【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，特别的涉及一种仿生松鼠机器人装置及运动控制方法。
技术介绍
1、爬树机器人的主要功能是进行树木的修剪、采摘果实、监测树木健康状况等任务。在设计和控制方面，爬树机器人需要考虑如何在树枝间移动、如何适应不同的环境条件等因素。根据目前爬树机器人的爬树方式，可以分为夹持式、环抱式、吸附式。
2、目前，差容式力平衡传感器多通过螺纹连接的方式安装在外壳的内部，在松鼠机器人正常进行爬行、跳跃等动作的过程中，松鼠机器人运动所产生的振动很容易传递给差容式力平衡传感器，差容式力平衡传感器长时间在振动的状态下运行，这不仅会增加差容式力平衡传感器内部结构的老化速率，同时也会使差容式力平衡传感器内部电极表面上的物质脱落或损坏。
3、因此，提出一种仿生松鼠机器人装置及运动控制方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种仿生松鼠机器人装置及运动控制方法，改善了现有仿生爬树机器人使用限制较多，且体形较大的问题。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种仿生松鼠机器人装置，包括：松鼠机器人，所述松鼠机器人包括头部，所述头部的一端安装有躯干，所述躯干的表面安装有四肢，所述躯干的一端安装有尾部，所述躯干的表面安装有主传感器；所述尾部包括外壳、差容式力平衡传感器、安装机构，所述安装机构嵌入安装于外壳的内部，所述差容式力平衡传感器安装于安装机构的内部。
3、优选的，所述安装机构包括数量为两个的螺纹柱，
4、优选的，所述安装套和保护垫的表面均开设有散热孔，所述散热孔的内径小于差容式力平衡传感器的直径，这能够降低保护垫与差容式力平衡传感器的接触面积，降低了差容式力平衡传感器长时间运行过热的概率。
5、优选的，所述螺纹柱的表面固定连接有与滑动套接触的定位套，所述定位套设置于固定套与滑动套之间，这能够防止螺母通过滑动套过度挤压差容式力平衡传感器，以降低差容式力平衡传感器被压坏的概率。
6、优选的，所述定位套的表面套设有与滑动套接触的增压弹簧，所述增压弹簧始终处于被压缩状态，这能够通过滑动套增加螺母与螺纹柱之间的摩擦力，降低了螺母在振动的作用下松动的概率，使得螺母能够将差容式力平衡传感器更加稳定的锁定在外壳的内部。
7、优选的，所述头部包括舵机、推子、摄像头和固定板，所述舵机与固定板通过推子相连接，所述摄像头由固定板固定；所述躯干包括舵机、十字u和数量为两个的主板，所述舵机固定连接于两个所述主板之间，所述十字u与舵机固定连接；所述四肢包括前肢和后肢，所述前肢和后肢的结构均相同，其中，所述前肢包括舵机、推子、脚架和舵机连接装置，所述舵机与舵机通过舵机连接装置相连接，所述脚架与推子相连接；所述主传感器包括第二上磁钢、第二下磁钢、弹簧、感应线圈和第二活动极板，所述第二上磁钢和第二下磁钢通过弹簧连接，所述感应线圈包括第二上极板和第二下极板以及电磁铁组合而成，所述第二上极板和下极板的一端均与第二活动极板固定连接。
8、优选的，所述差容式力平衡传感器包括第一上磁钢、第一下磁钢、磁感应线圈、电磁铁、弹簧片、质量块、第一上极板和第一下极板，所述质量块的两侧均安装有第一活动极板。
9、本专利技术的有益效果是：
10、1、在松鼠机器人正常进行爬行、跳跃等动作的过程中，即使差容式力平衡传感器因冲击力产生振动，此时保护垫也能够吸收差容式力平衡传感器的部分动能，并且能够削减差容式力平衡传感器的振动频率和振动幅度，这加快了差容式力平衡传感器的稳定速率，以便于差容式力平衡传感器精确测量加速度；
11、2、增压弹簧能够通过滑动套增加螺母与螺纹柱之间的摩擦力，降低了螺母在振动的作用下松动的概率，使得螺母能够将差容式力平衡传感器更加稳定的锁定在外壳的内部，进一步的保障了保护垫对差容式力平衡传感器的缓冲稳定效果。
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1.一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述安装机构(53)包括数量为两个的螺纹柱(531)，所述螺纹柱(531)固定连接于外壳(51)的内底壁，所述螺纹柱(531)表面固定连接有固定套(532)，所述螺纹柱(531)的表面滑动连接有滑动套(533)，所述螺纹柱(531)的表面螺纹连接有与滑动套(533)接触的螺母(534)，两个所述固定套(532)之间和两个所述滑动套(533)之间均固定连接有安装套(535)，所述安装套(535)的内侧安装有保护垫(536)，所述保护垫(536)为橡胶材料构件，所述差容式力平衡传感器(52)卡接于两个所述保护垫(536)之间。
3.根据权利要求2所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述安装套(535)和保护垫(536)的表面均开设有散热孔，所述散热孔的内径小于差容式力平衡传感器(52)的直径。
4.根据权利要求2所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述螺纹柱(531)的表面固定连接有与滑动套(533)接触的定位套(537)，所述定
5.根据权利要求4所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述定位套(537)的表面套设有与滑动套(533)接触的增压弹簧(538)，所述增压弹簧(538)始终处于被压缩状态。
6.根据权利要求1所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述头部(2)包括舵机、推子、摄像头和固定板，所述舵机与固定板通过推子相连接，所述摄像头由固定板固定；所述躯干(3)包括舵机、十字U和数量为两个的主板，所述舵机固定连接于两个所述主板之间，所述十字U与舵机固定连接；所述四肢(4)包括前肢和后肢，所述前肢和后肢的结构均相同，其中，所述前肢包括舵机、推子、脚架和舵机连接装置，所述舵机与舵机通过舵机连接装置相连接，所述脚架与推子相连接；所述主传感器(6)包括第二上磁钢、第二下磁钢、弹簧、感应线圈和第二活动极板，所述第二上磁钢和第二下磁钢通过弹簧连接，所述感应线圈包括第二上极板和第二下极板以及电磁铁组合而成，所述第二上极板和下极板的一端均与第二活动极板固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述差容式力平衡传感器(52)包括第一上磁钢、第一下磁钢、磁感应线圈、电磁铁、弹簧片、质量块、第一上极板和第一下极板，所述质量块的两侧均安装有第一活动极板。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的仿生松鼠机器人装置的运动控制方法，其特征在于：所述将其仿生松鼠机器人爬行动作称为Crawl步态：前肢->后肢；另外以LF(左前腿)、RF(右前腿)、LB(左后腿)、RB(右后腿)来代替仿生松鼠机器人四肢。以LF和RF抬起时刻为φ1，相位为0，周期为2Π，在一个Crawl步态周期内，LF和RF抬起向前跨步，然后LB和RB抬起向前跨步，此时LF、RF、LB、RB均在空中，之后再轮到LF和RF回到地面，最后LF、RF、LB、RB均回到地面，一个周期结束；在一个运动周期内，LF和RF抬起的瞬间为φ1，LF、RF、LB、RB均离开地面为φ2，LF和RF落地为φ3，LF、RF、LB、RB均回到地面为φ4；其中φ1＝0，φ2＝0.25，φ3＝0.65，φ4＝1；1-p为处于摆动相的时间，但是1-p一定要小于φ；
9.根据权利要求8所述的仿生松鼠机器人装置的运动控制方法，其特征在于：所述加速度为正时，质量块与上顶板距离减小，与下底板距离增大，于是C1＞C2，其中因此会产生电容的一个变化量△C，式中ε0—真空中的介电常数(ε0＝8.85x10-12(F/m))，C为输出电容。△C由放大电路部分放大，同时，将放大电路的输出电流引入到反馈网络。当有电流流过线圈时，将产生感应磁场，就会有电磁力产生。因为上、下磁钢之间有弹簧，所以在电磁力的作用下将使磁钢回到没有加速度时的位置，即此时的电容变化完全由加速度的变化引起，同时由于线圈与活动极板通过中心轴线相连，所以在电磁力的作用下，使中间极向产生加速度时的位移的相反的方向运动，即相当于在△C的放大电路中引入了负反馈。
10.根据权利要求9所述的仿生松鼠机器人装置的运动控制方法，其特征在于：所述计算出加速度大小后，根据公式可得出松鼠机器人当前状态的倾斜重心偏移程度，自动地实时将重心重新利用尾部舵机调整为平衡状态。
...【技术特征摘要】
1.一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述安装机构(53)包括数量为两个的螺纹柱(531)，所述螺纹柱(531)固定连接于外壳(51)的内底壁，所述螺纹柱(531)表面固定连接有固定套(532)，所述螺纹柱(531)的表面滑动连接有滑动套(533)，所述螺纹柱(531)的表面螺纹连接有与滑动套(533)接触的螺母(534)，两个所述固定套(532)之间和两个所述滑动套(533)之间均固定连接有安装套(535)，所述安装套(535)的内侧安装有保护垫(536)，所述保护垫(536)为橡胶材料构件，所述差容式力平衡传感器(52)卡接于两个所述保护垫(536)之间。
3.根据权利要求2所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述安装套(535)和保护垫(536)的表面均开设有散热孔，所述散热孔的内径小于差容式力平衡传感器(52)的直径。
4.根据权利要求2所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述螺纹柱(531)的表面固定连接有与滑动套(533)接触的定位套(537)，所述定位套(537)设置于固定套(532)与滑动套(533)之间。
5.根据权利要求4所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述定位套(537)的表面套设有与滑动套(533)接触的增压弹簧(538)，所述增压弹簧(538)始终处于被压缩状态。
6.根据权利要求1所述的一种仿生松鼠机器人装置，其特征在于：所述头部(2)包括舵机、推子、摄像头和固定板，所述舵机与固定板通过推子相连接，所述摄像头由固定板固定；所述躯干(3)包括舵机、十字u和数量为两个的主板，所述舵机固定连接于两个所述主板之间，所述十字u与舵机固定连接；所述四肢(4)包括前肢和后肢，所述前肢和后肢的结构均相同，其中，所述前肢包括舵机、推子、脚架和舵机连接装置，所述舵机与舵机通过舵机连接装置相连接，所述脚架与推子相连接；所述主传感器(6)包括第二上磁钢、第二下磁钢、弹簧、感应线圈和第二活动极板，所述第二上磁钢和第二下磁钢通过弹簧连接，所述感应线圈包括第二上极板和第二下极板以及电磁铁组合而成，所述第二上极板和下极板的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国权，唐俊杰，黄潇明，翁一，黄骏炜，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：
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