CN104080579A - 具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人。上述具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人包括：机器人本体；多个腿，设于上述机器人本体，以具有多个自由度；以及至少一个夹持部，以能够折叠的方式设于上述多个腿中的一个以上。
Description
技术领域
本发明涉及用于测试海底机器人的机构学特点及控制功能而开发的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，更详细地涉及一种在海底机器人所需的各种技术中，测试并开发能够进行陆地测试的技术而开发出来的陆地用六足步行机器人。
背景技术
通常，因海底地形复杂，潮涨落的差大而具有潮流强(强潮流)，视野不佳(恶劣视野)的海洋环境条件。
人类很难靠近如上所述的危险的海洋环境。
因此，以往使用无人海底机器人来解除如上所述的问题，且至今在全世界得到广泛应用，其活用范围也日渐扩大。
作为与本发明相关联的现有文献有韩国登录实用新型第20-0449749号，在上述现有文献提及了能够探索大范围的海底，且能够减少因肉食鱼种而导致的人员伤亡的海底机器人相关技术。
但是，近年来调查及观察海底构造物或沉没船舶，或者在深度浅的海域进行海洋科学调查的情况下，由于海底地形呈不规则的地面形状，因此需要开发能够稳定地步行，且步行的同时或者在规定位置容易地提取用于调查所需的样品的机器人。
即，如上所述的海底机器人需要海底步行技术以及应对潮流等外界干扰来采取稳定姿势的技术等各种技术，且需要开发能够在陆地测试如上所述的技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人。
解决问题的手段
根据优选的实施方式，本发明提供具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人。
上述具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人包括：机器人本体；多个腿，设于上述机器人本体，以具有多个自由度；以及至少一个夹持部，以能够折叠的方式设于上述多个腿中的一个以上。
上述各腿以上述机器人本体的中心线为界线，以相对应的数量设于上述机器人本体的两侧。
上述各腿具有：固定部件，设于上述机器人本体；旋转体，以能够沿着水平方向旋转的方式设于上述固定部件；第一单位腿，以能够上下旋转的方式与上述旋转体相连接；第二单位腿，与上述第一单位腿连杆连接，并上下旋转；旋转部，用于控制上述旋转体、上述第一单位腿、上述第二单位腿的旋转。
上述旋转部具有第一旋转部、第二旋转部、第三旋转部。
上述第一旋转部具有：第一水平旋转轴，设于上述固定部件，第二水平旋转轴，用于构成上述旋转体的旋转中心；第一张力部件，用于连接上述第一水平旋转轴和上述第二水平旋转轴，第一马达，用于使上述第一水平旋转轴旋转；
上述第二旋转部具有：第一垂直旋转轴，形成于上述旋转体，并构成上述第一单位腿的旋转中心，第二垂直旋转轴，设于上述第一单位腿，并与上述第一垂直旋转轴并排配置，第二张力部件，用于连接上述第一垂直旋转轴和上述第二垂直旋转轴，第二马达，用于使上述第一垂直旋转轴旋转；
上述第三旋转部具有：第一追加垂直旋转轴，设于上述第一单位腿和上述第二单位腿的连杆连接部分，并构成上述第二单位腿的旋转中心，第二追加垂直旋转轴，设于上述第一单位腿，并与上述第一追加垂直旋转轴并排配置，第三张力部件，用于连接上述第一追加垂直旋转轴和上述第二追加垂直旋转轴；第三马达，用于使上述第一追加垂直旋转轴旋转。
在上述固定部件设有第一张力调节部件，在上述旋转体设有第二张力调节部件，在上述第一单位腿设有第三张力调节部件。
上述第一、第二、第三张力调节部件分别具有：张力测定器，用于分别测定上述第一、第二、第三张力部件的张力值；加压部件，紧贴于上述第一、第二、第三张力部件，并能够加压流动；控制器，用于控制上述加压部件的流动，使得测定到的上述张力值成为已设定的基准张力值。
上述夹持部具有第四旋转部、旋转部件、夹持器。
上述第四旋转部具有：第一夹具旋转轴，设于上述第二单位腿；并与上述第二追加垂直旋转轴并排配置；第二夹具旋转轴，设于上述第二单位腿的下端；第四张力部件，用于连接上述第一夹具旋转轴和上述第二夹具旋转轴；第四马达，用于使上述第一夹具旋转轴旋转。
上述旋转部件的一端以能够旋转的方式与上述第二夹具旋转轴相连接。
上述夹持器设于上述旋转部件的另一端，并具有：固定体，设有第五马达，夹具，设于上述固定体。
在上述固定体设有：主齿轮，与上述第五马达的旋转动作相联动；一双辅助齿轮，与上述主齿轮相联动。
上述夹具设有一双，以使上述夹具的一端与上述一双辅助齿轮相连接并联动。
在上述固定部件和上述机器人本体之间设有力－力矩传感器，用于测定在上述固定部件和上述机器人本体之间产生的力；在上述旋转部件的一端设有第一测压元件。
在不具有上述夹持部的上述第二单位腿的下端设有第二测压元件，上述第二测压元件用于测定在海底面和上述第二单位腿的下端之间产生的压力值。
上述控制器接收在上述力－力矩传感器测定的上述力和在上述第一、第二测压元件测定的上述压力值，来控制上述第一、第二、第三马达，使得能够根据支撑上述多个腿的地面角度来保持上述机器人本体的重心，由此控制上述机器人本体的姿势。
在上述第二单位腿形成有收容空间，上述夹持部以能够折叠的方式内置于上述收容空间。
上述控制器与用于向上述控制器传输作业信号或步行信号的作业指示选择部相连接。
若上述控制器从上述作业指示选择部接收到上述作业信号，则使用上述第四马达及上述第五马达来使上述旋转部件从上述收容空间脱离，并使上述夹具实施夹具动作；
若从上述作业指示选择部接收到上述步行信号，则使上述旋转部件位于上述收容空间。
上述多个腿具有：多双侧部腿，设于上述海底机器人的两侧部，一双作业腿，设于上述海底机器人的一端部；上述夹持部以能够折叠的方式设于上述各作业腿的第二单位腿。
发明的效果
本发明具有如下效果：即，能够在陆地事先检验海底机器人所需的海底步行技术或应对潮流等外界干扰来采取稳定姿势的技术等各种技术。
并且，本发明还具有如下效果：即，当步行时，使用全部的六个腿来步行，且当进行如提取等作业动作时，能够在设于机器人本体的前端部的一双作业用腿展开夹持部并使用，由此在进行海底作业时能够事先在陆地进行检验。
附图说明
图1为简要示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的结构的附图。
图2a为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的立体图。
图2b为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的实物照片。
图3为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的立体图。
图4为示出根据本发明的侧部腿的立体图。
图5为示出根据本发明的侧部腿的另一立体图。
图6a为示出根据本发明的作业腿的立体图。
图6b为示出保持两个作业腿展开状态的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的实物照片。
图7为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的电连接结构的框图。
图8为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的控制系统的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的结构及作用进行说明。
图1为简要示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的结构的附图，图2a为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的立体图，图2b为图2a的实物照片，图3为示出本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的立体图。
参照图1至图3，本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人大致由机器人本体(100)、多个腿(200、500)及夹持部(400)构成。
上述机器人本体(100)的上端及下端由具有耐腐蚀性的上/下端面板(110、120)构成，且上述面板(110、120)的侧部由同样具有耐腐蚀性的侧部面板(130)构成。
上述侧部面板(130)的一部分被切开，使得在上述侧部面板设有上述多个腿(200、500)的一端。
在上述机器人本体(100)的内部可设有控制面板(未图示)，当进行海底作业时，上述控制面板能够接收从传感器(未图示)获取的信息。优选地，在上述机器人本体(100)的内部进行防水处理后设置上述控制面板。当然，上述机器人本体(100)本身可具有防水功能。
如图1所示，上述多个腿(200、500)设于上述机器人本体(100)的外侧周围部，以具有多个自由度。
上述多个腿(200、500)由两双侧部腿(200)和一双作业腿(500)构成。
上述两双侧部腿(200)具有相同结构，且上述一双作业腿(500)也具有相同结构。
因此，根据本发明的多个腿(200、500)总共由六个构成，在上述机器人本体(100)的两侧部各设有三个。
以下，对上述两双侧部腿(200)进行说明。
侧部腿(200)
图4为示出根据本发明的侧部腿的立体图，图5为示出根据本发明的侧部腿的另一立体图。
上述侧部腿(200)总共设有四个。上述各侧部腿(200)优选具有四个自由度。
参照图4及图5，上述侧部腿(200)由固定部件(201)、旋转体(230)、第一单位腿(210)、第二单位腿(220)及旋转部构成。
上述旋转部由第一旋转部(310)、第二旋转部(320)、第三旋转部(330)构成。
上述固定部件(201)设于上述机器人本体(100)的侧部。其中，在上述固定部件(201)设有力－力矩传感器(F)。上述力－力矩传感器(F)设于上述固定部件(201)和上述机器人本体(100)的侧部之间。
在上述固定部件(201)设有上述旋转体(230)。上述旋转体(230)可在上述固定部件(201)中沿着水平方向旋转。
上述旋转体(230)借助上述第一旋转部(310)沿着水平方向旋转。
上述第一旋转部(310)具有第一水平旋转轴(311)、第二水平旋转轴(312)、第一张力部件(313)及第一马达(315)。
上述第一水平旋转轴(311)和上述第二水平旋转轴(312)以沿着第一轴(①)形成规定间距的方式设于固定部件(201)。
上述第二水平旋转轴(312)与上述旋转体(230)的中央部相连接，以构成上述旋转体(230)的旋转中心。
上述第一张力部件(313)用于连接上述第一水平旋转轴(311)和上述第二水平旋转轴(312)。上述第一张力部件(313)可为带等部件。
因此，上述第一水平旋转轴(311)和上述第二水平旋转轴(312)可借助上述第一张力部件(313)相联动。
上述第一水平旋转轴(311)与上述第一马达(315)相连接。上述第一马达(315)可接收来自外部的电信号，并使上述第一水平旋转轴(311)旋转。
因此，上述第二水平旋转轴(312)可与上述第一水平旋转轴(311)相联动并旋转，且上述旋转体(230)也可沿着水平方向旋转。
上述第一单位腿(210)的一端可与上述旋转体(230)相连接，以第二轴(②)为旋转中心进行上下旋转。
上述第一单位腿(210)可借助上述第二旋转部(320)而上下旋转。
上述第二旋转部(320)由第一垂直旋转轴(321)、第二垂直旋转轴(322)、第二张力部件(323)及第二马达(325)构成。
上述第一垂直旋转轴(321)沿着第二轴(②)设于上述旋转体(230)。上述第一单位腿(210)的一端以能够上下旋转的方式与上述第一垂直旋转轴(321)相连接。
上述第二垂直旋转轴(322)在与上述第一垂直旋转轴(321)具有规定距离的位置设于上述第一单位腿(210)。上述第二垂直旋转轴(322)与上述第二轴(②)相一致。
上述第二张力部件(323)与上述第一垂直旋转轴(321)、第二垂直旋转轴(322)相连接。上述第一垂直旋转轴(321)和上述第二垂直旋转轴(322)可借助上述第二张力部件(323)相联动。
上述第二马达(325)与上述第二垂直旋转轴(322)相连接。上述第二马达(325)接收来自外部的电信号，并使上述第二垂直旋转轴(322)旋转。因此，第一垂直旋转轴(321)和第二垂直旋转轴(322)相联动并旋转。
由此，第一单位腿(210)可通过如上所述的动作来上下旋转。
上述第二单位腿(220)与上述第一单位腿(210)的端部连杆连接。
上述第二单位腿(220)可借助第三旋转部(330)而在上述第一单位腿(210)的端部进行上下旋转。
上述第三旋转部(330)由第一追加垂直旋转轴(331)、第二追加垂直旋转轴(332)、第三张力部件(333)及第三马达(335)构成。
上述第一追加垂直旋转轴(331)设于上述第一单位腿(210)和上述第二单位腿(220)的连杆连接部分。因此，上述第一单位腿(210)的另一端和第二单位腿(220)的一端以能够借助上述第一追加垂直旋转轴(331)进行上下旋转的方式相连接。其中，上述第一追加垂直旋转轴(331)与上述第二轴(②)相一致。
上述第二追加垂直旋转轴(332)以与上述第一追加垂直旋转轴(331)分隔规定间距的方式设于上述第一单位腿(210)。上述第二追加垂直旋转轴(332)与上述第二轴(②)相一致。
上述第三张力部件(333)用于连接上述第一追加垂直旋转轴(331)和上述第二追加垂直旋转轴(332)。因此，上述第一追加垂直旋转轴(331)和上述第二追加垂直旋转轴(332)可借助上述第三张力部件(333)相联动并旋转。
上述第一追加垂直旋转轴(331)与第三马达(335)相连接。上述第三马达(335)接收来自外部的电信号，并使上述第一追加垂直旋转轴(331)旋转。因此，第一追加垂直旋转轴(331)和第二追加垂直旋转轴(332)相联动并旋转。
上述第二单位腿(220)在上述第二单位腿(220)的中央部，沿着另一端向外侧形成突出部分。实质上，上述第二单位腿(220)的另一端为与海底面相接而支撑机器人本体(100)的部分。
因此，如上所述形成突出部分的情况下，具有在支撑机器人本体(100)时能够确保稳定的支撑力的优点。
进而，在上述固定部件(201)设有第一张力调节部件，在上述旋转体(230)设有第二张力调节部件，在上述第一单位腿(210)设有第三张力调节部件。
上述第一、第二、第三张力调节部件分别具有相同结构。
上述第一、第二、第三张力调节部件分别能够由张力测定器、加压部件(314、324、334)及控制器(600)(参照图7)构成。
典型地，包括在第一张力调节部件的张力测定器用于测定第一张力部件(313)的张力值。
上述加压部件(314)可为辊等部件，紧贴于第一张力部件(313)的外围。并且，上述加压部件(314)具有借助上述控制器(600)进行伸缩动作的气缸(未图示)，从而以能够直线流动的方式设置，以能够向上述第一张力部件(313)加压。
上述控制器(600)接收测定到的张力值，并控制上述加压部件(314)的流动，以使上述张力值成为已设置的基准张力值。上述加压部件(314)的流动可为直线流动。
因此，第一张力部件(313)可通过如上所述的张力值的控制来保持规定的张力值。
并且，上述第二张力部件(323)及第三张力部件(333)也可通过如上所述的方式来保持规定的张力值。
由此，当旋转体(230)、第一单位腿(210)及第二单位腿(220)进行旋转动作时，能够容易地减少旋转误差范围。
并且，在上述第二单位腿(220)的另一端设有第二测压元件(R2)。上述第二测压元件(R2)可测定上述第二单位腿(220)的另一端支撑海底面时所产生的压力值。
以上，对于侧部腿(200)的结构进行了说明。上述侧部腿(200)可设有四个，并以机器人本体(100)的中心线为基准，在机器人本体(100)的两侧各配置有两个。
作业腿(500)
图6a为示出根据本发明的作业腿的立体图，图6b为示出图6a的作业腿的实物照片。
参照图6a及图6b，上述作业腿(500)设有一双，且以形成规定间距的方式配置于机器人本体的一端部或前端部。
上述作业腿(500)由固定部件、旋转体、第一单位腿(510)、第二单位腿(520)、旋转部及夹持部(400)构成。
实质上，上述第一单位腿(510)和第二单位腿(520)可与在侧部腿(200)的结构说明中提及的第一单位腿(210)、第二单位腿(220)的结构相同。并且，上述固定部件、旋转体及旋转部实质上也与包括于侧部腿(200)的固定部件(201)、旋转体(230)及旋转部相同。
因此，以下省略对上述第一单位腿(510)、第二单位腿(520)及上述旋转部的说明。
只是，在上述第二单位腿(520)的另一端未设有第二测压元件(R2)。
并且，在上述第二单位腿(520)形成有收容空间(521)。
上述夹持部(400)由第四旋转部(430)、旋转部件(410)、夹持器(420)构成。
上述第四旋转部(430)由第一夹具旋转轴(431)、第二夹具旋转轴(432)、第四张力部件(433)、第四马达(435)构成。
上述第一夹具旋转轴(431)设于上述第二单位腿(520)，并与上述第二追加垂直旋转轴(422)并排配置。上述第二夹具旋转轴(432)设于上述第二单位腿(520)的下端。上述第一夹具旋转轴(431)、第二夹具旋转轴(432)与第二轴(②)相一致。
上述第四张力部件(433)用于连接上述第一夹具旋转轴(431)和上述第二夹具旋转轴(432)。
因此，上述第一夹具旋转轴(431)和上述第二夹具旋转轴(432)可相联动并旋转。
上述第四马达(435)接收来自外部的电信号，并使上述第一夹具旋转轴(431)旋转。
上述旋转部件(410)的一端以能够旋转的方式与上述第二夹具旋转轴(432)相连接。因此，上述旋转部件(410)可进行上下旋转。
因此，上述旋转部件(410)在折叠的情况下，可成为在形成于第二单位腿(520)的收容空间(521)折叠并收容的状态；上述旋转部件(410)在展开的情况下，可成为从上述收容空间(521)脱离的状态。
其中，在上述旋转部件(410)的一端设有用于测定压力值的第一测压元件(R1)。
在上述旋转部件(410)的另一端设有上述夹持器(420)。
上述夹持器(420)设于上述旋转部件(410)的另一端，并由固定体(421)和夹具(422)构成，上述固定体(421)具有第五马达(423)，且上述夹具(422)设于上述固定体(421)。上述夹具(422)可为通过展开或收拢来实施夹具动作的部件。
在上述固定体(421)设有：主齿轮(G1)，与上述第五马达(423)的旋转动作相联动；一双辅助齿轮(G2)，与上述主齿轮(G1)相联动。
上述夹具(422)设有一双，以使一端与上述一双辅助齿轮(G2)的相连接来实现联动。
其中，上述主齿轮(G1)与上述一双辅助齿轮vG2)中的一个齿轮实现齿轮连接，且一双辅助齿轮(G2)实现齿轮连接。
因此，若上述主齿轮(G1)借助第五马达(423)而旋转，则上述一双辅助齿轮(G2)将同时实现联动。
并且，一端与一双辅助齿轮(G2)相连接的夹具(422)可沿着相互展开或收拢的方向进行旋转动作，并实施夹捡位于海底的矿物等的作业。
图7示出本发明的海底机器人的电性结构。
另一方面，参照图4至图7，上述控制器(600)从设于上述侧部腿(200)的第二测压元件(R2)和设于作业腿(500)的第一测压元件(R1)接收借助海底面的支撑来测定的压力值以及包含于侧部腿(200)及作业腿(500)的力－力矩传感器(F)所测定到的力，，并根据多个腿(200、500)得到支撑的地面角度来控制第一马达(315)、第二马达(325)、第三马达(335)，以保持上述机器人本体(100)的重心，由此控制上述机器人本体(100)的姿势。
设于机器人本体(100)的多个腿(200、500)以支撑地面的状态保持姿势，可在步行或作业时停止。
其中，第一测压元件(R1)、第二测压元件(R2)用于测定在多个腿(200、500)的端部产生的压力值。
在此情况下，设于机器人本体(100)和各腿(200、500)的开始部分之间的力－力矩传感器(F)测定腿的开始部分的力。
并且，控制器(600)接收所测定到的上述力和压力值。
上述控制器(600)可基于在各腿(200、500)的端部产生的压力值及力，来预测地面的角度或倾斜度。
上述控制器(600)可计算出各腿(200、500)的经补正的力和压力值，上述力能够根据上述地面的角度来保持机器人本体(100)的重心。
并且，上述控制器(600)可使用第一、第二、第三马达来控制各腿(200、500)的姿势及机器人本体(100)的姿势，以使各腿(200、500)具有经补正的力和压力值。
因此，根据本发明的海底机器人能够有效解决在复杂的海底地形条件下步行或作业时，因重心倾斜而摔倒等问题。
另一方面，上述控制器(600)与作业指示选择部(610)相连接，上述作业指示选择部向上述控制器(600)传输作业信号或步行信号。
若上述控制器(600)从上述作业指示选择部(610)接收到上述作业信号，则使用上述第四马达(435)及上述第五马达(423)来使上述旋转部件(410)从上述收容空间(521)脱离，并使上述夹具(422)实施夹具动作。
若上述控制器(600)从上述作业指示选择部(610)接收到上述步行信号，则使上述旋转部件(410)位于上述收容空间(521)。
另一方面，图8示出具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的控制系统。
本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的控制系统由远程控制用笔记本电脑、主计算机(Main Computer)、控制器局域网络接口卡(CAN Interface Card)、F/T传感器、惯性传感器(Inertialsensor)、关节马达控制器(Joint Motor Controller)、双限位传感器(Dual limitsensor)构成。上述F/T传感器是上述力－力矩传感器。
上述远程控制用笔记本电脑和主计算机通过无线局域网(WLAN)进行通信。
主计算机通过由PC104形式的总线连接的控制器局域网络接口卡来与F/T传感器、惯性传感器及用于控制上述马达的动作的关节马达控制器进行通信。
主计算机通过无线局域网来接收来自笔记本电脑的命令，并根据接收到的命令来演算各关节马达的输入值。
经演算的关节马达输入值根据控制器局域网络通信协议，通过控制器局域网络接口卡来传输到关节马达控制器。
关节马达控制器根据接收到的关节马达输入值来控制关节马达，在此情况下，利用双限位传感器来检测到达角度的限界范围与否。
主计算机控制各关节，并在步行或利用夹具的作业过程中，利用F/T传感器来测定施加于腿的力和力矩，由此判断步行或作业是否有异常。
并且，利用惯性传感器来感测本体的姿势和动作。由此识别本体的均衡状态，从而能够执行对于外界干扰的姿势或步行稳定化控制。
根据对于外界干扰的稳定化控制结果来演算的关节马达输入值将重新传输到关节马达控制器，并重复一系列的控制过程。
接着，参照上述结构，对本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人的作用进行说明。
参照图2a至图3，本发明的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人能够在陆地实施投放到深海中的海底机器人所需的各种技术，例如步行技术及对于外界干扰的姿势稳定化技术的测试。
设于机器人本体(100)的侧部腿(200)和作业腿(500)的下端可构成支撑在地面的状态。
在此情况下，在一双作业腿(500)中，旋转部件(410)以能够折叠的方式收容于第二单位腿(520)的收容空间(521)。
因此，连接于旋转部件(410)的夹持器(420)以未使用的状态收容于第二单位腿(520)的收容空间内。
在如上所述的状态下，第二测压元件(R2)和第一测压元件(R1)支撑地面并测定压力值，并将其传输到控制器(600)，上述第二测压元件(R2)设于侧部腿(200)的第二单位腿(220)的下端，且第一测压元件(R1)设于作业腿(500)的旋转部件(410)的一端。上述压力值为对于地面的垂直压缩力。
与此同时，配置于侧部腿(200)及作业腿(500)和机器人本体(100)之间的力－力矩传感器(F)测定在以如上所述的方式支撑的情况下产生的力，并将其传输到控制器(600)。
并且，上述控制器(600)控制上述第一马达(315)、第二马达(325)、第三马达(335)，以使上述力和测定到的上述压力值与上述机器人本体(100)的重心构成平衡，由此能够控制上述机器人本体(100)的姿势。
因此，在上述地面以规定角度倾斜的情况下，上述控制器(600)以如上所述的方式控制马达，来变更侧部腿(200)及作业腿(500)的姿势，以解决因机器人本体(100)的重心倾斜而导致机器人本体(100)摔倒的现象，由此能够体现稳定的机器人本体(100)的姿势。
进而，上述地面平坦，但直接受到潮流等外界干扰的情况下，各力－力矩传感器F测定因干扰的力，并将其传输到控制器(600)，控制器(600)通过控制马达来变更侧部腿(200)及作业腿(500)的姿势，以防止机器人本体(100)摔倒。
另一方面，可使用根据本发明的作业指示选择部(610)，来向控制器(600)传输步行信号或作业信号。
因此，上述控制器(600)通过控制马达来使侧部腿(200)及作业腿(500)动作，由此能够实施步行动作。
在此情况下，第二测压元件(R2)和第一测压元件(R1)测定在地面步行时所产生的压力值，并将其传输到控制器(600)，上述第二测压元件设于侧部腿(200)的第二单位腿(220)的下端，且第一测压元件设于作业腿(500)的旋转部件(410)的一端。
与此同时，配置于侧部腿(200)及作业腿(500)和机器人本体(100)之间的力－力矩传感器(F)测定出以如上所述的方式进行步行动作的情况下所产生的力，并将其传输到控制器(600)。
并且，上述控制器(600)控制上述第一马达(315)、第二马达(325)、第三马达(335)，使得当以如上所述的方式步行时传达的上述力和测定到的上述压力值与上述本体(100)的重心构成平衡，由此能够控制上述机器人本体(100)的姿势。
在步行的情况下，地面倾斜或受到潮流等外界干扰的情况下，如上所述，通过控制马达来变更控制腿(200、500)的姿势，以防止机器人本体(100)在进行步行动作时摔倒。
相反，如图6b所示，若上述控制器(600)接收到作业信号，则在设于机器人本体(100)的前端部的一双作业腿(500)，能够使旋转部件(410)旋转，从而从第二单位腿(520)展开。
因此，以自由方式连接于上述旋转部件(410)的端部的夹持器(420)能够向外部突出，以此来做好执行采挖矿物等作用的准备。
即，上述控制器(600)使用第四马达(435)来使包括在一双作业腿(500)的旋转部件(410)旋转，以使上述旋转部件(410)从第二单位腿(520)的收容空间(521)脱离。
由此，根据本发明的夹持部(420)可在一双作业腿(500)呈展开的状态，上述一双作业腿(500)设于机器人本体(100)的前端部。
即，根据本发明的夹持部(400)从上述作业腿(500)展开，并成为能够进行作业的状态。
并且，上述控制器(600)可使用第五马达(423)来使夹持器(420)的夹具(422)向收拢或展开的方向动作，并实施夹捡矿物等作业对象物的作业。
相反，使用夹持部(400)来结束作业的情况下，若作业信号停止，则夹持部(400)以能够折叠的方式位于收容空间(521)，上述收容空间形成于一双作业腿(500)的第二单位腿(520)。
即，包括在一双作业腿(500)的夹持部(400)复原到展开之前的状态即原位置。
其中，如上所述，夹持部(400)以能够折叠的方式位于形成于各作业腿(500)的第二单位腿(520)的收容空间(521)的情况下，使用剩余的腿(200)，即四个侧部腿(200)来控制机器人本体(100)的姿势，以防止机器人本体摔倒。
在这种情况下，根据本发明的控制器(600)通过控制马达来变更和控制四个侧部腿(200)的姿势。例如：设有一双作业腿(500)的机器人本体(100)的一部分抬向上方，从而变更为从整个机器人本体(100)的前端部沿着后端部向下倾斜的动作。在此情况下，机器人本体(100)用四个侧部腿(200)支撑在地面上。
接着，夹持部(400)折叠之后，控制器(600)变更一双作业腿(500)的姿势，以便在一双作业腿(500)折叠的旋转部件(410)的端部能够得到地面的支撑。
上述一双作业腿得到(500)地面支撑的情况下，控制器(600)重新通过控制马达，使用六个腿(200、500)来实施姿势控制，以防止机器人本体(100)摔倒。
因此，根据本发明的实施例能够在陆地事先检验如下技术：即，在海底面步行时，将多个腿用于步行；当进行作业时，从设于机器人本体的前端的多个腿展开夹持器，并混用为作业所需的机械手臂。
产业上可利用性
本发明具有能够在陆地事先检验海底机器人所需的海底步行技术或应对潮流等外界干扰的姿势稳定化技术等的效果。
并且，本发明具有如下效果：当步行时，使用全部六个腿来步行；当进行如提取等作业时，从设于机器人本体的前端的一双作业腿展开夹持器并使用，由此能够在陆地事先检验在海底作业时的技术。
附图标记的说明
100：机器人本体 200：侧部腿
210：第一单位腿 220：第二单位腿
310：第一旋转部 320：第三旋转部
330：第三旋转部 400：夹持部
410：旋转部件 420：夹持器
421：固定体 422：夹具
500：作业腿 510：第一单位腿
520：第二单位腿 521：收容空间
Claims (10)
1.一种具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，包括：
机器人本体；
多个腿，设于所述机器人本体，以具有多个自由度；以及
至少一个夹持部，以能够折叠的方式设于所述多个腿中的一个以上。
2.根据权利要求1所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，所述各腿以所述机器人本体的中心线为界线，以相对应的数量设于所述机器人本体的两侧。
3.根据权利要求1所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
所述各腿具有：
固定部件，设于所述机器人本体；
旋转体，以能够沿着水平方向旋转的方式设于所述固定部件；
第一单位腿，以能够上下旋转的方式与所述旋转体相连接；
第二单位腿，与所述第一单位腿连杆连接，并上下旋转；
旋转部，用于控制所述旋转体、所述第一单位腿、所述第二单位腿的旋转。
4.根据权利要求3所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
所述旋转部具有第一旋转部、第二旋转部、第三旋转部；
所述第一旋转部具有：
第一水平旋转轴，设于所述固定部件，
第二水平旋转轴，用于构成所述旋转体的旋转中心；
第一张力部件，用于连接所述第一水平旋转轴和所述第二水平旋转轴，
第一马达，用于使所述第一水平旋转轴旋转；
所述第二旋转部具有：
第一垂直旋转轴，形成于所述旋转体，并构成所述第一单位腿的旋转中心，
第二垂直旋转轴，设于所述第一单位腿，并与所述第一垂直旋转轴并排配置，
第二张力部件，用于连接所述第一垂直旋转轴和所述第二垂直旋转轴，
第二马达，用于使所述第一垂直旋转轴旋转；
所述第三旋转部具有：
第一追加垂直旋转轴，设于所述第一单位腿和所述第二单位腿的连杆连接部分，并构成所述第二单位腿的旋转中心，
第二追加垂直旋转轴，设于所述第一单位腿，并与所述第一追加垂直旋转轴并排配置，
第三张力部件，用于连接所述第一追加垂直旋转轴和所述第二追加垂直旋转轴；
第三马达，用于使所述第一追加垂直旋转轴旋转。
5.根据权利要求4所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
在所述固定部件设有第一张力调节部件，在所述旋转体设有第二张力调节部件，在所述第一单位腿设有第三张力调节部件，
所述第一张力调节部件、所述第二张力调节部件、所述第三张力调节部件分别具有：
张力测定器，用于分别测定所述第一张力部件、所述第二张力部件、所述第三张力部件的张力值；
加压部件，紧贴于所述第一张力部件、所述第二张力部件、所述第三张力部件，并能够加压流动；
控制器，用于控制所述加压部件的流动，使得测定到的所述张力值成为已设定的基准张力值。
6.根据权利要求4所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
所述夹持部具有第四旋转部、旋转部件、夹持器；
所述第四旋转部具有：
第一夹具旋转轴，设于所述第二单位腿，并与所述第二追加垂直旋转轴并排配置，
第二夹具旋转轴，设于所述第二单位腿的下端，
第四张力部件，用于连接所述第一夹具旋转轴和所述第二夹具旋转轴，
第四马达，用于使所述第一夹具旋转轴旋转；
所述旋转部件的一端以能够旋转的方式与所述第二夹具旋转轴相连接；
所述夹持器设于所述旋转部件的另一端，并具有：
固定体，设有第五马达，
夹具，设于所述固定体；
在所述固定体设有：
主齿轮，与所述第五马达的旋转动作相联动；
一双辅助齿轮，与所述主齿轮相联动；
所述夹具设有一双，以使所述夹具的一端与所述一双辅助齿轮相连接并联动。
7.根据权利要求6所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
在所述固定部件和所述机器人本体之间设有力－力矩传感器，用于测定在所述固定部件和所述机器人本体之间产生的力；
在所述旋转部件的一端设有第一测压元件；
在不具有所述夹持部的所述第二单位腿的下端设有第二测压元件，所述第二测压元件用于测定在海底面和所述第二单位腿的下端之间产生的压力值；
所述控制器接收在所述力－力矩传感器测定的所述力和在所述第一、第二测压元件测定的所述压力值，来控制所述第一马达、所述第二马达、所述第三马达，使得能够根据支撑所述多个腿的地面角度来保持所述机器人本体的重心，由此控制所述机器人本体的姿势。
8.根据权利要求6所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，在所述第二单位腿形成有收容空间，所述夹持部以能够折叠的方式内置于所述收容空间。
9.根据权利要求8所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
所述控制器与用于向所述控制器传输作业信号或步行信号的作业指示选择部相连接，
若所述控制器从所述作业指示选择部接收到所述作业信号，则使用所述第四马达及所述第五马达来使所述旋转部件从所述收容空间脱离，并使所述夹具实施夹具动作；
若所述控制器从所述作业指示选择部接收到所述步行信号，则使所述旋转部件位于所述收容空间。
10.根据权利要求9所述的具有手足兼用机械手臂和多个关节的六足步行机器人，其特征在于，
所述多个腿具有：
多双侧部腿，设于所述海底机器人的两侧部，
一双作业腿，设于所述海底机器人的一端部；
所述夹持部分别以能够折叠的方式设于所述作业腿的第二单位腿。
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