[發明專利]一種適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人

在審

• 申請號: 201810138547.6
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108382477A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 曹仰杰;段鵬松;張博;楊知錦;江曉沖;馮雅琦
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;G01C21/34
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 宋文龍

1.一種適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人，其特征在于：它包括兩端的夾持器模塊、連接在兩夾持器模塊之間的若干串接在一起的關節模塊、處理器、雙目圖像采集模塊、圖像處理模塊和路徑計算模塊；

若干所述關節模塊包括I型關節模塊和T型關節模塊，每個關節模塊均由舵機驅動運動，相鄰兩關節模塊之間固定連接；

兩夾持器模塊上分別安裝所述雙目立體視覺模塊的兩個攝像頭，所述雙目圖像采集模塊用于采集環境圖像信息及圖像中各點的空間坐標信息；

所述圖像處理模塊用于將所述雙目圖像采集模塊采集的圖像進行處理，分離圖像中的障礙物圖像；

所述路徑計算模塊根據分離后的障礙物圖像規劃到達障礙物的若干路徑距離并進行篩選；

所述處理器連接所述夾持器模塊、各舵機、所述雙目圖像采集模塊、所述圖像處理模塊和所述路徑計算模塊用于控制各模塊的運行。

2.根據權利要求1所述的適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人，其特征在于：所述圖像處理模塊采用漫水填充算法對目標障礙物進行填充，對非目標障礙物進行剔除。

3.根據權利要求2所述的適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人，其特征在于：所述路徑計算模塊獲取分離后的圖像中障礙物的空間坐標信息并建立三維空間坐標系，同時確定起始坐標，然后限定能量損耗最大值、移動距離最小值和迭代次數，并對行進路徑進行模擬測算，在有限次測算中選取能量消耗最小、移動距離最大的路徑為最優路徑并輸出至處理器，所述處理器根據路徑信息控制各舵機和所述夾持器模塊運動；

若在迭代次數內所測算的能量損耗值均超過限定的最大值，或者移動距離最小值均小于限定的最小值，則重新建立三維空間坐標系，確定起始坐標，重復模擬測算，直到滿足限定條件為止。

4.根據權利要求1所述的一種適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人，其特征在于：所述夾持器模塊包括夾持爪、驅動電機和安裝在所述夾持爪內側表面的柔性墊，所述柔性墊呈長方體形狀，所述柔性墊包括外層摩擦層和填充在內部的彈性層。

5.根據權利要求1所述的一種適用于桁架結構的仿尺蠖攀爬機器人，其特征在于：所述夾持器模塊包括模塊主體、夾持爪、第一轉動部、第二轉動部和第三轉動部，所述夾持爪包括三個爪部，其中兩個爪部鉸裝在模塊主體的一側，第三個爪部鉸裝在模塊主體的另一側并位于另兩個爪部的中間位置，三個爪部向內收攏可形成夾持空間，三個爪部由同一舵機驅動轉動，所述第一轉動部為與所述模塊主體水平轉動配合的回轉盤，所述第二轉動部安裝在所述回轉盤上，第三轉動部安裝在所述第二轉動部上，三個轉動部的轉動軸分別兩兩垂直，三個轉動部均由匹配的舵機驅動。