一种用于火山周围土壤采集的五足机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种五足机器人，具体涉及一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，本实用新型专利技术为解决三足、四足机器人在抓取土壤时，支撑点少，不能完全满足工作现场的支撑要求，而六足机器人的制造成本过高的问题。本实用新型专利技术机器人包括抓取腿、左前腿、右前腿、左后腿、右后腿、躯干本体以及控制器，躯干本体由一个梯形架和正方形架组成。五足机器人的抓取腿进行土壤采集工作时，其余四条腿起支撑作用，满足火山周围松软土壤条件下工作的支撑稳定性要求，当抓取腿不进行抓取工作时又可作为一条腿行走，实用性强。机器人抓取腿抓取部分采用钳爪式结构，使五足机器人进入火山周围进行土壤采集，用于后续的土壤元素分析等。

A five legged robot for collecting soil around volcanoes

The utility model relates to a five-legged robot, in particular to a five-legged robot used for collecting soil around a volcano. The utility model solves the problem that the three-legged and four-legged robot has fewer supporting points when grabbing soil, and can not fully meet the support requirements of the work site, while the manufacturing cost of the six-legged robot is too high. The robot of the utility model comprises a grasping leg, a left front leg, a right front leg, a left rear leg, a right rear leg, a trunk body and a controller. The trunk body is composed of a trapezoidal frame and a square frame. When the five-legged robot's grabbing legs are used to collect soil, the other four legs play a supporting role to meet the stability requirements of the work under the soft soil around the volcano. When the grabbing legs are not grabbing, they can walk as one leg, which has strong practicability. The grabbing part of the robot's grabbing leg adopts claw-like structure, so that the pentapod robot enters the volcano to collect soil for subsequent analysis of soil elements.

【技术实现步骤摘要】
一种用于火山周围土壤采集的五足机器人
本技术涉及一种五足机器人，特别是涉及一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，机器人抓取腿足端采用钳爪式结构，可以进行土壤采集。
技术介绍
随着人类社会的不断进步以及科学技术的快速发展，人类利用自然的能力越来越强大，火山周围土壤采集却存在着未知的危险，当人类进入此类区域中进行工作时会受到潜在的威胁，比如智利北部拉斯卡尔火山爆发事件。此类事件的发生不仅会对土壤造成污染，而且当人类进入该区域进行土壤采集工作时会受到辐射，对身体造成很大损伤，因此这些区域是不适合人类直接进入，进行土壤采集工作。对于火山周围土壤采集工作，若用人工进行采集，不但因为防护工作不周给人类健康带来损害，而且还无法保证采集工作的连续稳定性。用于土壤采集的五足机器人不但能在此类区域替代人类进行危险环境下的土壤采集，还能够提高作业的工作效率，降低人类社会成本高的问题。
技术实现思路
本技术为了解决人工在火山周围进行土壤采集工作时容易受到火山爆发的潜在威胁以及周围辐射的影响问题。同时，现有的三足、四足机器人在抓取土壤时，其支撑范围为两点、三点，不能完全满足工作现场的支撑要求，而且六足机器人的制造成本过高，能耗很大，无法进行长时间的土壤采集工作。从而提供了一种用于火山周围土壤采集的五足机器人。本技术为了解决上述技术问题采取的技术方案是：所用于火山周围土壤采集的五足机器人包括抓取腿、左前腿、右前腿、左后腿、右后腿、躯干本体和控制器，躯干本体由一个梯形架和正方形架组成，左前腿、右前腿、左后腿、右后腿的结构相同，躯干本体水平设置，抓取腿安装在梯形架处，左前腿、右前腿、左后腿和右后腿分别安装在正方形架两侧，控制器固定安装在躯干上，且控制器分别与抓取腿、左前腿、右前腿、左后腿和右后腿控制连接，躯干本体所在平面垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于X轴和Y轴所组成平面的方向为Z轴。本技术具有以下有益效果：本技术具有抓取腿、左前腿、右前腿、左后腿、右后腿、躯干本体和控制器。抓取腿安装在梯形架处，且抓取腿末端采用钳爪式结构，可以进行土壤的采集工作。其余四条腿可以实现快速移动的工作。与其它三足、四足机器人相比具备较高的支撑稳定性。本技术有利于利用四足支撑的稳定性以及抓取腿的抓取功能，可以代替人到火山周围进行土壤采集，降低了工作的危险性，提高了工作的稳定性，而且降低了制造成本。本技术具有结构简单，设计合理的优点。附图说明图1为技术的整体结构主视图，图2是图1的俯视图，图3是技术抓取腿1的主视图，图4是抓取腿等轴测图，图5是抓取腿腿部结构示意图，图6是抓取腿大手爪13H的结构示意图，图7是抓取腿小手爪13I的结构示意图，图8是左前腿2的结构示意图，图9是左前腿小腿腿部与23C与左前腿第二舵机23B的连接方式示意图，图10是右前腿3的结构示意图，图11是右前腿小腿腿部33C与右前腿第二舵机33B的连接方式示意图，图12是左后腿4的结构示意图，图13是左后腿小腿腿部43C与左后腿第二舵机43B的连接方式示意图，图14是右后腿5的结构示意图，图15是右后腿小腿腿部53C与右后腿第二舵机53B的连接方式示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，所述机器人包括抓取腿1、左前腿2、右前腿3、左后腿4、右后腿5、躯干本体6和控制器7，躯干本体6由一个梯形架和正方形架组成，抓取腿安装在梯形架处，左前腿、右前腿、左后腿和右后腿分别安装在正方形架两侧，躯干本体6所在平面垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于X轴和Y轴所组成平面的方向为Z轴。本实施方式中躯干本体6的上端面的几何中心为零点，躯干本体6的上端面为水平基准面建立的XYZ三维立体坐标系。本实施方式中控制器7为现有技术，生产厂家为中科鸥鹏公司，型号为Openduino。具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，所述躯干本体6由梯形架6-1以及由中间顶板6-2、前顶板6-3、后顶板6-4、底板6-5组成的正方形架组成，且梯形架6-1固定在底板6-5的前端，中间顶板6-2的前端上部固定在前顶板6-3后端下部，中间顶板6-2的后端上部固定在后顶板6-4前端下部，底板6-5的前端上部固定在前顶板6-3的前端下部，底板6-5的后端上部固定在后顶板的后端下部，控制器7固定安装在躯干体6的中间顶板6-2上，且控制器7分别与五条腿控制连接，其它与具体实施方案一相同。具体实施方式三：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，所述抓取腿1包括抓取腿髋关节11、抓取腿膝关节12、抓取腿抓取关节13，抓取腿髋关节11包括抓取腿单向舵机支架11A、抓取腿第一舵机11B和抓取腿第一金属舵盘11C，抓取腿膝关节12包括抓取腿第一双轴舵机长U型支架12A、两个抓取腿第一专用舵盘12B、抓取腿第一双轴舵机12C和抓取腿第一双轴舵机短U型支架12D，抓取腿抓取关节13包括抓取腿第二舵机支撑支架13A、抓取腿第二舵机13B、抓取腿第二金属舵盘13C、抓取腿舵机斜支架13D、抓取腿第二双轴舵机13E、抓取腿第三双轴舵机13F、抓取腿舵机固定框13G、抓取腿大手抓13H和抓取腿小手抓13I；抓取腿第一舵机11B通过抓取腿单向舵机支架11A安装在梯形板6-1上，其输出轴通过抓取腿第一金属舵盘11C安装在抓取腿第一双轴舵机长U型支架12A上，抓取腿第一双轴舵机12C的两个输出轴通过两个抓取腿第一专用舵盘12B与抓取腿第一双轴舵机长U型支架12A的两个侧壁转动连接，并与抓取腿第一双轴舵机短U型支架12D的两个侧壁固定连接，抓取腿第二舵机支撑支架13A与抓取腿第一双轴舵机短U型支架12D固定连接，抓取腿第二舵机支撑支架13A固定安装在抓取腿第二舵机13B的外侧壁上，抓取腿第二金属舵盘13C套装在抓取腿第二舵机13B的输出轴上，并固定安装在抓取腿舵机斜支架13D上，抓取腿第二双轴舵机13E和抓取腿第三双轴舵机13F竖直设置在抓取腿舵机固定框13G内，且抓取腿第二双轴舵机13E和抓取腿第三双轴舵机13F的输出轴交错设置，抓取腿第二双轴舵机13E的输出轴位于抓取腿第三双轴舵机13F的输出轴的上方，抓取腿第二双轴舵机13E的每个输出轴的输出端分别与抓取腿舵机斜支架13D的一个斜板固定连接，抓取腿第三双轴舵机13F的每个输出端均与抓取腿大手抓13H的固定板固定连接，抓取腿小手抓13I固定安装在抓取腿舵机固定框13G上，其它具体实施与方式二相同。本实施方式中抓取腿第一舵机11B为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。本实施方式中抓取腿第一双轴舵机12C为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。本实施方式中抓取腿第二舵机13B为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。本实施方式中抓取腿第二双轴舵机13E为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。本实施方式中抓取腿第三双轴舵机13F为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为LD-2015。具体实施方式四：结合图1、图2、图8、图9说明本实施方式，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述机器人包括抓取腿（1）、左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）、右后腿（5）、躯干本体（6）和控制器（7），躯干本体（6）由一个梯形架和一个正方形架组成，抓取腿（1）安装在梯形架处，左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5）分别安装在正方形架两侧，躯干本体（6）所在平面垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于X轴和Y轴所组成平面的方向为Z轴。

【技术特征摘要】
1.一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述机器人包括抓取腿（1）、左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）、右后腿（5）、躯干本体（6）和控制器（7），躯干本体（6）由一个梯形架和一个正方形架组成，抓取腿（1）安装在梯形架处，左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5）分别安装在正方形架两侧，躯干本体（6）所在平面垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于X轴和Y轴所组成平面的方向为Z轴。2.根据权利要求1所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述躯干本体（6）由梯形板（6-1）、中间顶板（6-2）、前顶板（6-3）、后顶板（6-4）、底板（6-5）组成，且梯形板（6-1）固定在底板（6-5）的前端，中间顶板（6-2）的前端上部固定在前顶板（6-3）后端下部，中间顶板（6-2）的后端上部固定在后顶板（6-4）前端下部，底板（6-5）的前端上部固定在前顶板（6-3）的前端下部，底板（6-5）的后端上部固定在后顶板的后端下部，控制器（7）固定安装在躯干体（6）的中间顶板（6-2）上，且控制器（7）分别与五条腿控制连接。3.根据权利要求2所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述抓取腿（1）包括抓取腿髋关节（11）、抓取腿膝关节（12）、抓取腿抓取关节（13），抓取腿髋关节（11）包括抓取腿单向舵机支架（11A）、抓取腿第一舵机（11B）和抓取腿第一金属舵盘（11C），抓取腿膝关节（12）包括抓取腿第一双轴舵机长U型支架（12A）、两个抓取腿第一专用舵盘（12B）、抓取腿第一双轴舵机（12C）和抓取腿第一双轴舵机短U型支架（12D），抓取腿抓取关节（13）包括抓取腿第二舵机支撑支架（13A）、抓取腿第二舵机（13B）、抓取腿第二金属舵盘（13C）、抓取腿舵机斜支架（13D）、抓取腿第二双轴舵机（13E）、抓取腿第三双轴舵机（13F）、抓取腿舵机固定框（13G）、抓取腿大手抓（13H）和抓取腿小手抓（13I）；抓取腿第一舵机（11B）通过抓取腿单向舵机支架（11A）安装在梯形板（6-1）上，其输出轴通过抓取腿第一金属舵盘（11C）安装在抓取腿第一双轴舵机长U型支架（12A）上，抓取腿第一双轴舵机（12C）的两个输出轴通过两个抓取腿第一专用舵盘（12B）与抓取腿第一双轴舵机长U型支架（12A）的两个侧壁转动连接，并与抓取腿第一双轴舵机短U型支架（12D）的两个侧壁固定连接，抓取腿第二舵机支撑支架（13A）与抓取腿第一双轴舵机短U型支架（12D）固定连接，抓取腿第二舵机支撑支架（13A）固定安装在抓取腿第二舵机（13B）的外侧壁上，抓取腿第二金属舵盘（13C）套装在抓取腿第二舵机（13B）的输出轴上，并固定安装在抓取腿舵机斜支架（13D）上，抓取腿第二双轴舵机（13E）和抓取腿第三双轴舵机（13F）竖直设置在抓取腿舵机固定框（13G）内，且抓取腿第二双轴舵机（13E）和抓取腿第三双轴舵机（13F）的输出轴交错设置，抓取腿第二双轴舵机（13E）的输出轴位于抓取腿第三双轴舵机（13F）的输出轴的上方，抓取腿第二双轴舵机（13E）的每个输出轴的输出端分别与抓取腿舵机斜支架（13D）的一个斜板固定连接，抓取腿第三双轴舵机（13F）的每个输出端均与抓取腿大手抓（13H）的固定板固定连接，抓取腿小手抓（13I）固定安装在抓取腿舵机固定框（13G）上。4.根据权利要求2所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述火山周围土壤采集的五足机器人，所述左前腿（2）包括左前腿髋关节（21）、左前腿膝关节（22）、左前腿小腿关节（23），左前腿髋关节（21）包括左前腿单向舵机支架（21A）、左前腿第一舵机（21B）和左前腿第一金属舵盘（21C），左前腿膝关节（22）包括左前腿第一双轴舵机长U型支架（22A）、两个左前腿第一专用舵盘（22B）、左前腿第一双轴舵机（22C）和左前腿第一双轴舵机短U型支架（22D），左前腿小腿关节（23）包括左前腿第二舵机支撑支架（23A）、左前腿第二舵机（23B）、左前腿小腿腿部（23C）、左前腿小腿末端（23D）；左前腿第一单向舵机（21B）通过左前腿单向舵机支架（21A）固定在前顶板（6-3）的左端，其输出轴通过左前腿第一金属舵盘（21C）安装在左前腿第一双轴舵机长U型支架（22A）上，左前腿第一双轴舵机（22C）的两个输出轴通过两个左前腿第一专用舵盘（22B）与左前腿第一双轴舵机长U型支架（22A）的两个侧壁转动连接，并与左前腿第一双轴舵机短U型支架（22D）的两个侧壁固定连接，左前腿第二舵机支撑支架（23A）与左前腿第一双轴舵机短U型支架（22D）固定连接，左前腿第二舵机支撑支架（23A）固定安装在左前腿第二舵机（23B）的外侧壁上，左前腿小腿腿部（23C）分别与左前腿第二舵机（23B）和左前腿小腿末端（23D）固定连接。5.根据权利要求2所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，其特征在于：所述一种用于火山周围土壤采集的五足机器人，所述右前腿（3）包括右前腿髋关节（31）、右前腿膝关节（32）、右前腿小腿关节（33），右前腿髋关节（31）包括右前腿单向舵机支架（31A）、右前腿第一舵机（31B）和右前腿第一金属舵盘（31C），右前腿膝关节（32）包括右前腿第一双轴舵机长U型支架（32A）、两个右前腿第一专用舵盘（32B）、右前腿第一双轴舵机（32C）和右前腿第一双轴舵机短U型支架（32D），右前腿小腿关节（33）包括右前腿第二舵机支撑支架（33A）、右前腿第二舵机（33B）、右前腿小腿腿部（33C）、右前腿小腿末端（33D）；右前腿第一单向舵机（31B）通过右前腿单向舵机支架（31A）固定在前顶板（6-3）的右端，其输出轴通过右前腿第一金属舵盘（31C）安装在右前腿第一双轴舵机长U型支架（32A）上，右前腿第一双轴舵机（32C）的两个输出轴通过两个右前腿第一专用舵盘（32B...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，宋春宵，张元，张鹏，罗鹏，黎晓强，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23