[發(fā)明專利]游動機(jī)器人及其運(yùn)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110317007.2
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102379744A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳柏;王鵬;金永安;王化明;朱玉川;李成剛;趙東標(biāo);游有鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00;A61B1/00;A61M31/00;F16L55/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種游動機(jī)器人。

背景技術(shù)

體內(nèi)介入檢查與治療具有安全、微創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的主流。目前體內(nèi)介入檢查的手段包括采用微型消化道膠囊內(nèi)窺鏡或者游動機(jī)器人的方式等。

但是，目前的微型消化道膠囊內(nèi)窺鏡雖然可以利用消化道蠕動進(jìn)行整個(gè)區(qū)域檢查，但其行走緩慢，存在視覺盲區(qū)；錯(cuò)過病變組織時(shí)，不能主動返程。目前用于液體環(huán)境中的游動機(jī)器人大多采用磁場驅(qū)動原理，但是磁場驅(qū)動在可控性方面較差，且能源消耗大，驅(qū)動效果不理想。

因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的問題，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動效果佳、運(yùn)動控制性強(qiáng)的游動機(jī)器人及其控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明游動機(jī)器人可采用如下技術(shù)方案：

一種游動機(jī)器人，包括機(jī)身、與機(jī)身后端連接的推進(jìn)器以及位于機(jī)身內(nèi)并與所述推進(jìn)器連接以提供推進(jìn)器動力的推進(jìn)器電機(jī)；所述游動機(jī)器人還設(shè)有位于機(jī)身后端的平衡槳以及位于機(jī)身內(nèi)與所述平衡槳連接以提供平衡槳動力的平衡槳電機(jī)，所述推進(jìn)器包括位于機(jī)身軸線兩側(cè)的左推進(jìn)器及右推進(jìn)器，所述平衡槳沿機(jī)身軸線延伸并設(shè)有同樣沿機(jī)身軸線延伸的槳片。

本發(fā)明所述的游動機(jī)器人，通過設(shè)置位于機(jī)身軸線兩側(cè)左推進(jìn)器及右推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)游動機(jī)器人的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、上浮及下潛，同時(shí)設(shè)置沿機(jī)身軸線延伸的平衡槳，以在游動機(jī)器人沿軸向滾動時(shí)使平衡槳轉(zhuǎn)動而對機(jī)身產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩以使機(jī)身保持平衡，防止機(jī)身沿軸向滾動。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明游動機(jī)器人驅(qū)動效果佳，并可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、上浮及下潛，運(yùn)動控制性強(qiáng)，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)動并作業(yè)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明游動機(jī)器人的運(yùn)動方法可采用如下技術(shù)方案：

游動機(jī)器人的運(yùn)動方法，包括：

游動機(jī)器人前進(jìn)運(yùn)動：所述左推進(jìn)器及右推進(jìn)器產(chǎn)生大小、方向均相同的推動力，平衡槳不工作，使該游動機(jī)器人向前運(yùn)動；

游動機(jī)器人轉(zhuǎn)向運(yùn)動：左推進(jìn)器、右推進(jìn)器及平衡槳位于同一水平面內(nèi)，調(diào)節(jié)左、右推進(jìn)器的轉(zhuǎn)向或/和轉(zhuǎn)速，使左、右推進(jìn)器產(chǎn)生大小或/和方向不同的推進(jìn)力，給游動機(jī)器人帶來轉(zhuǎn)動力矩，使游動機(jī)器人在水平方向上產(chǎn)生一個(gè)向左或向右的運(yùn)動，令其轉(zhuǎn)向；同時(shí)，當(dāng)機(jī)身繞機(jī)身軸向滾動時(shí)，平衡槳向與機(jī)身滾動方向的相同方向轉(zhuǎn)動來對機(jī)身產(chǎn)生繞機(jī)身軸向的反向轉(zhuǎn)動力矩，以阻止機(jī)身繞機(jī)身軸向的滾動；

游動機(jī)器人的上浮和下潛運(yùn)動：首先使機(jī)身繞軸線回轉(zhuǎn)90°，使左推進(jìn)器、右推進(jìn)器及平衡槳位于豎直平面內(nèi)，調(diào)節(jié)左、右推進(jìn)器的轉(zhuǎn)向或/和轉(zhuǎn)速，使左、右推進(jìn)器產(chǎn)生大小或/和方向不同的推進(jìn)力，給游動機(jī)器人帶來轉(zhuǎn)動力矩，使游動機(jī)器人在豎直方向上產(chǎn)生一個(gè)向上或向下的運(yùn)動，令其轉(zhuǎn)向；同時(shí)，當(dāng)機(jī)身繞機(jī)身軸向滾動時(shí)，平衡槳向與機(jī)身滾動方向的相同方向轉(zhuǎn)動來對機(jī)身產(chǎn)生繞機(jī)身軸向的反向轉(zhuǎn)動力矩，以阻止機(jī)身繞機(jī)身軸向的滾動。

本發(fā)明所述的游動機(jī)器人，通過設(shè)置位于機(jī)身軸線兩側(cè)左推進(jìn)器及右推進(jìn)器來實(shí)現(xiàn)游動機(jī)器人的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、上浮及下潛，同時(shí)設(shè)置沿機(jī)身軸線延伸的平衡槳，以在游動機(jī)器人繞軸向滾動時(shí)使平衡槳轉(zhuǎn)動而對機(jī)身產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩以使機(jī)身保持平衡，防止機(jī)身繞軸向滾動。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明游動機(jī)器人驅(qū)動效果佳，并可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、上浮及下潛，運(yùn)動控制性強(qiáng)，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)動并作業(yè)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明游動機(jī)器人的立體分解圖。

圖2是本發(fā)明游動機(jī)器人中推進(jìn)器的立體圖。

圖3是本發(fā)明游動機(jī)器人中平衡槳的立體圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。