昆虫机械爪(2)，所述三对仿昆虫机械仿生爪（2）中具有两对仿昆虫的机械跗节（3）和一对能够清除障碍物的机械手（5）；其中一对仿昆虫的机械跗节（3）上装有机械爪（4），所述蜘蛛腹状机身(1)内部装有微型摄像头、传感器、电源和无线控制装置，通过无线控制装置对该机器人进行远程操控，用于控制仿生机器人的行走，跨障。2.根据权利要求１所述的蜘蛛...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜妍辰，江小亮，张刚，管振兴，秦婧，高雷，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31