[发明专利]一种仿生可变形六足机器人

说明书

本发明公开了一种仿生可变形六足机器人，属于仿生机器人设计技术领域。包括机身、腿、控制板、电机驱动和电池机构；六个腿沿机身的两侧对称布置；电池与控制板连接，控制板与电机驱动连接，电机驱动与电动机连接，电动机与腿连接。每组的三条腿可以通过电机驱动进行弯折，三条腿相扣从而变形为轮结构。在足结构状态时，机器人能够以三角步态前进；在轮结构状态时，机器人能以两轮驱动前进。机器人在平坦路面可以以轮结构行进，相比传统足结构机器人能够大幅度提高行进速度，在非结构化地形以足结构行进，相比传统轮式机器人能够大幅度提高地形适应能力。机器人自由度高，轻便灵活，对地形适应能力以及在各种路况下的性能较高。

技术领域

本发明公开了一种仿生可变形六足机器人，属于仿生机器人设计技术领域。

背景技术

仿生六足机器人，作为多足机器人的代表，可在非结构化地形上行走，较常规机器人具有很强的越障能力与环境适应性。但是目前的机器人多采用单一足结构或轮结构，足结构在非结构化地形上适应能力较强，但在平坦路面上行走的步幅和步频均难以达到快速行走的要求，而轮结构在平坦路面上行进速度较快，但在非结构化地形上运动能力较差。目前有针对轮足机器人的研究设计，但大部分只是简单的将轮结构和足结构相结合，在原有单一行进结构的基础上性能有所提升，但仍然存在负载能力不足、运动速度较慢、运动效率较低等问题。近年来机器人在地质勘探，灾难救援等危险复杂情况下具有越来越高的应用价值，因此设计一种轻巧灵活，结构稳定，运行速度快，运动效率高，地形适应能力强的六足机器人已经是当前研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种仿生六足机器人。本发明针对单一行进结构机器人地形适应能力差、运动效率低、运动速度慢的缺陷设计了全新的足结构，使其能在电机的驱动下弯曲组合形成轮型结构，使机器人具备了在轮结构和足结构之间相互变形转换的功能，是以节肢动物摩洛哥后空翻蜘蛛为原型设计制造的。主控板通过对每个电机和舵机的精准控制实现机器人的行走和变形等动作，大幅度提高了地形适应能力、稳定性和运动效率。

现有大多轮足机器人的本质仍是足结构机器人，通过将足结构触地的足更换为轮形成轮足机器人，运动姿态和运动方式也和足结构机器人没有大的差异。现有足结构机器人运动的过程中，每条腿的根部与主体是固定的，每条腿只能相对腿根部与主体的固定点进行运动。本发明提出的新型轮足结构通过增加轮足盘的方式，将现有足结构与主体的固定点移动到轮足盘，而轮足盘可通过电机控制相对主体进行旋转动作，使得腿结构根部的固定点可移动，解除了现有腿结构根部固定的限制，提高了腿运动的自由度。通过这种方式结合足结构本身高自由度的特点，可以通过腿的弯曲组合将三条腿变形为近似轮形，再通过轮足盘的旋转，使三条腿组合成轮结构的同时一同旋转，完成轮式运动。

本发明提出的新型轮足结构可以在轮结构和足结构之间自由变形切换运动结构，且变形过程简便快速，在实际应用下可以通过当前所处地形状况选择最适合的运动结构进行运动。在平坦路面上可选择轮结构行进，相比传统足结构和现有轮足结构，运动速度更快。而在非结构化地形上机器人可选择足结构行进，相比轮结构地形适应能力更强，运动速度和运动效率更快。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种仿生六足机器人，包括机身1、轮足盘2、腿3。机身1为球形，六条腿3分为两组，每组三条腿，两组三条腿沿机身1的两侧对称布置；每条腿3的根部通过第三关节9与轮足盘2旋转连接，从而使仿生六足机器人在轮结构下行进时，每组的三条腿之间能保持相对静止的状态前进。

进一步地，所述的第三关节9内设有电机，能够带动腿3绕关节9相对轮足盘旋转。

进一步地，仿生六足机器人还包括电动机4、控制板5和电池6。所述的电动机4、控制板5、电池6装在机身1内。电池6与控制板5连接，控制板5与电机4连接，电机4与轮足盘2连接，轮足盘2与三条腿3连接。所述控制板5与仿生六足机器人所有的电机和舵机相连，用于控制机器人运动。