[實(shí)用新型]一種帶計(jì)算機(jī)視覺功能的機(jī)器蛇

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621087139.5
• 申請(qǐng)日: 2016-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN206633010U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃仁武;高術(shù);金俊;李洪武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/06
• 分類號(hào): B25J9/06;B25J13/08;B25J19/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種具有自動(dòng)識(shí)別圖像能力的機(jī)器蛇，特別是一種具有計(jì)算機(jī)視覺功能的機(jī)器蛇。

背景技術(shù)

在國內(nèi)，對(duì)機(jī)器蛇的研究起步較晚，上海交通大學(xué)顏國正，崔顯世在1999年研制開發(fā)了我國第一臺(tái)微小型仿生蛇樣機(jī)。近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)和仿生技術(shù)的學(xué)科融合，使得仿生機(jī)器人從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到運(yùn)動(dòng)控制模式都有了很大的突破和進(jìn)展。在仿生機(jī)器學(xué)中，模仿生物蛇而誕生的仿生機(jī)器蛇，是一種運(yùn)動(dòng)方式高冗余度的復(fù)雜機(jī)器人，在空間位置和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)上具有比常規(guī)機(jī)器人所需更多的自由度，使得它可以模仿生物蛇平地蜿蜒、鉆洞、攀爬越障等多種運(yùn)動(dòng)方式。同時(shí)，將計(jì)算機(jī)視覺功能引入仿生機(jī)器人領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖像的自動(dòng)識(shí)別和判斷功能，在軍事，民用，科技，實(shí)驗(yàn)室研究等許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是現(xiàn)有的仿生機(jī)器蛇多體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可控性弱，功能單一，例如中國專利CN205415622U公開了一種多關(guān)節(jié)機(jī)器蛇，設(shè)置了十二組減速電機(jī)和電池組，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，重量較重，功能單一。蛇身容易傾覆。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)器蛇，以較為簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)蛇形運(yùn)動(dòng)模式，具有計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別功能，且便于工業(yè)化生產(chǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案：一種帶計(jì)算機(jī)視覺功能的機(jī)器蛇，它包括互相連接的蛇頭、蛇身和蛇尾；

所述蛇頭設(shè)有不規(guī)則形狀的支撐板，支撐板底部設(shè)有從動(dòng)輪，所述的支撐板上設(shè)有多個(gè)測(cè)距傳感器和一個(gè)能夠360度旋轉(zhuǎn)帶計(jì)算機(jī)視覺功能的無線攝像頭；

所述蛇身由三個(gè)水平擺動(dòng)關(guān)節(jié)、兩個(gè)俯仰運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)和機(jī)器蛇驅(qū)動(dòng)輪機(jī)構(gòu)組成；

所述蛇尾包括蛇身連接板，蛇身連接板與蛇尾底板螺釘緊固連接，移動(dòng)電源與底座膠接，用于輸出脈沖信號(hào)給各個(gè)舵機(jī)的舵機(jī)控制板與移動(dòng)電源膠接，無線數(shù)據(jù)傳輸安裝在舵機(jī)控制板上，降壓器與底座膠接，底板的下部設(shè)有萬向輪作為從動(dòng)輪。

所述的測(cè)距傳感器包括紅外測(cè)距傳感器和超聲波測(cè)距傳感器。

所述水平擺動(dòng)關(guān)節(jié)包括水平擺動(dòng)支架，所述俯仰運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括俯仰運(yùn)動(dòng)支架，所述水平擺動(dòng)支架與俯仰運(yùn)動(dòng)支架背靠背螺釘緊固連接，水平擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與水平擺動(dòng)支架螺釘緊固連接，俯仰運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與俯仰擺動(dòng)支架螺釘緊固連接，俯仰運(yùn)動(dòng)舵機(jī)與機(jī)器蛇驅(qū)動(dòng)輪螺釘緊固連接。

所述機(jī)器蛇驅(qū)動(dòng)輪包括舵機(jī)安裝座板，舵機(jī)安裝座板與俯仰運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)通過螺釘緊固連接，舵機(jī)安裝座板上背靠背固定安裝有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接一個(gè)機(jī)器蛇驅(qū)動(dòng)輪。

本實(shí)用新型有如下有益效果：

1、本實(shí)用新型提供的一種帶計(jì)算機(jī)視覺功能的機(jī)器蛇，通過采用背靠背螺釘緊固連接的水平擺動(dòng)支架和俯仰運(yùn)動(dòng)支架，配合水平擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)和俯仰運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，以更為簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了仿生機(jī)器蛇水平擺動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)復(fù)雜動(dòng)作，配合設(shè)置的機(jī)器蛇驅(qū)動(dòng)輪機(jī)構(gòu)，并通過脈沖信號(hào)控制各驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，配合一個(gè)帶計(jì)算機(jī)視覺功能的無線攝像頭，能自動(dòng)識(shí)別顏色和手勢(shì)，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大擴(kuò)寬了適用范圍。

2、本實(shí)用新型充分考慮了蛇類蜿蜒運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，從動(dòng)物仿生學(xué)的角度出發(fā)，結(jié)合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和摩擦學(xué)等，建立了基于行為控制理論的蛇類運(yùn)動(dòng)模型，將蛇類生物的復(fù)雜蜿蜒運(yùn)動(dòng)形式簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的、局部的、模塊化的運(yùn)動(dòng)模式。

3、本實(shí)用新型由多個(gè)高冗余度的結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)連接而成，使得模仿蛇類運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)可靠；為了減少機(jī)器蛇在運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦阻力，蛇頭和蛇尾底板采用萬向輪作為從動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)蛇身的蜿蜒游動(dòng)，增強(qiáng)了機(jī)器蛇的靈活性和機(jī)動(dòng)性；采用鋁板作為底板和連接板，既滿足了對(duì)底板的強(qiáng)度要求，又減輕了機(jī)器蛇整體的重量，同時(shí)還降低了成本。

4、本實(shí)用新型在蛇頭部位設(shè)置的無線攝像頭和測(cè)距傳感器能對(duì)監(jiān)視對(duì)象準(zhǔn)確定位和顏色與手勢(shì)的識(shí)別與處理，便于在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信息交互，以適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，收集準(zhǔn)確的位置和圖像信息，以及對(duì)圖像信息進(jìn)行自主處理和判斷。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型蛇身關(guān)節(jié)的主視圖。

圖3為本實(shí)用新型蛇身關(guān)節(jié)的附視圖。