仿生多模态蜘蛛机器人制造技术

仿生多模态蜘蛛机器人，它包含机体和六条腿，六条腿布置在机体上；还包含外壳和磁力吸附机构；所述外壳安装在机体的中部，所述外壳为圆弧形外壳，机体的前后端分别布置有两条爬行滚动腿，机体的两侧分别布置有一条爬行腿；所述磁力吸附机构包含舵机、收放线筒、线绳和磁性吸头；舵机安装在机体的前端下表面上，舵机的输出轴上安装有收放线筒，线绳的一端定位在收放线筒上，线绳绕在收放线筒上，磁性吸头固定在线绳的另一端上。本实用新型专利技术能够在不同复杂环境运动，实现滚动、爬行、拾取和探测等功能，用于管道、隧道等狭小地形的勘探和运输。隧道等狭小地形的勘探和运输。隧道等狭小地形的勘探和运输。

【技术实现步骤摘要】
仿生多模态蜘蛛机器人


[0001]本技术涉及一种机器人，尤其涉及一种仿生多模态蜘蛛机器人。

技术介绍

[0002]随着仿生机械应用越来越广泛，人们对其要求也在提高，要求他们具有多种运动模式，以适应不同的环境和实现不同功能。仿生蜘蛛具有结构稳定，易于控制等优点，受到广泛关注。但目前大多数仿生蜘蛛功能单一，只能实现基础爬行功能，应用场景受到限制。

技术实现思路

[0003]本技术为克服现有技术不足，提供一种仿生多模态蜘蛛机器人。
[0004]仿生多模态蜘蛛机器人包含机体和六条腿，六条腿布置在机体上；还包含外壳和磁力吸附机构；所述外壳安装在机体的中部，所述外壳为圆弧形外壳，机体的前后端分别布置有两条爬行滚动腿，机体的两侧分别布置有一条爬行腿；所述磁力吸附机构包含舵机C、收放线筒、线绳和磁性吸头；舵机C安装在机体的前端下表面上，舵机C的输出轴上安装有收放线筒，线绳的一端定位在收放线筒上，线绳绕在收放线筒上，磁性吸头固定在线绳的另一端上。
[0005]本技术相比现有技术的有益效果是：
[0006]靠大腿前后划动来实现支撑以及摆动过程，实现仿生蜘蛛的缓慢移动，在接近目标地点时结合摄像头反馈图像可帮助实现精确的定位，滚动模式则在行进过程中，通过前后四条腿和外壳形成圆形滚动，两条爬行腿提供动力，从而实现仿生蜘蛛的快速滚动，提高运动效率、节约能量。吐丝吸附功能通过磁力吸头吸附物品，通过收放线筒和线绳实现物品的收放，用于物品的运输或搜寻。
[0007]本技术能够在不同复杂环境运动，实现滚动、爬行、吐丝、照明、探测等功能，用于管道、隧道等狭小地形的勘探和运输等，在应急、救援等场合有广阔的应用前景。
[0008]下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步地说明：
附图说明
[0009]图1为本技术的整体结构示意图；
[0010]图2为磁力吸附机构的示意图；
[0011]图3为爬行腿的结构示意图；
[0012]图4为摄像机构和辅助腿的示意图；
[0013]图5为爬行滚动腿的示意图；
[0014]图6为从上往下看的本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合图1
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图2说明，本实施方式的仿生多模态蜘蛛机器人，包含机体1和六条
腿 2，六条腿2布置在机体1上；还包含外壳3和磁力吸附机构4；
[0016]所述外壳3安装在机体1的中部，所述外壳3为圆弧形外壳，机体1的前后端分别布置有两条爬行滚动腿，机体1的两侧分别布置有一条爬行腿；
[0017]所述磁力吸附机构4包含舵机C41、收放线筒42、线绳43和磁性吸头44；舵机C41 安装在机体1的前端下表面上，舵机C41的输出轴上安装有收放线筒42，线绳43的一端定位在收放线筒42上，线绳43绕在收放线筒42上，磁性吸头44固定在线绳43的另一端上。
[0018]本实施例中设计两种腿，一种是爬行滚动腿(共4条腿)，这种腿可实现前后滑动进而完成机体1的前行移动，也可实现弯曲伸缩与外壳3配合，完成机器人整体滚动，滚动模式在行进过程中，通过前后四条腿和外壳形成圆形滚动，两条爬行腿(侧部设置的腿)提供动力实现仿生蜘蛛的快速滚动，提高运动效率、节约能量；另一种是爬行腿(共2条腿)，这种腿可实现与爬行滚动腿配合，完成前行摆动。
[0019]本实施例的磁力吸附机构4可实现吐丝吸附功能，通过磁性吸头44吸附物品，通过收放线筒42实现物品的收放，用于物品的运输或搜寻。
[0020]本实施例中，六条腿分布在身体的两侧，以机器人头部方向为基准，身体左侧的前、后足及右侧的中足为一组，右侧的前、后足和左侧的中足为另一组，分别组成两个三角形支架，靠六条腿前后的滑动来实现支撑以及摆动过程，实现仿生蜘蛛的缓慢移动，在接近目标地点时结合摄像头反馈图像可帮助实现精确定位。
[0021]可选地，如图3
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图5所示，每条腿2包含舵机A21、连接臂22、舵机B23和弧形足 24；舵机A21固定在机体1上，连接臂22的一端与舵机A21的输出轴连接，舵机B23的壳体固定在连接臂22的另一端，弧形足24与舵机B23的输出轴连接，舵机A21的输出轴与舵机B23的输出轴垂直布置，舵机A21驱动连接臂22在水平面做偏摆运动，舵机B23 驱动弧形足24在竖直面内做上下弯曲运动。
[0022]本实施例中，设计两种腿，一种是设计连接臂为较长臂，作为侧部的爬行臂，另一种是设计连接臂为较短臂，作为前后四条爬行滚动臂。舵机A21驱动连接臂22在水平面内相对机体1做偏摆运动，实现腿的前后滑动，进而实现支撑以及摆动过程，完成仿生蜘蛛的缓慢移动。舵机B23驱动弧形足24做上下弯曲运动，进而完成前后四条腿的弯曲，使得前后对应的一对爬行滚动腿成形为对接弯曲状态，借助弧形外壳，形成近似球体，完成滚动运动；滚动过程中，侧部的两条爬行腿呈弯曲状态，提供动力的同时，还能保持平衡，以实现蜘蛛机器人的快速滚动。本实施例蜘蛛机器人整体布局如图6所示。
[0023]进一步地，如图4所示，为了实现适应在复杂地形辅助支撑，所示仿生蜘蛛机器人还包含两条辅助腿5，每条辅助腿5包含舵机D52和支撑足51；舵机D52安装在机体1前端的下方，支撑足51的一端与舵机D52的输出轴连接，舵机D52驱动支撑足51在竖直面内上下摆动。当遇到坑道或者崎岖不平的道路在爬行移动或者滚动情况下，在舵机D52的驱动下，支撑足51上下摆动，当接触低地势地面时，依靠支撑足51反作用力，将机体1提升于地面上，在利用六条腿的作用，实现跨越障碍，进入移动或滚动正常运行状态。
[0024]更进一步地，如图4所示，还包含摄像机构，所述摄像机构包含舵机E61和摄像头；舵机E61安装在机体1前端的上表面上，舵机E61的输出轴上安装有摄像头，以驱动摄像头做上下偏摆运动。利用摄像头实现图像采集和人机交互，也有利于在接近目标地点时结合摄像头反馈图像可帮助实现精确定位。本实施例中，在舵机E61的驱动下，摄像头可实现上下
摆动，当机器人运动过程中吸引物品时，摄像头往下看，定位目标物品，正常情况下摄像头进行前方或上方观察。
[0025]为了实现夜间工作，机体1上安装有照明灯7，如图4所示，照明灯的使用，本实施例基于生物界中蜘蛛的生理结构，运用其生物行为，控制蜘蛛爬行与滚动步态，控制蜘蛛机械腿的变形和运动，实现仿生蜘蛛多形态运动模式，以适应不同复杂环境，可实现滚动、爬行、吐丝(物品拾取)、照明和视觉功能，可用于管道、隧道等狭小地形的勘探、运输。
[0026]较佳地，如图4和图5所示，所述弧形足24通过U型固定件25与舵机B23的输出轴连接。本实施例的弧形足24与外壳3的弧形曲率相同，如此设计，前后对应的两对弧形足 24弯曲对接后，恰好与外壳3形成圆形，有利于蜘蛛机器人滚动运动。
[0027]本技术已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.仿生多模态蜘蛛机器人，包含机体(1)和六条腿(2)，六条腿(2)布置在机体(1)上；其特征在于：还包含外壳(3)和磁力吸附机构(4)；所述外壳(3)安装在机体(1)的中部，所述外壳(3)为圆弧形外壳，机体(1)的前后端分别布置有两条爬行滚动腿，机体(1)的两侧分别布置有一条爬行腿；所述磁力吸附机构(4)包含舵机C(41)、收放线筒(42)、线绳(43)和磁性吸头(44)；舵机C(41)安装在机体(1)的前端下表面上，舵机C(41)的输出轴上安装有收放线筒(42)，线绳(43)的一端定位在收放线筒(42)上，线绳(43)绕在收放线筒(42)上，磁性吸头(44)固定在线绳(43)的另一端上。2.根据权利要求1所述仿生多模态蜘蛛机器人，其特征在于：每条腿(2)包含舵机A(21)、连接臂(22)、舵机B(23)和弧形足(24)；舵机A(21)固定在机体(1)上，连接臂(22)的一端与舵机A(21)的输出轴连接，舵机B(23)的壳体固定在连接臂(22)的另一端，弧形足(24)与舵机B(23)的输出轴连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：方姝赟，王周杰，曹欣叶，韦烁烁，陆一博，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：