一种仿生式蚂蚁机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种仿生式蚂蚁机器人，包括躯干架，躯干架的上方设有电源模块、下方设有行走机构、前端设有检测机构及控制行走机构的控制机构；行走机构包括转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机，转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的输出轴上连接有机械腿；检测机构包括触角式传感器、摄像头，摄像头与无线传输模块电连接；控制机构包括无线传输模块、主控MCU；主控MCU的输入端与无线传输模块及触角式传感器电连接，输出端分别与转向舵机的控制信号输入端、第一跟随舵机的控制信号输入端及第二跟随舵机的控制信号输入端电连接。本发明专利技术的仿生式蚂蚁机器人整体结构简单，采用机械腿爬行的方式，更易于进入复杂地质环境进行考察。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生式蚂蚁机器人
本专利技术涉及机械制造
，特别涉及一种仿生式蚂蚁机器人。
技术介绍
随着国家社会经济的高速发展，我国对科研工作越来越重视，特别是在地质勘探，自然观测这一些领域加大了投入。而目前对于科研工作者来说，地质狭隘、自然环境险峻的地方难以进入实地考察，因此需要一款机器人来帮助他们进行勘探考察。但是目前的机器人都是使用的电机设备驱动滚轮前进，导致市面上的机器人外形都很庞大，无法进入狭小环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、体型小，能进入狭小空间进行科学考察的仿生式蚂蚁机器人。为实现上述技术构想，本专利技术设计了一种仿生式蚂蚁机器人，包括躯干架，所述躯干架的上方设有电源模块、下方设有行走机构、前端设有检测机构及控制所述行走机构的控制机构；所述行走机构包括转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机，所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的输出轴上连接有机械腿；所述转向舵机设于所述躯干架下方的前端，所述转向舵机通过一连接机构带动所述第一跟随舵机转向行走，所述第二跟随舵机与第一跟随舵机通过第一连接件连接；所述检测机构包括触角式传感器、摄像头；所述控制机构包括无线传输模块、主控MCU；所述电源模块为所述主控MCU、摄像头、转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机供电；所述主控MCU的输入端与所述摄像头及触角式传感器电连接；所述主控MCU的输出端与无线传输模块电连接；所述转向舵机的控制信号输入端串接第一定时器后与所述主控MCU的输出端电连接，所述第一跟随舵机的控制信号输入端串接第二定时器后与所述与所述主控MCU的输出端电连接；所述第二跟随舵机的控制信号输入端串接第三定时器后与所述主控MCU的输出端电连接。进一步地，所述连接机构为齿轮传动机构；所述齿轮传动机构包括传动齿轮及传动轴，所述传动齿轮设于所述转向舵机的后端，所述传动轴的一端连接转向舵机，另一端上周向固定所述传动齿轮。进一步地，所述连接机构为连接舵机，所述连接舵机的前端设有齿轮、后端设有第二连接件，所齿轮周向固定在一连接轴上，所述连接轴的另一端连接所述转向舵机，所述连接舵机通过第二连接件与所述第一跟随舵机连接；所述连接舵机的控制信号输入端串接第四定时器后与所述主控MCU的输出端电连接。进一步地，所述躯干架包括左躯干架及右躯干架，所述左躯干架及右躯干架并排设置。进一步地，所述躯干架的上方还设有稳压模块，所述稳压模块串接在所述电源模块与所述主控MCU之间。进一步地，所述躯干架为碳杆。进一步地，所述机械腿包括固定杆、分别铰接在固定杆两端的左杆及右杆；所述转向舵机的输出轴、第一跟随舵机的输出轴及第二跟随舵机的输出轴与所述固定杆连接。进一步地，所述触角式传感器为压力传感器。所述第一连接件及第二连接件均为弹性杆。本专利技术还提供了一种使用权利要求1-9所述的仿生蚂蚁机器人的行走控制方法，包括以下步骤：S1、在主控MCU中分别设置所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的行走启动时间；S2、根据所述的行走启动时间，设置所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的行走参数，所述行走参数包括直行参数、向左转弯参数及向右转弯参数；S3、向所述主控MCU发出行走指令，所述行走指令根据所述行走启动时间启动所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机启动，从而带动响应的机械退左右摆动行走；所述行走指令包括直行指令，向左转弯指令及向右转弯指令，所述直行指令与所述直行参数形成映射，所述向左转弯指令与所述向左转弯参数形成映射，所述向右转弯指令与向右转弯参数形成映射。本专利技术的工作原理是：转向舵机通过连接机构带动第一跟随舵机及第二跟随舵机转向前行，从而带动舵机下的机械腿行走转弯，主控MCU通过内部的定时程序控制第一定时器的定时时间、第二定时器的定时时间及第三定时器的定时时间，以达到分别控制相应的转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的启动时间，从而使得转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的启动时间不一样，而达到蚂蚁式协调行走的目的；摄像头实现图像的采集，触角式传感器检测行走过程中碰到的压力大小，在检测到压力只增大时说明碰到岩壁，从而主控MCU又通过设定第一定时器的定时时间调整转向舵机的启动时间，从而调整行走路线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的仿生式蚂蚁机器人整体结构简单，功能简洁，易于操作，而且抛弃了轮式滚动前进的方式，采用机械腿爬行的方式，更易于进入凹凸不平的地质环境进行前进，并通过无线传输，实时的将前方的画面传数给操作人员，利于地质勘探和自然考察。连接机构保证了仿生式蚂蚁机器人的转向，第一连接件保证了第一跟随舵机及第二跟随舵机之间的连接性，确保仿生式蚂蚁机器人的行走连续性。(2)连接机构为齿轮传动机构，这样，通过传动齿轮可以有效实现该仿生式蚂蚁机器人的转弯等操作；连接机构为连接舵机时，该连接连接舵机与转向舵机相配合，可以提高该仿生式蚂蚁机器人的转弯协调性。(3)躯干架为两根，这样，两根躯干架可以提高该仿生式蚂蚁机器人的结构稳定性；躯干架选用碳杆使得该仿生式蚂蚁机器人结实耐用；第一连接件及第二连接件均为弹性杆使得在转弯时，弹性杆能消减一定的应力，使转弯更灵活。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明本专利技术的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，在附图中：图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的结构示意图；图3为本专利技术实施例1的电路原理图；图4为本专利技术实施例2的电路原理图；图中，1-躯干架，2-电源模块，3-转向舵机，4-第一跟随舵机，5-第二跟随舵机，6-触角式传感器，7-机械腿，8-摄像头，9-无线传输模块，10-主控MCU，11-第一连接件，12-传动齿轮，13-传动轴，14-稳压模块，15-连接舵机，16-齿轮，17-连接轴，18-第二连接件，71-固定杆，72-左杆，73-右杆。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。实施例1如图1及图3所示，本实施例的一种仿生式蚂蚁机器人，包括躯干架1，躯干架1的上方设有电源模块2、下方设有行走机构、前端设有检测机构及控制行走机构的控制机构；行走机构包括转向舵机33、第一跟随舵机4及第二跟随舵机5，转向舵机3、第一跟随舵机4及第二跟随舵机5的输出轴上连接有机械腿7；转向舵机3设于躯干架1下方的前端，转向舵机3通过一齿轮传动机构带动第一跟随舵机4转向行走，齿轮传动机构包括传动齿轮12及传动轴13，传动齿轮12设于转向舵机3的后端，传动轴13的一端连接转向舵机3，另一端上周向固定传动齿轮12，第二跟随舵机5与第一跟随舵机4通过第一连接件11连接。检测机构包括触角式传感器6、摄像头8，控制机构包括无线传输模块9、主控MCU10；电源模块2为主控MCU10、转向舵机3、摄像头8、第一跟随舵机4及第二跟随舵机5供电；主控MCU10选用有STM32处理器；主控MCU10的PB2引脚及PB3引脚作为信号输入端分别与摄像头8及触角式传感器6电连接，无线传输模块9电连接在主控MCU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生式蚂蚁机器人，其特征在于：包括躯干架，所述躯干架的上方设有电源模块、下方设有行走机构、前端设有检测机构及控制所述行走机构的控制机构；所述行走机构包括转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机，所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的输出轴上连接有机械腿；所述转向舵机设于所述躯干架下方的前端，所述转向舵机通过一连接机构带动所述第一跟随舵机转向行走，所述第二跟随舵机与第一跟随舵机通过第一连接件连接；所述检测机构包括触角式传感器、摄像头；所述控制机构包括无线传输模块、主控MCU；所述电源模块为所述主控MCU、转向舵机、摄像头、第一跟随舵机及第二跟随舵机供电；所述主控MCU的输入端与所述摄像头及触角式传感器电连接；所述主控MCU的输出端与无线传输模块电连接；所述转向舵机的控制信号输入端串接第一定时器后与所述主控MCU的输出端电连接，所述第一跟随舵机的控制信号输入端串接第二定时器后与所述与所述主控MCU的输出端电连接；所述第二跟随舵机的控制信号输入端串接第三定时器后与所述主控MCU的输出端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种仿生式蚂蚁机器人，其特征在于：包括躯干架，所述躯干架的上方设有电源模块、下方设有行走机构、前端设有检测机构及控制所述行走机构的控制机构；所述行走机构包括转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机，所述转向舵机、第一跟随舵机及第二跟随舵机的输出轴上连接有机械腿；所述转向舵机设于所述躯干架下方的前端，所述转向舵机通过一连接机构带动所述第一跟随舵机转向行走，所述第二跟随舵机与第一跟随舵机通过第一连接件连接；所述检测机构包括触角式传感器、摄像头；所述控制机构包括无线传输模块、主控MCU；所述电源模块为所述主控MCU、转向舵机、摄像头、第一跟随舵机及第二跟随舵机供电；所述主控MCU的输入端与所述摄像头及触角式传感器电连接；所述主控MCU的输出端与无线传输模块电连接；所述转向舵机的控制信号输入端串接第一定时器后与所述主控MCU的输出端电连接，所述第一跟随舵机的控制信号输入端串接第二定时器后与所述与所述主控MCU的输出端电连接；所述第二跟随舵机的控制信号输入端串接第三定时器后与所述主控MCU的输出端电连接。2.根据权利要求1所述的一种仿生式蚂蚁机器人，其特征在于：所述连接机构为齿轮传动机构；所述齿轮传动机构包括传动齿轮及传动轴，所述传动齿轮设于所述转向舵机的后端，所述传动轴的一端连接第一跟随舵机，另一端上周向固定所述传动齿轮。3.根据权利要求1所述的一种仿生式蚂蚁机器人，其特征在于：所述连接机构为连接舵机，所述连接舵机的前端设有齿轮、后端设有第二连接件，所齿轮周向固定在一连接轴上，所述连接轴的另一端连接所述转向舵机，所述连接舵机通过第二连接件与所述第一跟随舵机连接；所述连接舵机的控制信号输入端串...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小玲，肖宇，刘嘉艺，杨雄，龚尧，
申请(专利权)人：成都大学，
类型：发明
国别省市：四川,51