用于动物记忆训练系统的仿生鼠移动结构技术方案

一种用于动物记忆训练系统的仿生鼠移动结构，进而克服了现有仿生鼠不能在迷宫装置的旋转筛网上灵活运动的问题。它包括移动车体，其技术要点是：还包括轮驱动系统和摆腿驱动系统。本发明专利技术根据记忆训练系统对仿生鼠运动功能的要求，结合已有的机器人技术，设计了一种新型的移动平台，采用了轮-腿复合的驱动方式，具有移动灵活敏捷、结构紧凑轻巧、互换性能较强等优点。特别适用于闭合旋转式迷宫装置。

Bionic mouse movement structure for animal memory training system

The utility model relates to a bionic mouse movement structure used for an animal memory training system, thereby overcoming the problem that the existing bionic mice can not flexibly move on the rotating screen of the labyrinth device. The utility model comprises a moving vehicle body, and the technical points of the utility model are that the wheel driving system and the swinging leg driving system are also included. The present invention according to the requirements of the bionic rat motor function system of memory training, combined with the existing robot technology, designed a new mobile platform, using a wheel leg composite driving mode, with mobile agility, compact and lightweight, strong interchangeability etc.. The utility model is especially suitable for a closed rotary labyrinth device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动物记忆训练系统用的仿生机械鼠结构，特别是一种采用轮-腿复合 的移动方式的用于动物记忆训练系统的仿生鼠移动结构，不仅适用于平整地面，而且能够 在旋转筛网上灵活运动。特别适用于闭合旋转式迷宫装置。
技术介绍
目前，仿生机器人的研究正在向航空航天、星际探索、军事侦察、公共安全、放射性 或危险环境的监测、地下管道维护、疾病检查治疗、抢险救灾等自主作业方面发展。随着机 器人工作环境和工作任务的复杂化，要求机器人具有更高的运动灵活性和在特殊未知环境 的适应性。同理在动物记忆训练系统中，迫切需要研制一种仿生机械鼠。以生物鼠和仿生鼠 为依托，可对生物鼠的智能自主行为进行初步分析和仿生研究，充分观测生物鼠和仿生鼠 对不同刺激所形成的适应性行为和学习行为。在动物自主行为特征研究的基础上，进行动 物行为和人工智能的比较行为学研究和动物智能的学习和适应性研究，该研究意义亦十分 重大。然而要实现该研究，首要解决的问题就是仿生机械鼠的机动性能，它需要能在训练系 统中灵活的前进、后退和转向。本文中提到的记忆训练系统是一种采用圆形暗箱式迷宫作为行为数据采集装置 的检测系统，让实验鼠通过迷宫装置中的门洞，沿指定的路径通过闭合回路，依次完成循环 训练，利用鼠的自主运动和旋转驱动的被动运动，再结合集成在数据采集卡的各数据处理 控制单元，分别采集和处理相应的信号，通过PCP/IP协议传输到微机控制系统中的MySQL 数据库，并利用统计软件包进行处理，随时控制和监测鼠的活动行为。本软件采用C#编程 语言结合.NET构架完成软件的编写工作，编译环境采用Visual Studio 2008。本系统自动 化程度高，操作简便，数据处理科学、准确。但该训练系统的栅栏底部采用筛状支撑网结构， 在使用过程中筛状支撑网可以根据训练程序正反转旋转和调速。针对这种地形——旋转 的铁丝筛网，更加要求仿生机械鼠必须具备性能良好的移动机构来实现各种运动功能，自 由前进、后退和转向。现有文献调研表明，仿生机器鼠，英文名叫做Micromouse，它是仿生机器人大家庭 中的一员，模仿老鼠的移动形式来设计结构，使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件 构成的一种智能行走装置(微型机器人)，仿生机器鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选 择路径，采用相应的算法，快速地达到所设定的目的地。仿生机器鼠是一个小型的由微处理 器控制的机器人车辆，在复杂迷宫中具有译码和导航的功能。然而这些仿生机械鼠，都是只 能适用于平整地面运动。申请号为001287002. 8的专利技术专利公开了一种“机械鼠”，该专利 提及一种通过恐吓驱赶老鼠的机械鼠，它包括模拟鼠、模拟捕鼠器、语音电路和驱动马达， 以模拟老鼠被捕时挣扎、呼叫的状态达到主动驱赶老鼠的目的。其特征在于具有模拟捕鼠 器，模拟鼠与模拟捕鼠器相连，语音电路固定在模拟捕鼠器内或模拟鼠内；所述的机械鼠具 有驱动马达，驱动马达与模拟鼠相连或驱动马达与模拟捕鼠器相连；但是，它是一种不能移动的结构。综上，从现有资料来看，能够在旋转筛网上灵活运动的仿生鼠尚未查到，能够达到 上述灵活运动的仿生鼠移动结构亟待开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种结构设计简单、合理的用于动物记忆训练系统的仿 生鼠移动结构，克服了现有仿生鼠不能在迷宫装置的旋转筛网上灵活运动的问题。本专利技术的技术方案是一种用于动物记忆训练系统的仿生鼠移动结构，包括移动 车体，其技术要点是还包括轮驱动系统和摆腿驱动系统；所述轮驱动系统在所述移动车体两侧对称设置，包括左、右边驱动电机、左、右前轮、 左、右后轮、左、右前同步带轮、左、右中同步带轮、左、右后同步带轮、左、右同步带；所述左 前轮和左前同步带轮同轴固定在所述左边驱动电机的输出轴上，所述左边驱动电机安装在 所述移动车体的前部，所述左后轮和左后同步带轮同轴固定在所述移动车体后部，所述左 边驱动电机通过所述左同步带、左前同步带轮、左后同步带轮，驱动左前轮和左后轮做连续 转动；所述右前轮和右前同步带轮同轴固定在所述移动车体前部，所述右后轮和右后同步 带轮同轴固定在所述右边驱动电机的输出轴上，所述右边驱动电机安装在所述移动车体的 后部，所述右边驱动电机通过所述右同步带、右前同步带轮、右后同步带轮，驱动右前轮和 右后轮做连续转动；所述摆腿驱动系统在所述移动车体后部两侧对称设置，包括左、右侧摆腿，所述左、右 侧摆腿内侧分别设置带有滑槽的左、右摇杆并分别由所述左、右中同步带轮驱动，所述左、 右中同步带轮分别固定在所述移动车体外罩两侧，分别由所述左、右同步带带动；所述右中 同步带轮同轴固定第一右齿轮，所述第一右齿轮与固定在所述移动车体外罩上的第二右齿 轮相互啮合，所述第一右齿轮和第二右齿轮侧面分别固定有销轴，固定在所述第一右齿轮 上的销轴的自由端伸入所述右摇杆的滑槽内并可在其内滑动，固定在所述第二右齿轮上的 销轴的另一端与右摇杆和右侧摆腿固定，所述第一右齿轮和第二右齿轮相互啮合传动时， 所述第一右齿轮上的销轴在所述右摇杆的滑槽内滑动，实现右侧摆腿的周期性摆动；所述 左中同步带轮同轴固定第一左齿轮，所述第一左齿轮与固定在所述移动车体外罩上的第二 左齿轮相互啮合，所述第一左齿轮和第二左齿轮侧面分别固定有销轴，固定在所述第一左 齿轮上的销轴的自由端伸入所述左摇杆的滑槽内并可在其内滑动，固定在所述第二左齿轮 上的销轴的另一端与左摇杆和左侧摆腿固定，所述第一左齿轮和第二左齿轮相互啮合传动 时，所述第一左齿轮上的销轴在所述左摇杆的滑槽内滑动，实现左侧摆腿的周期性摆动。所述轮驱动系统的左、右前轮、左、右后轮在所述移动车体两侧呈矩形布置。所述轮驱动系统的左、右边驱动电机可调整正反转，进而驱动所述移动车体两边 运动方向一致或否，当左、右两边的运动方向一致，可以实现仿生鼠的前进和后退，当左、右 两边的运动方向不一致，可以实现左右转向运动。本专利技术的优点及积极的技术效果是本专利技术根据记忆训练系统对仿生鼠运动功 能的要求，结合已有的机器人技术，设计一种新型的移动平台，采用了轮-腿复合的驱动方 式。仿生鼠的移动由采用四轮全驱动(主运动)和双摆腿间歇驱动(辅驱动)联合实现。 仿生鼠主运动采用轮式传动结构，同时采用板式底盘结构，使得移动机器人保证其结构尺寸能够尽可能的降低重心，通过穿越记忆训练系统中洞孔，并且具有一定的空间，能够保证 在学习记忆行为训练系统中成为搭载多种装置的自主移动机器人平台。同时为了具有在筛 网状地面移动的能力，为了使得轮子能够正常运动，不会产生轮子卡在网口的情况，在合理 设计轮子直径和采用四轮全驱动模式的同时，增加了双摆腿间歇驱动。四轮全驱动模式可 以保证较快的运动速度和驱动效率，轮子一旦下陷到筛网内，双摆腿间歇驱动可以产生向 上和向前的推力，如此不会产生卡死现象，保证了仿生鼠在网面上的正常行走，进而保证实 验数据的准备性。综上，本专利技术具有移动灵活敏捷、结构紧凑轻巧、互换性能较强等优点。附图说明结合附图对本专利技术作进一步说明 图1是本专利技术的一种结构示意图2是本专利技术卸掉移动车体的结构示意图； 图3是本专利技术右侧摆腿及其驱动部件的结构示意图4是本专利技术右侧摆腿的结构示意图，图中第一右齿轮上固定的销轴伸入右摇杆滑槽 内，而第二右齿轮的销轴则同时固定在右摇杆上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于动物记忆训练系统的仿生鼠移动结构，包括移动车体，其特征在于：还包括轮驱动系统和摆腿驱动系统；所述轮驱动系统在所述移动车体两侧对称设置，包括左、右边驱动电机、左、右前轮、左、右后轮、左、右前同步带轮、左、右中同步带轮、左、右后同步带轮、左、右同步带；所述左前轮和左前同步带轮同轴固定在所述左边驱动电机的输出轴上，所述左边驱动电机安装在所述移动车体的前部，所述左后轮和左后同步带轮同轴固定在所述移动车体后部，所述左边驱动电机通过所述左同步带、左前同步带轮、左后同步带轮，驱动左前轮和左后轮做连续转动；所述右前轮和右前同步带轮同轴固定在所述移动车体前部，所述右后轮和右后同步带轮同轴固定在所述右边驱动电机的输出轴上，所述右边驱动电机安装在所述移动车体的后部，所述右边驱动电机通过所述右同步带、右前同步带轮、右后同步带轮，驱动右前轮和右后轮做连续转动；所述摆腿驱动系统在所述移动车体后部两侧对称设置，包括左、右侧摆腿，所述左、右侧摆腿内侧分别设置带有滑槽的左、右摇杆并分别由所述左、右中同步带轮驱动，所述左、右中同步带轮分别固定在所述移动车体外罩两侧，分别由所述左、右同步带带动；所述右中同步带轮同轴固定第一右齿轮，所述第一右齿轮与固定在所述移动车体外罩上的第二右齿轮相互啮合，所述第一右齿轮和第二右齿轮侧面分别固定有销轴，固定在所述第一右齿轮上的销轴的自由端伸入所述右摇杆的滑槽内并可在其内滑动，固定在所述第二右齿轮上的销轴的另一端与右摇杆和右侧摆腿固定，所述第一右齿轮和第二右齿轮相互啮合传动时，所述第一右齿轮上的销轴在所述右摇杆的滑槽内滑动，实现右侧摆腿的周期性摆动；所述左中同步带轮同轴固定第一左齿轮，所述第一左齿轮与固定在所述移动车体外罩上的第二左齿轮相互啮合，所述第一左齿轮和第二左齿轮侧面分别固定有销轴，固定在所述第一左齿轮上的销轴的自由端伸入所述左摇杆的滑槽内并可在其内滑动，固定在所述第二左齿轮上的销轴的另一端与左摇杆和左侧摆腿固定，所述第一左齿轮和第二左齿轮相互啮合传动时，所述第一左齿轮上的销轴在所述左摇杆的滑槽内滑动，实现左侧摆腿的周期性摆动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱启文，刘金国，王克威，张忠，
申请(专利权)人：沈阳医学院，
类型：发明
国别省市：89