多功能六足侦察机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了多功能六足侦察机器人及其控制方法，涉及机器人领域，解决了现有的无人机、普通机器人和人员军犬侦察手段不具有高可靠性、高移动运载能力，以更好地适应战场环境，执行侦察或定向爆破任务的问题，现提出如下方案，其包括包括机器人主体、舱体、主控板、主关节、主足，且主足的上端通过舵机安装有铲装执行器，而另一端固定安装有橡胶块，所述铲装执行器的另一端还固定连接有副足，所述主关节安装有主动轮，所述铲装执行器铺装有太阳能板，所述舱体的外侧面阵列设置有多个孔位，且舱体的上端安装有天线。本装置具有高可靠性、高移动运载能力的多功能六足侦察机器人，能够更好地适应战场环境，执行侦察或定向爆破任务。执行侦察或定向爆破任务。执行侦察或定向爆破任务。

【技术实现步骤摘要】
多功能六足侦察机器人及其控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及多功能六足侦察机器人及其控制方法。

技术介绍

[0002]在不规则的战场(如布满障碍物、存在较多凹陷、凸起的地形)中进行长时间探测的问题，目前的侦察手段有使用无人机探测，普通地面机器人探测或使用人员、军犬探测，均存在很多不足。共性问题为：
[0003]1.隐蔽性差，无法长时间隐蔽自身
[0004]2.功能较为单一，携带能力差。
[0005]3.工作时间短，续航能力不足。
[0006]此外，无人机可适用的场景少。对于平原等环境可以高效完成侦察任务，但在复杂环境如森林或废墟中则无法工作。
[0007]对于人员或军犬侦察，还存在以下问题：
[0008]1.可能造成我方有生力量的伤亡，且需要定期补给。
[0009]2.运输困难，需要考虑人员或军犬的投送及返回。
[0010]对于普通的地面机器人，如轮式机器人或履带式机器人侦察，还存在以下问题：无法兼顾越障能力和行动能力。轮式机器人移动较快，但越障能力弱。履带式机器人在越障能力上有提升，但对于台阶等短距离内有较大高度落差的地形还是较难翻越，且行动能力不足。
[0011]较难做到全封闭，可靠性差。一般不能够实现高可靠性、高移动运载能力的多功能六足侦察机器人，以能够更好地适应战场环境，执行侦察或定向爆破任务。因此提出多功能六足侦察机器人及其控制方法。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供多功能六足侦察机器人及其控制方法，解决了现有的无人机、普通机器人和人员军犬侦察手段不具有高可靠性、高移动运载能力，以更好地适应战场环境，执行侦察或定向爆破任务的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：多功能六足侦察机器人，包括机器人主体、舱体，且主体内安装有主控板，所述主体周围通过舵机安装有主关节，每个所述主关节上均通过舵机转动安装有主足，且主足的上端通过舵机安装有铲装执行器，而另一端固定安装有橡胶块，所述铲装执行器的另一端还固定连接有副足，所述主关节安装有主动轮，所述铲装执行器铺装有太阳能板，所述舱体的外侧面阵列设置有多个孔位，且舱体的上端安装有天线。
[0014]优选的，所述主关节一端通过舵机与主体水平的转动安装，且另一端安装有主足。
[0015]优选的，所述主足为弯折型，且在弯折点处通过舵机与主关节远离主体的一端转动安装。
[0016]优选的，所述铲装执行器通过舵机与主足的上端转动安装，且铲装执行器在其的下端固定连接有副足，并延伸在主足的外侧。
[0017]优选的，每个所述孔位内均容纳有一个机器人主体，且机器人主体上还安装有度可伸缩摄像头，所述机器人主体内还设置有弹药舱。
[0018]多功能六足侦察机器人的控制方法，包括以下步骤：
[0019]S1：机器人每条腿按照一定的顺序和轨迹完成抬腿和放腿的运动过程为步态，机器人完成一个步态所需要的时间，即所有腿都完成一次从抬腿到放腿的过程所消耗的时间为步态周期，用T进行表示，在整个过程中机器人完成了机体的过渡；
[0020]S2：机器人的支撑腿从离开地面开始，在空中进行摆动，还未落地的状态为摆动相，机器人腿部落地后，支撑机器人机体时的状态为支撑相；
[0021]S3：机器人每个步态周期内支撑相所占时间T
s
与步态周期T的比值为占地系数，即：
[0022][0023]S4：经过整个步态周期，机器人在行走过程中机体的质心以地面为参考物行走的长度为步距，用s进行表示，机器人在行进过程中，足端在支撑相内相对于机体前进或后退的水平距离为足行程，用R表示。足行程R与步距s之间的关系为：
[0024]R＝β
s
ꢀꢀ
(2)
[0025]S5：步距s与支撑时间T
s
的比值为移动速度，用v表示，可得关系式：
[0026][0027]S6：机器人的重心在支撑面的垂直投影到由支撑足与支撑面接触点形成的支撑多边形的最短距离为稳定裕度。
[0028]优选的，所述控制步态可以为二步态、三步态、六步态。
[0029]与相关技术相比较，本专利技术提供的多功能六足侦察机器人及其控制方法具有如下有益效果：
[0030]1、在六只足的基础上添加了六只长副足，也就意味着该机器人可以至多同时拥有12个触地点，增加了站立及翻越障碍物时的稳定性。
[0031]2、在足上装配了轮子，可以根据不同地形状况由机器人自主选择短足触地，长足触地或轮子触地行进，加快行进速度，提高越障能力。
[0032]3、各足的末端装配了铲状执行器，机身全部密封，可通过掘土、掘沙来隐藏自身，达到在战场中长期探测的能力。
[0033]4、搭载了360度旋转可伸缩双目摄像头和天线，便于侦察和回传数据。
[0034]5、搭载弹药舱，便于自毁或杀伤敌方单位。
[0035]6、搭载大面积太阳能板，保证长时间续航能力。
[0036]7、搭配母舱，利用电磁弹射技术发射机器人，便于深入敌后。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的多功能六足侦察机器人的结构示意图。
[0038]图2为本专利技术的多功能六足侦察机器人的仰视结构示意图。
[0039]图3为本专利技术的多功能六足侦察机器人的舱体结构示意图。
[0040]图4为本专利技术的多功能六足侦察机器人及其控制方法的二步态示意图与相图。
[0041]图5为本专利技术的多功能六足侦察机器人及其控制方法的二步态实图。
[0042]图6为本专利技术的多功能六足侦察机器人及其控制方法的三步态示意图与相图。
[0043]图7为本专利技术的多功能六足侦察机器人及其控制方法的六步态示意图与相图。
[0044]图8为本专利技术的多功能六足侦察机器人的舱体四周弹射渲染图。
[0045]图中：1、机器人主体；2、主关节；3、主足；4、橡胶块；5、主动轮；6、铲装执行器；7、副足；8、太阳能板；9、舱体；10、孔位；11、天线。
具体实施方式
[0046]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]请参阅图1
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8，本专利技术提供一种技术方案：多功能六足侦察机器人，包括机器人主体1、舱体9，且主体1内安装有主控板，主体1周围通过舵机安装有主关节2，每个主关节2上均通过舵机转动安装有主足3，且主足3的上端通过舵机安装有铲装执行器6，而另一端固定安装有橡胶块4，铲装执行器6的另一端还固定连接有副足7，主关节2安装有主动轮5，铲装执行器6铺装有太阳能板8，舱体9的外侧面阵列设置有多个孔位10，且舱体9的上端安装有天线1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多功能六足侦察机器人，包括机器人主体(1)、舱体(9)，且主体(1)内安装有主控板，其特征在于，所述主体(1)周围通过舵机安装有主关节(2)，每个所述主关节(2)上均通过舵机转动安装有主足(3)，且主足(3)的上端通过舵机安装有铲装执行器(6)，而另一端固定安装有橡胶块(4)，所述铲装执行器(6)的另一端还固定连接有副足(7)，所述主关节(2)安装有主动轮(5)，所述铲装执行器(6)铺装有太阳能板(8)，所述舱体(9)的外侧面阵列设置有多个孔位(10)，且舱体(9)的上端安装有天线(11)。2.根据权利要求1所述的多功能六足侦察机器人，其特征在于，所述主关节(2)一端通过舵机与主体(1)水平的转动安装，且另一端安装有主足(3)。3.根据权利要求1所述的多功能六足侦察机器人，其特征在于，所述主足(3)为弯折型，且在弯折点处通过舵机与主关节(2)远离主体(1)的一端转动安装。4.根据权利要求1所述的多功能六足侦察机器人，其特征在于，所述铲装执行器(6)通过舵机与主足(3)的上端转动安装，且铲装执行器(6)在其的下端固定连接有副足(7)，并延伸在主足(3)的外侧。5.根据权利要求1所述的多功能六足侦察机器人，其特征在于，每个所述孔位(10)内均容纳有一个机器人主体(1)，且机器人主体(1)上还安装有360度可伸缩摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张镇韬，李楠，袁景辉，林思远，赵世豪，李子豪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：