仿生大兜虫生态机器人制造技术

公开了一种种仿生大兜虫生态机器人，包括：头部，其仿生大兜虫流线型头部，设置在机器人前端；尾壳，其仿生大兜虫甲壳，设置在机器人尾端；六足爬行机构，其每一条足均包括仿生腿以及驱动仿生腿做椭圆运动以模仿大兜虫行走的驱动系统；双翼系统，其包括仿生翅，以及驱动仿生翅收展和煽动的驱动机构；以及视觉识别系统，感知机器人周围环境。机器人适用于多种地形，能够更好满足生态修复及监测的各种需求。能够更好满足生态修复及监测的各种需求。能够更好满足生态修复及监测的各种需求。

【技术实现步骤摘要】
仿生大兜虫生态机器人


[0001]本专利技术涉及仿生大兜虫生态机器人。

技术介绍

[0002]由国家林业和草原局政府网相关数据可知，由图1所示，我国森林面积和蓄积实现30年持续增长，森林覆盖率22.96％，面积2.2亿公顷，蓄积175.6亿立方米。但是，我国森林资源管理与经营和一些发达国家相比仍有较大差距，需要不断完善森林资源保护发展制度，完善森林督查和执法协作机制。
[0003]我国目前采取最多的森林监测方法为：定期森林资源调查，建立森林资源档案，及时更新统计数据，或用数学模型更新。然而该种方法人工工作量大，数据统计误差较大，对森林的保护效果仍有提高空间。
[0004]目前主流的机器人设计方案多为轮式机器人、履带式机器人，其机械结构简单，无法适应各类生态的复杂地形，且无法灵活地执行相关任务。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种仿生大兜虫生态机器人，其能够在森林进行行走，适用于多种地形，能够更好满足生态修复及监测的各种需求。
[0006]根据本专利技术实施例，提供一种仿生大兜虫生态机器人，包括：头部，其仿生大兜虫流线型头部，设置在机器人前端；尾壳，其仿生大兜虫甲壳，设置在机器人尾端；六足爬行机构，其每一条足均包括仿生腿以及驱动仿生腿做椭圆运动以模仿大兜虫行走的驱动系统；双翼系统，其包括仿生翅，以及驱动仿生翅收展和煽动的驱动机构；以及视觉识别系统，感知机器人周围环境。
[0007]上述的仿生大兜虫生态机器人，还包括样本采摘机构，其包括三自由度机械手，以及驱动三自由度机械手水平旋转、垂直运动和开合运动的驱动机构。
[0008]上述的仿生大兜虫生态机器人，还包括能够降到地面支撑机器人的支撑脚。
[0009]上述的仿生大兜虫生态机器人，还包括钻头，以及驱动钻头旋转和垂直升降的驱动机构。
[0010]上述的仿生大兜虫生态机器人，还包括：种子储存器；分位盘；驱动种子储存器上下抖动使种子落入分位盘内的第一驱动机构；以及使分位盘内的种子落入钻头钻开的孔内的第二驱动机构。
[0011]上述的仿生大兜虫生态机器人，其特征在于，还包括：除草机构。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
[0013]图1为本专利技术一实施例提供的仿生大兜虫生态机器人示意图。
[0014]图2为本专利技术一实施例提供的六足爬行机构示意图。
[0015]图3为本专利技术一实施例提供的六足爬行机构部分结构示意图。
[0016]图4为本专利技术一实施例提供的样本采摘机构示意图。
[0017]图5为本专利技术一实施例提供的固位工作模块示意图。
[0018]图6为本专利技术一实施例提供的除草机构示意图。
[0019]图7为本专利技术一实施例提供的打孔机构示意图。
[0020]图8为本专利技术一实施例提供的播种机构示意图。
[0021]图9为本专利技术一实施例提供的运输储藏装置示意图。
[0022]图10为本专利技术一实施例提供的双翼系统示意图。
[0023]图11为本专利技术一实施例提供的仿生头部示意图。
[0024]图12为本专利技术一实施例提供的仿生尾壳体示意图。
[0025]图13为本专利技术一实施例提供的视觉识别系统示意图。
具体实施方式
[0026]图1示出了一种仿生大兜虫生态机器人，包括六足爬行机构100、样本采摘机构200、固位工作机构300、除草机构400、打孔机构500、播种机构600、运输储存机构700、双翼系统800、头尾仿生机构900和视觉识别系统1000。
[0027]模仿大兜虫的爬行方式设计六足爬行机构100，通过智能控制改变六足的运动频率和运动速率实现差速转弯。机器人通过视觉识别系统1000，可自主识别林间路况并分析判断，完成避障等操作，使机器人顺利游走于林间采集样本，完成监测、修复部分生态系统等工作。另外，视觉识别系统1000可于林间拍摄视频自主分析，反馈终端红色(异常)或绿色(正常)信号，由终端辅助完成修复。也可由终端观测林间状态，人工参与操作，辅助规避障碍、监测林间生态或检测林间摄像头是否失效等。双重监测，加强了机器人监测的准确性。
[0028]如图2、图3，六足爬行机构100的每一条足均包括仿生腿107以及驱动仿生腿107做椭圆运动以模仿大兜虫行走的驱动系统。为了增强仿生腿107与地面间的摩擦力，利于林间攀爬，仿生腿107底部设计的比较粗糙。例如，可以在仿生腿107上设置橡胶套108。
[0029]驱动系统包括电机101、齿轮102、偏心齿轮103、连接组件，电机101转轴与齿轮102连接，齿轮102与偏心齿轮103啮合，偏心齿轮103轴与连接组件连接，仿生腿107安装在连接组件上。电机101驱动偏心齿轮103旋转，偏心齿轮103通过连接组件带动仿生腿107做周期性弧形运动。连接组件起到连接偏心齿轮103和仿生腿107的作用，本申请并不限定连接组件具体结构，因为其结构可以是多样化的。例如，连接组件可以包括相连接的内直角块104、外直角块105，以及支撑内直角块104、外直角块105使其在偏心齿轮103带动下沿着设定弧形轨迹运动的机架106。若机器人需要转弯，智能控制左右两侧的仿生腿107获得不同运动速度，形成差速，实现转弯。当右腿速度大于左腿速度时，向左转；左腿速度大于右腿，向右转。
[0030]如图4，样本采摘机构200包括蜗杆201、转台202、电机203、齿轮204、齿轮205、齿轮206、轴207、丝杆208、蜗杆螺帽209、XS马达210、减速齿轮箱211、丝杆212、蜗杆螺帽213、带孔支撑杆214、机械爪215。
[0031]机械爪215具有三个自由度，能够在水平面内旋转、上下垂直移动、左右翻转。转台
202的圆周面具有与蜗杆201配合的齿。机械爪215通过蜗杆201与转台202的配合实现三百六十度的旋转。齿轮204、齿轮205相啮合。电机203带动齿轮204旋转，用一个同规格模数为1.5、齿数为10的齿轮205增加传动距离，使用同规划柱形通孔齿轮206连接金属轴207，轴207上加装了丝杆208，机械手215通过蜗杆螺帽209与丝杆208相连实现垂直升降。通过XS马达210与减速齿轮箱211配合改变旋转方向，带动丝杆212旋转，通过蜗杆螺帽213的前后移动带动带孔支撑杆214旋转从而控制机械爪215的开合。
[0032]参见图9，采摘机构200通过旋转可将采摘样本放置后方传送带703上，机械手215通过XS马达210与减速齿轮箱211配合，加装轴套及蜗杆212，配合蜗杆螺帽213达到直线运动的传动效果，利用支撑杆配件214与带孔的黑色I形接口支撑杆214形成低副，达到相对旋转的效果，最终形成有一个自由度的机械手215抓夹结构。通过电机203和齿轮204、205、206配合可利用丝杆208配合安装与机械手结构上的蜗杆螺帽209，使其可上下移动。同时蜗杆201与转台202的配合使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生大兜虫生态机器人，其特征在于，包括：头部，其仿生大兜虫流线型头部，设置在机器人前端；尾壳，其仿生大兜虫甲壳，设置在机器人尾端；六足爬行机构，其每一条足均包括仿生腿以及驱动仿生腿做椭圆运动以模仿大兜虫行走的驱动系统；双翼系统，其包括仿生翅，以及驱动仿生翅收展和煽动的驱动机构；以及视觉识别系统，感知机器人周围环境。2.根据权利要求1所述的仿生大兜虫生态机器人，其特征在于，还包括样本采摘机构，其包括三自由度机械手，以及驱动三自由度机械手水平旋转、垂直运动和开合运动的驱动机构。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，郑昊彬，严鹏，袁帅，孙博韬，庄永泰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：