[发明专利]一种球形变胞机器人和基于该机器人的环境信息监测系统

权利要求书

1.一种球形变胞机器人，其特征在于，该机器人包括控制单元、球形壳体和多个均匀分布在球形壳体上的伸缩足，所有伸缩足的轴线交于球形壳体的球心，伸缩足能沿着球形壳体的径向伸缩，所有伸缩足能够完全包裹在球形壳体内或伸出球形壳体外。

2.根据权利要求1所述的球形变胞机器人，其特征在于，所述伸缩足包括套筒、电机、滑台底板、滚珠丝杠、滑台和伸缩杆；套筒安装在球形壳体的内壁，滑台底板插装在套筒内，滚珠丝杠与滑台底板转动连接；滚珠丝杠的两侧对称安装有支撑杆，滑台滑动连接在滚珠丝杠和支撑杆上；电机安装在滑台底板邻近球形壳体球心的一端，电机的输出轴与滚珠丝杠固连；所述伸缩杆内嵌在套筒中，伸缩杆能够相对于套筒往复滑动。

3.根据权利要求1或2所述的球形变胞机器人，其特征在于，所有伸缩足完全伸长时，整个机器人的直径为32cm，伸缩足完全收缩时整个机器人的直径为16cm。

4.根据权利要求3所述的球形变胞机器人，其特征在于，控制单元包括微控制器、限位开关、惯性元件、控制板和运动控制模块，运动控制模块包括译码器和电机驱动模块；每个伸缩足的滑台底板上均安装有限位开关，限位开关和惯性元件均与微控制器电连接；微控制器与译码器连接，译码器与电机驱动模块相连，电机驱动模块与电机相连。

5.一种基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，该系统包括自组网通信模块、环境信息采集组件、上位机、定位模块和多个变胞机器人；多个变胞机器人布置在待检测区域的各个位置，每个变胞机器人上均安装有自组网通信模块、定位模块和环境信息采集组件；自组网通信模块与上位机进行通信，每个机器人上的自组网通信模块能够与其余机器人上的自组网通信模块双向通信。

6.根据权利要求5所述的基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，环境信息采集组件包括温度传感器、湿度传感器和气体传感器。

7.根据权利要求5或6所述的基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，该系统包括主动趋向性监测、被动动态监测以及被动休眠唤醒监测三种模式。

8.根据权利要求7所述的基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，主动趋向性监测模式包括用户指定点信息监测与突发环境趋向性监测这两种任务；用户指定点信息监测任务是上位机控制各个变胞机器人主动靠近指定点位置，实现对待监测区域的全方位监测；突发环境趋向性监测任务是对异常区域进行重点监测。

9.根据权利要求7所述的基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，被动动态监测模式是在变胞机器人在外力作用下作滚动运动至指定位置。

10.根据权利要求7所述的基于球形变胞机器人的环境信息监测系统，其特征在于，被动休眠唤醒监测模式是多个变胞机器人的集群作业，每个变胞机器人采取休眠与工作状态轮流的方式进行间歇性作业。