[发明专利]一种多功能变足机器人

说明书

本发明公开了一种多功能变足机器人，以树莓派4B为主控板，分为三种形态，分别是六足形态、四足形态和轮式形态。通过COMS摄像头获取图像，高压总线舵机控制机器人关节，最终实现该机器人轮式到足式的转换，并开发QT上位机对多足机器人进行移动控制以及远程图像传输。机器人对地形、对任务情况的判断过程中可改变足数从而适应不同环境，在六足形态变为四足或者轮式形态时剩余的两足改变为机械手状态，可以进行复杂的采样以及搬运工作，提高机器人在不同环境下的适应性以及稳定性。多足机器人具有极强的适应恶劣地形环境的能力，可以代替人们在危险或不能到达的极端环境中自主工作，如灾后救援、星际探索、军事侦察、火山监测、防暴、反恐等场合。

技术领域

本发明涉及机器人领域，一种多功能变足机器人。

背景技术

救灾机器人主要用于灾害现场的清理，同时兼顾侦查、通讯等功能。在灾难救援中，救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者，否则发现幸存者的几率几乎为零。在这种紧急而危险的环境下，救灾机器人可以为救援人员提供帮助。因此，将具有自主智能的救灾机器人用于危险和复杂的灾难环境下“搜索和营救”(SAR)幸存者，是机器人学中的一个新兴而富有挑战性的领域。

在国内，灾机器人的研究刚刚起步，但进展很快。中科院沈阳自动化所在2002年研制了一种蛇形机器人，由16个单自由度关节模块和蛇头、蛇尾组成，在监控系统的无线控制下可实现蜿蜒前进、后退、侧移、翻滚等多种动作，并能通过安装在蛇头上的微型摄像头将现场图像传回监控系统。国防科技大学在2001年也研制了一种蛇形机器人。

但是现在的机器人，要么运载力不足，功能较少，要么适应多变的环境，行动受制。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提供一种在不同环境下的适应性以及稳定性较强，同时可以进行复杂的采样以及搬运工作的多功能变足机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能变足机器人，由主躯体、六条机械腿以及四个麦克纳姆轮组成，其中所述主躯体的形状为中心轴对称的八边形,在所述八边形相邻的三条边及其对称的另外三条边上分别设置有一个所述机械腿，所述机械腿包括第一高压舵机、第二高压舵机、第三高压舵机和仿生足部结构；所述主躯体包括相互连接的上板和下板；所述第一高压舵机固定于所述上板与所述下板中间，所述第二高压舵机与所述第一高压舵机采用转动连接；所述第三高压舵机与所述第二高压舵机采用转动连接，所述第三高压舵机与所述放生足部结构采用转动连接。

进一步的，所述机械腿还包括第一支撑板、第二支撑板和加强板；其中，所述第一高压舵机与所述第一支撑板采用螺钉联接；所述第二高压舵机位于所述第二支撑板和所述加强板之间，与所述第二支撑板采用螺钉联接；所述第三高压舵机位于所述加强版和所述仿生足部结构之间，与所述第二高压舵机利用所述加强板连接，同时所述第三高压舵机与仿生足部结构采用螺钉联接。

进一步的，所述麦克纳姆轮对称分布于所述主躯体两侧，所述下板连接安装有四个电机,所述麦克纳姆与所述电机一一连接。

进一步的，所述上板上安装有控制系统，所述控制系统采用选择嵌入式。

进一步的，所述上板和所述下板的板料选用的是铝合金材料。

进一步的，所述控制系统由LPC546和树莓派4B组成；其中所述LPC546用作运动控制系统；所述树莓派4B作为服务器，向客户端发送或接受数据。

进一步的，所述主躯体上还包括STM32F4ARM控制板,电源模块、温湿度传感器,MPU6050六轴传感器、2.4G模块nRF24L01,舵机控制板、电机驱动模块、摄像头和发射器。

进一步的，电机的驱动方案包括MOS管、MC33886、BTS7960和BTN7971B中的一种。

进一步的，所述电机的驱动方案为MOS管。