CN115070819A - 一种仿生探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生探测器，包括主体、同步带连接件、滑轨、传动轮架、基节、气缸、转节、股节、跗节、胫节、缓冲缸、航机架，所述主体两侧均设有若干气缸，若干所述气缸与转节连接，所述转节顶部设有基节，所述转节前端分别与第一股节、第二股节连接，所述第一股节和第二股节前端底部设有胫节，所述胫节底部与缓冲缸连接，所述缓冲缸内设有活塞，活塞与第二跗节连接，第二跗节与第三跗节中部连接，所述缓冲缸底部设有第一跗节。该发明成本低、控制简单，便于制造生产；翻越性能优秀，可根据受力强度自适应强化抓地方式，采用气动控制，受环境影响小。使用新颖的人机交互方式控制机械臂，仿生柔性齐爪使其更便于抓握不规则物体。
Description
技术领域
本发明涉及仿生探测器技术领域，具体来说，涉及一种仿生探测器。
背景技术
当前，机器人的使用场景逐渐趋向于精确化、狭窄化和复杂化，这种任务场景的需求必然加速仿生机器人向微型化方向转变；仿生机器人微型化的关键是机电系统的微型化。通过将驱动装置、传动装置、传感器、控制器和电源等部件进行高度集成，可实现仿生机器人的整体微型化；智能化趋势，随着人工智能技术的发展，仿生机器人已从传统的纯机械式向智能化过渡。仿生机器人的智能化主要体现在执行任务的多样化、完成动作的人性化、控制水平的精确化等，这有利于其更加完美地模仿生物所具备的生理机能，更加安全地完成任务；仿形化趋势。仿生机器人的外形与所模仿生物的高度相似性，也是仿生机器人的发展趋势之一。机器人仿形化有助于其在军事侦察、掩护等作战场景更加隐蔽、安全地完成任务；多功能化趋势。未来使用场景的多样化必然使得仿生机器人向多功能化的方向发展，目前科学家已经开发出诸如蠕动机器人、蛇形机器人、爬壁机器人等形式多样的仿生机器人，独特的运动形式有助于其在不同环境中完成特定的任务。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种仿生探测器，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种仿生探测器，包括包括主体，所述主体两侧上中下三部分均设有第一气缸，所述第一气缸与转节连接，所述转节前端分别与第一股节、第二股节连接，所述第一股节和第二股节前端底部设有胫节，所述胫节底部与缓冲缸连接，所述缓冲缸内设有活塞，所述活塞与第二跗节连接，所述第二跗节与第三跗节中部连接，所述缓冲缸底部设有第一跗节。
更进一步的，所述转节顶部设有基节，所述基节与第二气缸连接，所述第二气缸与第一股节与第二股节连接，所述第一股节与第二股节互相平行。
更进一步的，所述主体背部设有滑轨，所述滑轨侧面上设有同步带连接件。
更进一步的，所述滑轨为两条平行设置的轨道，所述滑轨上设有舵机架，所述滑轨上下两端设有传动轮架。
更进一步的，所述转节的活动角度范围为60°，所述基节的活动角度范围为30°。
更进一步的，所述缓冲缸内设有弹簧。
本发明的有益效果：成本低、控制简单，便于制造生产，翻越性能优秀，可根据受力强度自适应强化抓地方式。采用气动控制，受环境影响小，使用新颖的人机交互方式控制机械臂，仿生柔性齐爪使其更便于抓握不规则物，采用模块化设计，腿部及机械臂与其他传感器拆卸更换便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种仿生探测器俯视图；
图2是根据本发明实施例所述的一种仿生探测器局部A剖视图；
图3是根据本发明实施例所述的一种仿生探测器局部B剖视图。
图中：1、主体，2、胫节，3、缓冲缸，4、第一气缸，5、转节，6、基节，7、第一股节，8、第二股节，9、活塞，10、第一跗节，11、第二跗节，12、第三跗节，13、滑轨，14、同步带连接件，15、舵机架，16、传动轮架，17、第二气缸，18、弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图 1-3 所示，根据本发明实施例所述的一种仿生探测器，包括主体1，所述主体1两侧上中下三部分均设有第一气缸4，所述第一气缸4与转节5连接，所述转节5前端分别与第一股节7、第二股节8连接，所述第一股节7和第二股节8前端底部设有胫节2，所述胫节2底部与缓冲缸3连接，所述缓冲缸3内设有活塞9，所述活塞9与第二跗节11连接，所述第二跗节11与第三跗节12中部连接，所述缓冲缸3底部设有第一跗节10。
在具体实施例中，所述转节5顶部设有基节6，所述基节6与第二气缸17连接，所述第二气缸17与第一股节7与第二股节8连接，所述第一股节7与第二股节8互相平行。
在具体实施例中，所述主体背部设有滑轨13，所述滑轨13侧面上设有同步带连接件14。
在具体实施例中，所述滑轨13为两条平行设置的轨道，所述滑轨13上设有舵机架15，所述滑轨13上下两端设有传动轮架16。
在具体实施例中，所述转节5的活动角度范围为60°，所述基节6的活动角度范围为30°。
在具体实施例中，所述缓冲缸3内设有弹簧18。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种仿生探测器，此设备由气动回路作为主要动力源，通过单片机及相关电路驱动电磁阀、舵机等设备进行控制，装有摄像反馈、温湿度传感、机械臂等模块，用于远程遥控勘探。产品的基本造型为仿生蜘蛛，身体的主要部分采用碳纤维板作为支撑，可自带一次性高压气源或直接连接气管外接气泵。与传统舵机控制外观类似的产品相比，具有成本低、翻越能力强等优势。产品采用气动，在崎岖地形行走时，产生的不稳定受力对于力源的损伤远小于等成本的电机控制。
产品主体采用碳纤维板或铝合金钣金加工生产，腿部采用模块化设计，更换、拆卸方便。机身上部装有可整体前后移动的四自由度机械臂，由单片机通过pwm控制其舵机，在滑轨中前后移动由减速电机带动同步传动带实现。控制者既可以采用传统摇杆控制，也可使用遥控端缩放的等比机械臂模型来实现。通过改变模型位置及姿态，被控端机械臂可实时映射其状态，达到更好的人机交互效果。在机械臂末端，采用气动柔性气爪，适于对600g以内的异形物体进行抓取。
产品主体动力源采用气缸控制，使用者可用过调节节流阀来定义腿部关节的运动速度达到期望的运动频率。控制气缸伸缩切换的小型高频电磁阀可达到10hz的频率。气源采用外接或自带一次性高压气源的形式，使用者可以根据设备负载而在0-0.7mpa内调整气压，气缸作为简单的发力结构，本身高压气体在受到冲击时具有缓冲能力，这点对于在崎岖路面上行进时尤为重要，是一种性价比较高的自主调节方式。与此同时，该力源相比精密电机系统具有成本更为低廉、对于环境要求更低、便于维修等优势。
产品可通过控制器进行远程操控，除具有前后、行进左右转等基本功能外，还可以调节移动速度并完成原地左右转等任务。遥控端可实时接收安装在机械臂上的摄像头传来的图像，使操作者可以有更加灵活的视觉范围。在通过操作机械臂进行采样时，第一人称视角会使操作更加便捷。
产品采用性价比更高的六足双自由度控制，行走时左前足、左后足与右中足为一组，其他三足为另一组，形成稳定的三角形着地点。在行走时，两组腿进行前后交互移动。零件“转节”上携带的气缸用于控制腿的抬起，“基节”上固定的气缸则控制腿的前后摆动，以向前或向后移动主体。
为提高越野性能，设备的抬腿高度达到105mm，还设计了专门的减震缓冲装置。当腿部受力时，安装在腿部末端的缓冲装置中的“跗节3”中线与“胫节”z轴角度逐渐减小，直至接近平行于地面。此时，“跗节3”反端可通过提前加装锥体来使得锥体受重力而扎向地面，在一定程度上增加了与地面的摩擦力和抓握强度。
具体操作时，接通电源后,在靠近遥控器时，复位单片机自动建立通讯。若采用内部气源供应，则应更换一次性高压气源并拧入气阀中开始供气。根据气源大小不等，可提供40到500步移动能力，直线往复运动半径为16m至200m。在操作过程中，操作者可目测装置位置，也可通过实时影像进行遥控。采样时，可根据实际情况调节机械臂的位置，以获得更大方位的采样空间。再次使用时，可根据气源使用情况决定是否更换。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，成本低、控制简单，便于制造生产，翻越性能优秀，可根据受力强度自适应强化抓地方式。采用气动控制，受环境影响小，使用新颖的人机交互方式控制机械臂，仿生柔性齐爪使其更便于抓握不规则物，采用模块化设计，腿部及机械臂与其他传感器拆卸更换便捷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种仿生探测器，其特征在于，包括主体（1），所述主体（1）两侧上中下三部分均设有第一气缸（4），所述第一气缸（4）与转节（5）连接，所述转节（5）前端分别与第一股节（7）、第二股节（8）连接，所述第一股节（7）和第二股节（8）前端底部设有胫节（2），所述胫节（2）底部与缓冲缸（3）连接，所述缓冲缸（3）内设有活塞（9），所述活塞（9）与第二跗节（11）连接，所述第二跗节（11）与第三跗节（12）中部连接，所述缓冲缸（3）底部设有第一跗节（10）。
2.根据权利要求1所述的一种仿生探测器，其特征在于，所述转节（5）顶部设有基节（6），所述基节（6）与第二气缸（17）连接，所述第二气缸（17）与第一股节（7）与第二股节（8）连接，所述第一股节（7）与第二股节（8）互相平行。
3.根据权利要求1所述的一种仿生探测器，其特征在于，所述主体（1）背部设有滑轨（13），所述滑轨（13）侧面上设有同步带连接件（14）。
4.根据权利要求3所述的一种仿生探测器，其特征在于，所述滑轨（13）为两条平行设置的轨道，所述滑轨（13）上设有舵机架（15），所述滑轨（13）上下两端设有传动轮架（16）。
5.根据权利要求2所述的一种仿生探测器，其特征在于，所述转节（5）的活动角度范围为60°，所述基节（6）的活动角度范围为30°。
6.根据权利要求1所述的一种仿生探测器，其特征在于，所述缓冲缸（3）内设有弹簧（18）。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101869745A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-27 | 上海海事大学 | 一种救援机器人 |
| US20120259461A1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-11 | Chih-Hsiung Yang | Hexapod Robot Device |
| US20140343728A1 (en) * | 2011-12-15 | 2014-11-20 | Korea Institute Of Ocean Science & Technology | Multi-joint underwater robot having complex movement functions of walking and swimming and underwater exploration system using same |
| KR101469581B1 (ko) * | 2013-06-10 | 2014-12-05 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 6족 보행 로봇 |
| CN104192221A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种电驱动六足机器人运动控制系统及方法 |
| CN105966489A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-28 | 中国计量大学 | 能弹跳且足端可吸附的机器人腿 |
| CN207595100U (zh) * | 2017-11-17 | 2018-07-10 | 吉林大学 | 八足仿生蜘蛛机器人 |
| CN108818551A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-16 | 北京航空航天大学 | 一种仿生蚂蚁六足探测机器人 |
| CN210047558U (zh) * | 2019-05-14 | 2020-02-11 | 燕山大学 | 一种基于气压传动的六足机器人 |
| TWM596778U (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-11 | 陳娟誼 | 適用多場域之淨灘裝置 |
| CN211844683U (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-03 | 北京启创远景科技有限公司 | 一种仿生机器人 |
| CN113212706A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-08-06 | 中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区 | 一种水下探测机器人 |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210609543.8A patent/CN115070819A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101869745A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-10-27 | 上海海事大学 | 一种救援机器人 |
| US20120259461A1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-11 | Chih-Hsiung Yang | Hexapod Robot Device |
| US20140343728A1 (en) * | 2011-12-15 | 2014-11-20 | Korea Institute Of Ocean Science & Technology | Multi-joint underwater robot having complex movement functions of walking and swimming and underwater exploration system using same |
| KR101469581B1 (ko) * | 2013-06-10 | 2014-12-05 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 6족 보행 로봇 |
| CN104192221A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种电驱动六足机器人运动控制系统及方法 |
| CN105966489A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-09-28 | 中国计量大学 | 能弹跳且足端可吸附的机器人腿 |
| CN207595100U (zh) * | 2017-11-17 | 2018-07-10 | 吉林大学 | 八足仿生蜘蛛机器人 |
| CN108818551A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-16 | 北京航空航天大学 | 一种仿生蚂蚁六足探测机器人 |
| CN210047558U (zh) * | 2019-05-14 | 2020-02-11 | 燕山大学 | 一种基于气压传动的六足机器人 |
| TWM596778U (zh) * | 2020-04-09 | 2020-06-11 | 陳娟誼 | 適用多場域之淨灘裝置 |
| CN211844683U (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-03 | 北京启创远景科技有限公司 | 一种仿生机器人 |
| CN113212706A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-08-06 | 中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区 | 一种水下探测机器人 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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