CN111391936A - 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人 - Google Patents

一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN111391936A
CN111391936A CN202010201275.7A CN202010201275A CN111391936A CN 111391936 A CN111391936 A CN 111391936A CN 202010201275 A CN202010201275 A CN 202010201275A CN 111391936 A CN111391936 A CN 111391936A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering engine
support
control unit
central control
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010201275.7A
Other languages
English (en)
Inventor
凌雪
全星宇
席柯
慈授秦
尤增颍
张敏
王飞
贡军
汪步云
黄胜洲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Polytechnic University
Original Assignee
Anhui Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Polytechnic University filed Critical Anhui Polytechnic University
Priority to CN202010201275.7A priority Critical patent/CN111391936A/zh
Publication of CN111391936A publication Critical patent/CN111391936A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接，机械腿通过接受中央控制单元输出的控制信号在雪地中运动，所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接；采用本技术方案，本案的蜘蛛型机器人能够自由行走于不同斜度的房顶或路面积雪，能够应对多种自然环境，配合市面上常见的除雪设备使用，可以达到自动化除雪的效果。

Description

一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人
技术领域
本发明属于工业机器人领域，更具体地说，本发明涉及一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人。
背景技术
随着国民经济的飞速发展，自动除雪装置成为日常生活的生活必须品，一般的除雪装置只适合在平顶房或平地上工作，无法实现斜顶房和复杂路面的除雪，也无法实现一体化破冰除雪，且大部分装置十分的笨重。据了解，目前中国仍有近一半居民采用手持推雪铲除雪，而这种除雪方式在房顶除雪时带来了极大的安全隐患，现有技术中采用的机械化除雪，常采用大型除雪机，这种设备尽管工作效率很高，但是由于本身重量和自由度的限制，无法进行房顶或者棚顶等处的除雪去冰操作，因此很多除雪设备并不适用于偶然出现极端天气的南方地区。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种行动自如且用于复杂环境下雪地行走的蜘蛛型机器人。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接，机械腿通过接受中央控制单元输出的控制信号在雪地中运动，所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述机身中包括顶板和底板，底板中设置有用于安装所述中央控制单元的凹槽，底板和顶板均延伸设置有用于对应于所述多个机械腿安装的腿部安装板，所述多个机械腿与机身相连接的端部通过对应的腿部安装板相连。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述机身的两侧对称设置有六个相同结构的机械腿，机械腿中包括控制其腿部运动的第一舵机、第二舵机和第三舵机以及对应舵机自由度的第一支架、第二支架和第三支架，第一舵机固定设置在所述底板和顶板对应的腿部安装板之间，第一舵机的输出端通过第一支架与第二舵机的侧部转动相连且通过第一舵机控制机械腿沿机身中轴线方向移动，第二舵机的输出端通过第二支架与第三舵机的侧部转动相连，第三舵机的输出端通过第三支架与机械腿末端转动相连，并且第二舵机和第三舵机相互配合控制机械腿末端垂直于地面方向上下移动，机械腿末端和第三支架的中部之间设置有限位杆，限位杆的两端铰接于机械腿末端和第三支架的中部。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述第一支架、第二支架和第三支架均设置有与对应分别铰接于舵机输出端及背离输出端的半工字型安装架，第一支架中半工字型安装架的非铰接面设置有安装所述第二舵机连接板，第二支架中的半工字型安装架中设置有垂直于第二舵机输出方向线的所述第三舵机连接板，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机通过第一支架、第二支架和第三支架形成输出轴相互垂直的安装状态，以控制所述机械腿在沿所述机身中轴线方向和垂直地面方向的自由度。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述机身中顶板和底板设置有容纳蓄电池的空腔，蓄电池与顶板底板之间设置成固定连接，且底板在所述凹槽和铲雪装置之间的板面设置有用于探测地面雪层厚度的探测器，探测器的信号输出端通过导线连接于所述中央控制单元并且转化探测的信号转换为电信号传递于中央控制单元。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述舵机采用型号为MG 996R。
本发明公开的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，所述中央控制单元采用24路舵机控制器，控制器中的CPU型号为STM32103RCT6。
采用本技术方案，本案采用六腿独立支撑机构，中央控制单元单独控制每条腿对应的舵机，使得机械腿独立允许并且调试成行走的平衡状态，以实现机器人的在复杂路面上平稳运动并且破冰铲雪，本案的蜘蛛型机器人能够清理不同的房顶或路面积雪，能够应对多种自然环境，使除雪破冰更加安全，清理工作更加便捷高效，由于本案的控制设备多采用舵机，因此制作成本相对较低，并且除雪的执行设备也相对比较常见，本案的机器人配合市面上常见的除雪设备安装在该机器人的端部，即可实现有效地屋顶或棚顶的积雪清除，适用于普通家庭或商户。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明蜘蛛型机器人的结构示意图；
图2为本发明中底板的俯视图；
图3为本发明中机械腿的轴侧视图；
图4为本发明中控制硬件的信号连接图。
图中标记为：1、机身；2、机械腿；3、底板；4、腿部安装板；5、凹槽；6、第一舵机；7、第一支架；8、第二舵机；9、第二支架；10、第三舵机；11、第三支架；12、限位杆；13、机械腿末端。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明蜘蛛型机器人的结构示意图，图2为本发明中底板的俯视图，如图1和图2所示的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，包括用以安装中央中央控制单元的机身1和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身1两侧的多个机械腿2，机身1中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿2的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接，机械腿2通过接受中央控制单元输出的控制信号在雪地中运动，机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接；机身中包括顶板和底板3，底板3中设置有用于安装所述中央控制单元的凹槽5，底板和顶板均延伸设置有用于对应于所述多个机械腿安装的腿部安装板4，多个机械腿2与机身1相连接的端部通过对应的腿部安装板4相连；中央控制单元采用24路舵机控制器，控制器中的CPU型号为STM32103RCT6。
图3为本发明中机械腿的轴侧视图，如图所示的机身的两侧对称设置有六个相同结构的机械腿，机械腿中包括控制其腿部运动的第一舵机6、第二舵机8和第三舵机10以及对应舵机自由度的第一支架7、第二支架9和第三支架11，第一舵机6固定设置在底板和顶板对应的腿部安装板之间，第一舵机6的输出端通过第一支架7与第二舵机8的侧部转动相连且通过第一舵机6控制机械腿沿机身中轴线方向移动，第二舵机8的输出端通过第二支架9与第三舵机10的侧部转动相连，第三舵机10的输出端通过第三支架11与机械腿末端13转动相连，并且第二舵机8和第三舵机10相互配合控制机械腿末端13垂直于地面方向上下移动，机械腿末端13和第三支架11的中部之间设置有限位杆12，限位杆12的两端铰接于机械腿末端13和第三支架11的中部；第一支架7、第二支架9和第三支架11均设置有与对应分别铰接于舵机输出端及背离输出端的半工字型安装架，第一支架7中半工字型安装架的非铰接面设置有安装所述第二舵机8连接板，第二支架9中的半工字型安装架中设置有垂直于第二舵机8输出方向线的第三舵机10连接板，第一舵机6、第二舵机8、第三舵机10通过第一支架7、第二支架9和第三支架11形成输出轴相互垂直的安装状态，以控制机械腿在沿所述机身中轴线方向和垂直地面方向的自由度，舵机采用型号为MG 996R；并且由于第二舵机和第三舵机输出轴相垂直的设置方式，使得本案的机械腿在行走时可以抬起到较大的高度，因此在雪地中的行走过程是非常流畅的。
图4为本发明中控制硬件的信号连接图，如图所示的CPU(STM32103RCT6)通过24路舵机控制器中设有的对应于腿部三个舵机(第一舵机、第二舵机、第三舵机)的舵机分驱动，CPU通过舵机分驱动与腿部的每个舵机独立相连，即可对每条腿的舵机输出独立的控制信号，因此，本案的机械腿控制是非常适用于雪地行走的；并且由于本案的机械腿的抬起或下落高度是需要根据雪地厚度的实际情况进行预判的，因此本案采用了探测器作为了雪地厚度信息的输入装置(类似于传感器)，CPU根据雪地的实际厚度控制机械腿行走。
上述中的机身中顶板和底板设置有容纳蓄电池的空腔，蓄电池与顶板底板之间设置成固定连接，且底板在所述凹槽和铲雪装置之间的板面设置有用于探测地面雪层厚度的探测器，探测器的信号输出端通过导线连接于所述中央控制单元并且转化探测的信号转换为电信号传递于中央控制单元，中央控制单元通过获取雪地的厚度信息，确定机械腿行走时需要采用的姿态和作用力，并且输出相应的控制信号于每条腿中对应的舵机，使得每条机械腿的控制相对更加独立，以应对复杂的雪地环境；电池的结构安装位置大多根据实际需求做成上固定或者底固定，因此，电池本身的可以安装位置相对比较多，本案图中未画出电池的所在位置，电池的型号和安装的方式根据实际需要设置。
采用本技术方案，本案采用六腿独立支撑机构，中央控制单元单独控制每条腿对应的舵机，使得机械腿独立允许并且调试成行走的平衡状态，以实现机器人的在复杂路面上平稳运动并且破冰铲雪，本案的蜘蛛型机器人能够清理不同的房顶或路面积雪，能够应对多种自然环境，使除雪破冰更加安全，清理工作更加便捷高效，由于本案的控制设备多采用舵机，因此制作成本相对较低，并且除雪的执行设备也相对比较常见，本案的机器人配合市面上常见的除雪设备安装在该机器人的端部，即可实现有效地屋顶或棚顶的积雪清除，适用于普通家庭或商户。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于：包括用以安装中央控制单元的机身和沿机身中平行于地面的中轴线对称设置于机身两侧的多个机械腿，机身中的中央控制单元设置有与两侧的多个机械腿的信号输出端相对应的多个信号输出端并且相连接，机械腿通过接受中央控制单元输出的控制信号在雪地中运动，所述机身中还设置有用于探测雪层厚度的探测器，且探测器的信号输出端与中央控制单元对应设置的输入端相连接。
2.按照权利要求1所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述机身中包括顶板和底板，底板中设置有用于安装所述中央控制单元的凹槽，底板和顶板均延伸设置有用于对应于所述多个机械腿安装的腿部安装板，所述多个机械腿与机身相连接的端部通过对应的腿部安装板相连。
3.按照权利要求1所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述机身的两侧对称设置有六个相同结构的机械腿，机械腿中包括控制其腿部运动的第一舵机、第二舵机和第三舵机以及对应舵机自由度的第一支架、第二支架和第三支架，第一舵机固定设置在所述底板和顶板对应的腿部安装板之间，第一舵机的输出端通过第一支架与第二舵机的侧部转动相连且通过第一舵机控制机械腿沿机身中轴线方向移动，第二舵机的输出端通过第二支架与第三舵机的侧部转动相连，第三舵机的输出端通过第三支架与机械腿末端转动相连，并且第二舵机和第三舵机相互配合控制机械腿末端垂直于地面方向上下移动，机械腿末端和第三支架的中部之间设置有限位杆，限位杆的两端铰接于机械腿末端和第三支架的中部。
4.按照权利要求3所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述第一支架、第二支架和第三支架均设置有与对应分别铰接于舵机输出端及背离输出端的半工字型安装架，第一支架中半工字型安装架的非铰接面设置有安装所述第二舵机连接板，第二支架中的半工字型安装架中设置有垂直于第二舵机输出方向线的所述第三舵机连接板，所述第一舵机、第二舵机、第三舵机通过第一支架、第二支架和第三支架形成输出轴相互垂直的安装状态，以控制所述机械腿在沿所述机身中轴线方向和垂直地面方向的自由度。
5.按照权利要求2所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述机身中顶板和底板设置有容纳蓄电池的空腔，蓄电池与顶板底板之间设置成固定连接，且底板在所述凹槽和铲雪装置之间的板面设置有用于探测地面雪层厚度的探测器，探测器的信号输出端通过导线连接于所述中央控制单元并且转化探测的信号转换为电信号传递于中央控制单元。
6.按照权利要求3所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述中央控制单元设置有多个信号输出端，所述每条机械腿中的第一舵机、第二舵机和第三舵机的信号输入端分别连接于中央控制单元对应的信号输出端，机械腿通过相应的舵机接收中央控制单元输出的控制信号对应调节机械腿的自由度。
7.按照权利要求3所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述舵机采用型号为MG 996R。
8.按照权利要求1所述的一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人，其特征在于，所述中央控制单元采用24路舵机控制器，控制器中的CPU型号为STM32103RCT6。
CN202010201275.7A 2020-03-20 2020-03-20 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人 Pending CN111391936A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010201275.7A CN111391936A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010201275.7A CN111391936A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111391936A true CN111391936A (zh) 2020-07-10

Family

ID=71424846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010201275.7A Pending CN111391936A (zh) 2020-03-20 2020-03-20 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111391936A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094285C1 (ru) * 1995-08-09 1997-10-27 Александр Андреевич Митрофанов Снегоходное транспортное средство
CN102849140A (zh) * 2012-09-28 2013-01-02 河北工业大学 一种多运动模式仿生移动机器人
CN105128975A (zh) * 2015-04-07 2015-12-09 哈尔滨工业大学深圳研究生院 高载重比六足仿生机器人及其腿部结构优化方法
CN205059785U (zh) * 2015-08-18 2016-03-02 长安大学 一种仿昆虫的多足机器人平台
CN106005091A (zh) * 2016-07-13 2016-10-12 安徽禄讯电子科技有限公司 六足机器人
CN106245571A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 沈阳中兴电力通信有限公司 自动导航除雪机器人系统
CN106476926A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 中南大学 一种新型悬浮腿式机器人
CN109533074A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 西北农林科技大学 一种六足机器人及其直行步态的实施方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094285C1 (ru) * 1995-08-09 1997-10-27 Александр Андреевич Митрофанов Снегоходное транспортное средство
CN102849140A (zh) * 2012-09-28 2013-01-02 河北工业大学 一种多运动模式仿生移动机器人
CN105128975A (zh) * 2015-04-07 2015-12-09 哈尔滨工业大学深圳研究生院 高载重比六足仿生机器人及其腿部结构优化方法
CN205059785U (zh) * 2015-08-18 2016-03-02 长安大学 一种仿昆虫的多足机器人平台
CN106476926A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 中南大学 一种新型悬浮腿式机器人
CN106005091A (zh) * 2016-07-13 2016-10-12 安徽禄讯电子科技有限公司 六足机器人
CN106245571A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 沈阳中兴电力通信有限公司 自动导航除雪机器人系统
CN109533074A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 西北农林科技大学 一种六足机器人及其直行步态的实施方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN214844579U (zh) 一种水利工程坝体的强度检测设备
CN111391936A (zh) 一种用于雪地行走的蜘蛛型机器人
CN203902718U (zh) 一种底盘一体成型的机器人平台
CN203306138U (zh) 一种基于液压系统的类人型双足机器人
CN210998685U (zh) 双臂机器人
CN209648723U (zh) 一种机械手用摆动式机械臂
CN114030006B (zh) 一种机械臂智能伸缩结构
CN206885207U (zh) 一种带有可提升结构的全向移动机器人底盘
CN101733745B (zh) 太阳能驱动的模块化移动机器人
CN201594006U (zh) 一种低耗能称重传感器及磅秤
CN214189854U (zh) 基于轮足式混合移动的协作交互机器人
CN110576451A (zh) 用于方形电池的伸缩夹爪装置及应用其的生产线
CN205396270U (zh) 用于危险区域土壤采集的三足机器人
CN212689428U (zh) 一种用于除雪破冰的蜘蛛型机器人
CN204562615U (zh) 扶梯可用轮椅
CN111501651A (zh) 一种除雪破冰装置
CN208181252U (zh) 一种小型机器人用平衡车
CN205685339U (zh) 一种高精度机器人夹持式机械手
CN206643946U (zh) 一种具有抬升功能的两次元机械手夹爪
CN215621513U (zh) 一种基于换电机器人的货叉结构
CN110422250A (zh) 用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人
CN212859499U (zh) 一种双舵机机械爪
CN2407900Y (zh) 并联放大复合高速三自由度机器人臂
CN204012285U (zh) 铰链
CN218887758U (zh) 一种被动式机械手臂集电器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200710