CN110001815A - 可攀爬双面多足仿生机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可攀爬双面多足仿生机器人，包括控制器和车身，车身周围设有挡板，车身下方设有若干个船足，每个船足分别由船足驱动电机驱动；有一圆钢穿过车体两侧面的挡板，在圆钢的两端分别设置钩子支架，圆钢和钩子支架铰接，钩子固定在钩子支架上，钩子在一双轴电机驱动下实现360度的旋转，所述船足驱动电机和双轴电机均由控制器控制。本发明还提供一种基于上述机器人的控制方法，本发明通过设置可360度旋转的钩子，可使仿生机器人翻过较高的障碍物，也可实现一定幅度的敲打，进而攻击敌方机器人，具有控制灵活、功能多样的优点。
Description
技术领域
本发明涉及机器人研究领域，特别涉及一种可攀爬双面多足仿生机器人及其控制方法。
背景技术
目前，在robotic比赛中的机器人大多数以攻击为主，防御能力较差，结构复杂。在对战中容易被掀翻或卡死，从而影响比赛的结果。
因此，需要提供一种突发性强，避免对战，能抓准时机一招制敌，且控制灵活的多足机器人。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可攀爬双面多足仿生机器人及其控制方法，该机器人具有突发性强，易翻越障碍，攻击速度快，控制灵活的优点。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：可攀爬双面多足仿生机器人，包括控制器和车身，车身周围设有挡板，车身下方设有若干个船足，每个船足分别由船足驱动电机驱动；有一圆钢穿过车体两侧面的挡板，在圆钢的两端分别设置钩子支架，圆钢和钩子支架铰接，钩子固定在钩子支架上，钩子在一双轴电机驱动下实现360度的旋转，所述船足驱动电机和双轴电机均由控制器控制。本发明通过设置可360度旋转的钩子，可使仿生机器人翻过较高的障碍物，也可实现一定幅度的敲打，进而攻击敌方机器人，具有控制灵活、功能多样的优点。
优选的，所述可攀爬双面多足仿生机器人设有4个双面船足，包括两个后足和两个前足，4个双面船足均分别由一个船足驱动电机驱动，所述船足驱动电机采用直流行星减速电机。从而可以精确控制机器人的行驶和转向，且采用双面船足，仿生机器人两面皆可行走，可有效防止机器人被倾翻的现象。
更进一步的，每个所述双面船足由3个双面船足脚相互错开六十度组成。机器人采用这种爬行式的仿生驱动装置来实现，在行走过程中更加流畅，不会出现卡顿的现象。
更进一步的，每个所述船足与船足驱动电机之间由轴承传动。轴承传动的优点在于防止船足在高速行走中卡住。
更进一步的，所述船足安装在车身和挡板之间。这样船足用挡板围绕在车身周围，起到防止船足被某物卡住的作用。
优选的，车身包括用于固定船足驱动电机和双轴电机的固定板，不包括底盘。无底盘在一定程度上减轻了机器人自身的重量，使仿生机器人行走更加灵活，攀爬障碍物更加迅速。
优选的，所述控制器通过无线通信模块与遥控器连接。从而可以实现远程智能遥控。
优选的，所述钩子支架、挡板均采用铝合金制成。具有重量轻、硬度高的优点。
基于上述可攀爬双面多足仿生机器人的控制方法，包括步骤：
当机器人作为攻击机器人时，通过无线远程控制机器人用钩子摆动，从而使钩子以一定幅度进行敲打，然后通过无线远程遥控控制双轴电机，使双轴电机正反转，迅速攻击敌方机器人；
当机器人作为攀爬机器人时，通过无线远程遥控，控制钩子支架慢慢旋转，使整个机器人翻转，当前半部分的船足落地时，通过控制船足驱动电机使船足向前运动，进而越过障碍物。
优选的，预先根据机器人翻越障碍的高度，确定车身的长度、钩子和钩子支架的总长度以及钩子支架固定在挡板的位置。通过上述设计，从而可以根据各种竞赛场合中不同障碍物的高度进行适应性的调整。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明设置一个能旋转的钩子，一方面可以用来攻击，另一方面可以通过钩子支架的旋转使整个车身翻转，从而使机器人越过较高的障碍物。
2、本发明通过无线遥控器远程操作控制电机，可利用钩子支架近距离攻击对手，可用于robotac比赛或竞技型游戏比赛，具有实用性。
3、本发明中机器人车身矮小，防撞能力强，攻击迅速有效，对抗时就算翻了，也能行走(双面船足)。
4、本发明机器人通过无线遥控器远程控制，控制船足不断动作，可实现机器人的前后左右快速移动控制。
5、本发明控制容易，维修简便，易于操作，具有突发性强，易翻越障碍，攻击速度快，控制灵活的优点。
6、本发明机器人不仅仅可以越过较高的障碍物，也能适用于各种复杂崎岖的地形，在丛林草地上具有优势。
附图说明
图1是本实施例的立体图1。
图2是本实施例的立体图2。
图3是本实施例的立体图3。
图中：1-船足脚、2-钩子、3-钩子支架、4-直流行星减速电机、5-挡板、6-双轴电机、7-圆钢。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1-3所示，本实施例可攀爬双面多足仿生机器人，包括船足、钩子2、钩子支架3、船足驱动电机4、挡板5、双轴电机6、圆钢7、控制器等部件，车身周围设有挡板，车身下方设有4个船足，每个船足分别由船足驱动电机驱动。有一圆钢穿过车体两侧面的挡板，在圆钢的两端分别设置钩子支架，圆钢和钩子支架铰接，钩子固定在钩子支架上，钩子在一双轴电机驱动下实现360度的旋转，所述船足驱动电机和双轴电机均由控制器控制。
参见图1、3，本实施例中，多足机器人不是采用电机驱动的船足，而是用爬行式的仿生驱动装置来实现。船足有4个，均为双面船足，每个船足分别对应一个直流行星减速电机，可以正反转，左边的两个电机为一组，右边的两个电机为一组，用两个电调控制。船足与船足驱动电机之间由轴承传动。控制小车运动状态的方法是：当左边和右边的速度和方向相同时，机器人前进或者后退；当左边的船足为后退，右边的船足前进，机器人左转；当左边的船足为前进，右边的船足后退，机器人右转。也可通过两边电机的速度差来实现转弯的效果。
本实施例中的船足质量较轻，磨损更小，内部轴承连接，飞轮储能，相比连杆工作的模式更可靠。适合高速电机，正反做战斗。每个双面船足由3个双面船足脚相互错开六十度组成，而且都是轴承带动，在电机高速运转中，更加流畅，不会出现卡顿现象。
本实施例中，车身包括中间的两个固定板，整个结构呈井字形态，使其更加牢固，用于固定船足驱动电机和双轴电机，不包括底盘，从而减轻了机器人自身的重量，使仿生机器人行走更加灵活，攀爬障碍物更加迅速。
本实施例中，车身周围设有挡板，船足安装在车身和挡板之间，起到防止船足被某物卡住的作用。且设置挡板可以防护车身上固定的电线线路，保障机器人的工作稳定，避免在攻击和攀爬时出现故障。
在挡板两侧板靠后的位置对称设有一个直径8mm的圆孔，将一条直径8mm的圆钢穿过圆孔，并通过法兰盘将圆钢与挡板固定，这条圆钢是用来支撑钩子支架的。
钩子支架安装在多足机器人的后方，静止状态时与车身呈水平状态，钩子支架与钩子之间采用法兰盘直接固定。圆钢与双轴电机通过联轴器相连，双轴电机转动，由联轴器与圆钢来带动支撑架旋转，可360度旋转，将整个车身翻转过来。通过钩子型的支撑架的翻转，就能使仿生机器人翻过较高的障碍物，在某些情况下，这个钩子型支撑架也能用来敲击东西。钩子和钩子支架都是由铝合金制成。
本实施例中，整个车身的长度可随翻越障碍物的高度来决定，当障碍物比较低时，机器人可以通过钩子支架使机器人升起一定的高度，直接使船足行走过去。当障碍物较高时，通过整个机器人的翻转使其通过障碍物。
本实施例中，该机器人可以按事先写好的的程序在丛林中做探索的工作，亦可通过2.4G通讯技术下的无线遥控器进行手动探索工作，具有较高的兼容性。
本发明控制方法如下：当机器人作为攻击机器人时，通过无线远程控制机器人用钩子摆动，从而使钩子可以大幅度的敲打。然后通过无线远程遥控控制双轴电机，使电机正反转，可迅速攻击敌方机器人。当机器人作为攀爬机器人时，通过无线远程遥控，控制钩子支架慢慢旋转，使整个机器人翻转，当前半部分的船足落地时，通过控制船足驱动电机使船足向前运动，这样就可以越过障碍物。具有对抗能力强，越障能力好，稳定性高，攻击状态可控的优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，包括控制器和车身，车身周围设有挡板，车身下方设有若干个船足，每个船足分别由船足驱动电机驱动；有一圆钢穿过车体两侧面的挡板，在圆钢的两端分别设置钩子支架，圆钢和钩子支架铰接，钩子固定在钩子支架上，钩子在一双轴电机驱动下实现360度的旋转，所述船足驱动电机和双轴电机均由控制器控制。
2.根据权利要求1所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，所述可攀爬双面多足仿生机器人设有4个双面船足，包括两个后足和两个前足，4个双面船足均分别由一个船足驱动电机驱动，所述船足驱动电机采用直流行星减速电机。
3.根据权利要求2所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，每个所述双面船足由3个双面船足脚相互错开六十度组成。
4.根据权利要求2所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，每个所述船足与船足驱动电机之间由轴承传动。
5.根据权利要求4所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，所述船足安装在车身和挡板之间。
6.根据权利要求1所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，车身包括用于固定船足驱动电机和双轴电机的固定板，不包括底盘。
7.根据权利要求1所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，所述控制器通过无线通信模块与遥控器连接。
8.根据权利要求1所述的可攀爬双面多足仿生机器人，其特征在于，所述钩子支架、挡板均采用铝合金制成。
9.基于权利要求1-8任一项所述的可攀爬双面多足仿生机器人的控制方法，其特征在于，包括步骤：
当机器人作为攻击机器人时，通过无线远程控制机器人用钩子摆动，从而使钩子以一定幅度进行敲打，然后通过无线远程遥控控制双轴电机，使双轴电机正反转，迅速攻击敌方机器人；
当机器人作为攀爬机器人时，通过无线远程遥控，控制钩子支架慢慢旋转，使整个机器人翻转，当前半部分的船足落地时，通过控制船足驱动电机使船足向前运动，进而越过障碍物。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，预先根据机器人翻越障碍的高度，确定车身的长度、钩子和钩子支架的总长度以及钩子支架固定在挡板的位置。
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