[實用新型]一種仿烏龜回項擺脛耦合翻轉機器人

有效

• 申請號: 201820007364.6
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN207683654U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 張伏;陳自均;王維振;鄭慧娜;王亞飛;馬田樂;陳天華;魯超凡;郭逸飛;賈童帥;付三玲
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 劉興華

本實用新型涉及一種仿烏龜回項擺脛耦合翻轉機器人，該機器人包括智能控制部分和機械主體部分，智能控制部分以stc12c5a60s2單片機為控制中心，以超聲波傳感器和紅外線傳感器共同為檢測部分，應用在線自適應加權數據融合技術，得到準確的距離估計值；所述機械主體部分包括軀體、脖頸部和腿部，軀體正前方脖頸，左右兩邊分別有對稱分布的兩條輪腿，每條輪腿共有三個自由度，腿的末端裝有輪子，每個關節處均有一個舵機控制；本實用新型采用的是依靠頸部舵機的力量以及外殼、腿部共同的力量更好、更快地實現烏龜的翻轉；外殼的增加更好地保護整機的安全性以及可靠性，大大提高了翻轉的效率。

技術領域

本實用新型涉及機器人領域，具體的說是一種仿烏龜回項擺脛耦合翻轉機器人。

背景技術

目前行走機構主要包括步行式（足式）、輪式、履帶式、爬行式和蠕動式等機構。輪式移動爬行機構的優點是速度快、控制簡單、靈活性好；缺點是接觸面積小、越障能力差、適應性差。腿式機器人的優點是不僅能在平坦的地面上行走而且可以在崎嶇地面上步行，還可做無滑動的完整和單向運動；但是腿式機器人較難實現其穩定步態規劃和穩定平衡控制，運動速度與能量效率較低，而且腿式機器人一般較笨重、結構復雜。因此有人實用新型一種輪腿機器人，但是這種機器人在遇到崎嶇的斜坡或溝壑等復雜地形時，卻極易發生傾翻，使機器人不能正常工作。

在大自然，龜類是一類常見的在發生背部朝地的情況后可以依靠自身力量進行翻轉的動物。匈牙利科學家通過對龜類背甲進行幾何建模發現，海龜在背甲著地的情況下，在原地用強有力的頸部將頭部抵在地面為著地點，將自身翻轉過來。陸龜背甲較高呈穹型，借助重力和龜殼的幾何學特征(一般通過原地甩動頭部和四肢)來翻轉身體。結合龜類的翻轉過程，可以發現，龜類成功實現翻轉的特性：①在翻轉過程中，必然有一個支撐點來進行支撐，為翻轉提供支撐基礎，海龜通過頭部來支撐，而陸龜背部高，實際也是提供了支撐； ②必然有旋轉的過程，海龜通過頸部的用力，實現身體旋轉，而陸龜通過甩動頭部和四肢來實現身體的旋轉。 因此，從龜類姿態恢復過程的研究中得到啟示，設計一種可供支撐和旋轉功能的機構，來實現機器人的翻轉。

移動機器人一邊探測其周圍環境中的障礙物，一邊向前移動以完成預定的任務。如果機器人的測距系統只為單個傳感器(例如為超聲波傳感器)，為了可靠地探測出障礙物的距離，可能需要對同一位置進行多次探測，這必將花費一定的時間， 而且由于機器人不停地移動，使得前后的探測結果相差甚遠，這樣必將對障礙物的精確定位造成影響。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種仿烏龜自動翻轉機器人，為以后四足機器人翻轉和移動的研究提供基礎。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種仿烏龜回項擺脛耦合翻轉機器人，該機器人包括智能控制部分和機械主體部分，智能控制部分以stc12c5a60s2單片機為控制中心，以超聲波傳感器和紅外線傳感器共同為檢測部分，應用在線自適應加權數據融合技術，得到準確的距離估計值；所述機械主體部分包括軀體、脖頸部和腿部，軀體正前方脖頸，左右兩邊分別有對稱分布的兩條輪腿，每條輪腿共有三個自由度，腿的末端裝有輪子，每個關節處均有一個舵機控制。

所述stc12c5a60s2單片機輸出端連接舵機控制器，該舵機控制器輸出控制脖頸上和四條相同結構腿上的舵機以及與腿部舵機相連的輪子，還包括用于機體前、下方測距的超聲波和紅外線避障系統。

所述輪腿包括腿Ⅰ、腿Ⅱ、腿Ⅲ及腿Ⅳ，腿Ⅰ上設有舵機、舵機、舵機及舵機，腿Ⅱ上設有舵機Ⅸ、舵機Ⅹ、舵機Ⅺ及舵機Ⅻ，腿Ⅲ上設有舵機Ⅴ、舵機、舵機Ⅶ及舵機Ⅷ，腿Ⅳ上設有舵機、舵機、舵機及舵機，各相鄰關節上的舵機之間設有連接平臺。

所述脖頸部設有舵機Ⅰ、舵機Ⅱ、舵機Ⅲ及舵機Ⅳ，且末端設有平臺。

本實用新型的有益效果：