CN113084830A - 基于连续体机构的侦查移动机器人 - Google Patents

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CN113084830A CN202110367474.XA CN202110367474A CN113084830A CN 113084830 A CN113084830 A CN 113084830A CN 202110367474 A CN202110367474 A CN 202110367474A CN 113084830 A CN113084830 A CN 113084830A
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continuum
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黄家斌
衣杰
李坤
张振坤
李沛轩
张轩铭
潘昭毅
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Shandong Jianzhu University
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Shandong Jianzhu University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

基于连续体机构的侦查移动机器人，属于侦察勘测领域。是由基于连续体机构的四自由度机械臂和麦克纳姆轮全向移动四轮底盘和摄像头组成的，其特征在于：所述的摄像头是由机械臂运动控制的，机械臂是由连续体机构组成的，连续体机构是由钢丝驱动的，钢丝通过步进电机控制，底盘移动是由直流减速电机驱动的，电机控制麦克纳姆轮，麦克纳姆轮实现全向移动，该装置基于连续体机构采用与象鼻相类似的柔性结构，不具有单组件关节和刚性连杆。因此这种机器人具有传统机器人所不具备的优良弯曲特性，可灵活改变自身的形状，拥有较强的环境适应能力，从而出色完成地震搜救和军事侦察等受环境因素限制较大的任务。

Description

基于连续体机构的侦查移动机器人
技术领域
本发明涉及侦查机器人领域，特别是涉及一种基于连续体机构的侦查移动机器人。
背景技术
随着科技的飞速发展，机器人已经广泛的应用于医疗、科学勘探、工业生产等领域。传统的刚性连杆机器人，虽具有精确运作的优点，但由于进行探测任务的环境复杂多变，再加之结构的刚性使其环境适应能力差，在特定空间的运动会受到严重的限制，无法通过形状复杂的通道，这些缺点大大削减了刚性连杆机器人在某些领域的工作效率。例如，地震救援中要求机器人深入废墟中探测，军事侦察时出于隐蔽性要求机器人可以通过狭小的空间，如墙缝、钻孔等尺寸较小或形状复杂的通道。因此迫切需要一种可以通过狭窄空间的柔性机器人。
发明内容
针对上述的，探测任务的环境复杂多变，再加之结构的刚性使其环境适应能力差，在特定空间的运动会受到严重的限制，无法通过形状复杂的通道等缺点本发明提供了一种基于连续体机构的侦查移动机器人。
本发明是通过以下技术方案实现的：基于连续体机构的侦查移动机器人，是由麦克纳姆轮、直流减速电机、下底盘、铜柱、上底盘、缠线轮、机械臂底座、钢丝、步进电机、钢丝导向轮、底座连接件、连续体机构、连续体连接件、摄像头组成的，其特征在于：所述的麦克纳姆轮由直流减速电机驱动实现全向移动，麦克纳姆轮和直流减速电机安装在下底盘，下底盘和上底盘通过铜柱连接，机械臂底座安装在上底盘，连续体机构安装在底座连接件，连续体机构通过连续体连接件连接，钢丝的一端固定在缠线轮，通过步进电机缠线，钢丝通过钢丝导向轮，实现连续体机构运动，摄像头安装在上方连续体连接件。
进一步的，所述底盘是通过麦克纳姆轮实现全向移动的。
进一步的，所述机械臂包括连续体机构、连续体连接件、摄像头。
该发明的有益之处是，该装置基于连续体机构采用与象鼻相类似的柔性结构，不具有单组件关节和刚性连杆。因此这种机器人具有传统机器人所不具备的优良弯曲特性，可灵活改变自身的形状，拥有较强的环境适应能力，从而出色完成地震搜救和军事侦察等受环境因素限制较大的任务。机械臂自由度高，能够满足在狭小空间内运动的需求，而且麦克纳姆轮四轮式移动平台，采用麦克纳姆轮，能够实现全向移动，自身回转，使机械臂运动更加稳定，环境适应能力更强。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明中机械臂的示意图。
图中，1.麦克纳姆轮，2.直流减速电机，3.下底盘，4.铜柱，5.上底盘，6.缠线轮，7.机械臂底座，8.钢丝，9.步进电机，10.钢丝导向轮，11.底座连接件，12.连续体机构，13.连续体连接件，14.摄像头。
具体实施方式
如图1、2所示，基于连续体机构的侦查移动机器人，是由麦克纳姆轮1、直流减速电机2、下底盘3、铜柱4、上底盘5、缠线轮6、机械臂底座7、钢丝8、步进电机9、钢丝导向轮10、底座连接件11、连续体机构12、连续体连接件13、摄像头14组成的，所述的麦克纳姆轮1由直流减速电机2驱动实现全向移动，麦克纳姆轮1和直流减速电机2安装在下底盘3，下底盘3和上底盘5通过铜柱4连接，机械臂底座7安装在上底盘5，连续体机构12安装在底座连接件11，连续体机构12通过连续体连接件13连接，钢丝8的一端固定在缠线轮6，通过步进电机9缠线，钢丝8通过钢丝导向轮10，实现连续体机构运动，摄像头14安装在上方连续体连接件13。
进一步的，所述底盘是通过麦克纳姆轮实现全向移动的。
进一步的，所述机械臂包括连续体机构、连续体连接件、摄像头。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于，包括连续体机构(12)，所述连续体机构(12)包括一定数量的运动单元，所述连续体机构(12)通过钢丝(8)驱动，所述钢丝(8)依次穿过各所述运动单元，所述钢丝(8)的一端固定在缠线轮(6)上，并通过步进电机(9)缠线，所述连续体机构(12)的上端设有摄像头(14)，所述连续体机构(12)的下端设有驱动装置。
2.根据权利要求1所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于，所述驱动装置包括底盘，所述底盘上安装有四个麦克纳姆轮(1)，所述麦克纳姆轮通过直流减速电机(2)驱动。
3.根据权利要求2所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于，所述底盘包括上底盘(5)和下底盘(3)，所述上底盘(5)和所述下底盘(3)之间通过铜柱(4)连接，所述直流减速电机(2)安装在所述上底盘(5)和所述下底盘(3)之间。
4.根据权利要求3所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于，所述上底盘(5)的上表面设有机械臂底座(7)，所述连续体机构(12)的下端通过底座连接件(11)安装在所述机械臂底座(7)上。
5.根据权利要求1-4任一所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于，所述钢丝步进电机(9)的输出轴上设有导向轮(10)，所述钢丝(8)经过所述导向轮(10)，然后缠绕并固定在所述缠线轮(6)上。
6.根据权利要求2所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于底盘驱动机构包括HC-05蓝牙模块，可通过手机蓝牙控制麦克纳姆轮底盘全向移动。
7.根据权利要求1所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于机械臂驱动机构包括HC-05蓝牙模块，可通过手机蓝牙控制机械臂的运动。
8.根据权利要求1所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于摄像头(14)内置5G模组并有wifi功能通过手机和电脑都能实时远程侦查，具有夜视功能并支持无网录像。
9.根据权利要求1所述的基于连续体机构的侦查移动机器人，其特征在于步进电机(6)包括力传感器，当力超过步进电机最大拉力将报警并停止工作。
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