[发明专利]一种具有多地形适应性的具有少自由度腿部结构的仿蜈蚣机器人

说明书

本发明公开了一种具有多地形适应性的具有少自由度腿部结构的仿蜈蚣机器人。包括腿部机构、转向机构、主传动链、传感系统。腿部机构和转向机构有多套，腿部机构和转向机构交替连接形成仿蜈蚣机器人主体结构；主传动链为腿部机构提供爬行动力。爬行过程中，一部分脚趾着地做支撑，另外一部分脚趾离地向前，周期性交替运动。攀爬过程保持平衡，确保地面附着能力；仿蜈蚣机器人通过前后两个主传动链电机为主传动链提动力，主动链为所有腿部机构提高动力；仿蜈蚣机器人每个转向机构都有左右和俯仰两个自由度，增加仿蜈蚣机器人复杂地形适应能力，可完成复杂运动；仿蜈蚣机器人具有最智能传感系统可检测、侦查外部环境，并可完成自主运动规划。

技术领域

本发明属于机器人领域，是一种具有多地形适应性的具有少自由度腿部结构的仿蜈蚣机器人，具体来说，是一种模仿蜈蚣的生理结构，对机器人动力系统、腿部结构、转向系统进行设计，可以通过复杂地形，进出狭小空间，完成侦查检测、路径规划等任务的仿生机器人。

背景技术

“仿生”早已不再新鲜，各种应用仿生技术的产品早已深入我们的日常生活中，比如根据猫头鹰脖子骨骼结构而设计的稳定云台、根据鸟类身体结构设计的飞行机器人等等。可以说，大自然就是我们设计的最好灵感的来源。蜈蚣的神经系统和蚯蚓相似，属链状神经系，他的每一对足都有一个独立的运动单元，拥有单独的神经节，每对神经节又发出神经到每个体节，以调节身体的活动。因此具有很高的独立运作能力，可以适应各种地貌环境。多足结构是很多机器人采用的通用结构。蜈蚣的多足是交替的往返地运动，实现前后的爬行，而不同于一般多足机器人的行走。爬行相较于行走，一个最大的优势就在于稳定。而且对于多足单独控制关节的蜈蚣来说，可以做出来应对任何复杂的地形任何特殊的姿态。蜈蚣在爬行过程中，一部分脚趾着地做支撑，另外一部分脚趾离地向前，周期性交替运动。在攀爬过程中这种运动方式，保持了身体的平衡，确保有很好的地面附着能力。

针对上述蜈蚣生理结构和运动规律，我们设计出一种具有多地形适应性的具有少自由度腿部结构的仿蜈蚣机器人，该仿蜈蚣机器人具有复杂地形的通过能力，可以作为灾难救援的先行者，当地震灾害来临，来不及逃离的人员会被掩埋于废墟下，处于受伤感染、失血过多、缺水等危险中，救援人员也随时面临余震的危险。地震灾害的救援是复杂的，因此地震灾害后的地质勘查就显得尤为重要。但往往这种时刻大型设备就变得无用武之地，更需要灵活的智能地震救灾机器人。仿生蜈蚣机器人就会变成一个很好的选择，它可以利用自己多足的结构以及稳定的优势，在地震后复杂的地形中进行翻越，穿过狭小的空间，为救援人员提供更多的影视资料，从而分析出救援的最佳路线，协助消防人员开展高效救援行动，以减少救援过程中不必要的伤害。在地质勘测、井洞救援等很多危险窄小的行动中同样适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多地形适应性的具有少自由度腿部结构的仿蜈蚣机器人，包括腿部机构(1)、转向机构(2)、主传动链(3)、传感系统(4)。其中腿部机构(1)和转向机构(2)有多套，腿部机构(1)和转向机构(2)交替连接形成仿蜈蚣机器人主体结构；主传动链(3)为腿部机构(1)提供爬行动力。