[發明專利]一種多功能變足機器人

在審

• 申請號: 202111159579.2
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113830195A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 孫靜;林燦輝;卓祖帆;馬怡琛;陳曉明
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028;B25J11/00;B62D57/032
• 代理公司: 西安利澤明知識產權代理有限公司 61222
• 代理人: 林兵

本發明公開了一種多功能變足機器人，以樹莓派4B為主控板，分為三種形態，分別是六足形態、四足形態和輪式形態。通過COMS攝像頭獲取圖像，高壓總線舵機控制機器人關節，最終實現該機器人輪式到足式的轉換，并開發QT上位機對多足機器人進行移動控制以及遠程圖像傳輸。機器人對地形、對任務情況的判斷過程中可改變足數從而適應不同環境，在六足形態變為四足或者輪式形態時剩余的兩足改變為機械手狀態，可以進行復雜的采樣以及搬運工作，提高機器人在不同環境下的適應性以及穩定性。多足機器人具有極強的適應惡劣地形環境的能力，可以代替人們在危險或不能到達的極端環境中自主工作，如災后救援、星際探索、軍事偵察、火山監測、防暴、反恐等場合。

技術領域

本發明涉及機器人領域，一種多功能變足機器人。

背景技術

救災機器人主要用于災害現場的清理，同時兼顧偵查、通訊等功能。在災難救援中，救援人員只有非常短的時間(約48小時)用于在倒塌的廢墟中尋找幸存者，否則發現幸存者的幾率幾乎為零。在這種緊急而危險的環境下，救災機器人可以為救援人員提供幫助。因此，將具有自主智能的救災機器人用于危險和復雜的災難環境下“搜索和營救”(SAR)幸存者，是機器人學中的一個新興而富有挑戰性的領域。

在國內，災機器人的研究剛剛起步，但進展很快。中科院沈陽自動化所在2002年研制了一種蛇形機器人，由16個單自由度關節模塊和蛇頭、蛇尾組成，在監控系統的無線控制下可實現蜿蜒前進、后退、側移、翻滾等多種動作，并能通過安裝在蛇頭上的微型攝像頭將現場圖像傳回監控系統。國防科技大學在2001年也研制了一種蛇形機器人。

但是現在的機器人，要么運載力不足，功能較少，要么適應多變的環境，行動受制。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提供一種在不同環境下的適應性以及穩定性較強，同時可以進行復雜的采樣以及搬運工作的多功能變足機器人。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種多功能變足機器人，由主軀體、六條機械腿以及四個麥克納姆輪組成，其中所述主軀體的形狀為中心軸對稱的八邊形,在所述八邊形相鄰的三條邊及其對稱的另外三條邊上分別設置有一個所述機械腿，所述機械腿包括第一高壓舵機、第二高壓舵機、第三高壓舵機和仿生足部結構；所述主軀體包括相互連接的上板和下板；所述第一高壓舵機固定于所述上板與所述下板中間，所述第二高壓舵機與所述第一高壓舵機采用轉動連接；所述第三高壓舵機與所述第二高壓舵機采用轉動連接，所述第三高壓舵機與所述放生足部結構采用轉動連接。

進一步的，所述機械腿還包括第一支撐板、第二支撐板和加強板；其中，所述第一高壓舵機與所述第一支撐板采用螺釘聯接；所述第二高壓舵機位于所述第二支撐板和所述加強板之間，與所述第二支撐板采用螺釘聯接；所述第三高壓舵機位于所述加強版和所述仿生足部結構之間，與所述第二高壓舵機利用所述加強板連接，同時所述第三高壓舵機與仿生足部結構采用螺釘聯接。

進一步的，所述麥克納姆輪對稱分布于所述主軀體兩側，所述下板連接安裝有四個電機,所述麥克納姆與所述電機一一連接。

進一步的，所述上板上安裝有控制系統，所述控制系統采用選擇嵌入式。

進一步的，所述上板和所述下板的板料選用的是鋁合金材料。

進一步的，所述控制系統由LPC546和樹莓派4B組成；其中所述LPC546用作運動控制系統；所述樹莓派4B作為服務器，向客戶端發送或接受數據。

進一步的，所述主軀體上還包括STM32F4ARM控制板,電源模塊、溫濕度傳感器,MPU6050六軸傳感器、2.4G模塊nRF24L01,舵機控制板、電機驅動模塊、攝像頭和發射器。

進一步的，電機的驅動方案包括MOS管、MC33886、BTS7960和BTN7971B中的一種。

進一步的，所述電機的驅動方案為MOS管。