CN211458067U - 一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构 - Google Patents
一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，具体涉及仿生机器人领域，包括躯体，所述躯体底端四角均设有机械腿，所述躯体前端设有机械臂结构，躯体包括主体板，所述主体板中部顶端设有摄像工件，所述主体板与机械腿连接处设有旋转舵机，机械腿包括机械大腿和机械小腿，所述机械大腿与机械小腿连接处设有第一前进舵机，所述机械大腿顶端与主体板连接处设有第二前进舵机。本实用新型通过设有躯体和机械腿，旋转舵机工作可实现对该机器人前进方向的进行调整，第二前进舵机和工作带动整个机械腿的收缩变换，实现前进动作，整个步态动作符合仿生学原理，模拟四足动物的运动步态，满足多地方复杂路段的运动条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及仿生机器人技术领域，更具体地说，本实用涉及一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构。
背景技术
自然环境中有约50％的地形，轮式或履带式车辆到达不了，而这些地方如森林，草地湿地，山林地等地域中拥有巨大的资源，要探测和利用且要尽可能少的破坏环境，然而，许多陆生四足哺乳能够在崎岖度较高的地形中灵活自如地行走，它们在负重能力、复杂地形适应性以及运动灵活性等方面都具有极大地优势。足式机器人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选，另外，如海底和极地的科学考察和探索，足式机器人也具有明显的优势，因而足式机器人的研究得到世界各国的广泛重视。
在我国农业领域自动化程度不够，大量低灌木果实的采摘工作很大程度上依赖手工，极大的降低了生产的效率。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，通过旋转舵机工作可实现对该机器人前进方向的进行调整，第二前进舵机和工作带动整个机械腿的收缩变换，实现前进动作，四个机械腿对角协同运动，整个步态动作符合仿生学原理，模拟四足动物的运动步态，满足多地方复杂路段的运动条件。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，包括躯体，所述躯体底端四角均设有机械腿，所述躯体前端设有机械臂结构；
躯体包括主体板，所述主体板中部顶端设有摄像工件，所述主体板与机械腿连接处设有旋转舵机；
机械腿包括机械大腿和机械小腿，所述机械大腿与机械小腿连接处设有第一前进舵机，所述机械大腿顶端与主体板连接处设有第二前进舵机；
机械臂结构包括机械臂主体，所述机械臂主体一端设有机械爪，所述机械爪与机械臂主体连接处设有传动电机。
在一个优选地实施方式中，所述主体板包括板体、固定螺栓和多个支撑板，所述板体和支撑板均由亚克力板材料制成。
在一个优选地实施方式中，所述摄像工件和旋转舵机均使用固定螺栓和多个支撑板支撑、固定到板体适宜位置。
在一个优选地实施方式中，所述摄像工件包括摄像头和两块电路板，两块所述电路板分别设置为K60主控芯片与PWM波芯片。
在一个优选地实施方式中，四个所述机械腿均包括两个关节，两个所述关节设置为髋关节和膝关节。
在一个优选地实施方式中，所述第一前进舵机设置于膝关节位置，所述第二前进舵机设置于膝关节位置，两个所述关节加上旋转舵机一共组成三个自由度。
在一个优选地实施方式中，所述机械臂主体包括机械小臂和机械大臂，所述机械爪与传动电机连接处设有两个关节，一共四个自由度。
在一个优选地实施方式中，所述机械小臂与机械大臂连接处、机械大臂与主体板连接处均设有第三前进舵机。
本实用新型的技术效果和优点：
1、本实用新型通过设有躯体和机械腿，旋转舵机工作可实现对该机器人前进方向的进行调整，第二前进舵机和工作带动整个机械腿的收缩变换，实现前进动作，四个机械腿对角协同运动，整个步态动作符合仿生学原理，模拟四足动物的运动步态，满足多地方复杂路段的运动条件，其可靠性好，可以实现在复杂路况下安全行走；
2、本实用新型通过设有摄像工件和机械臂结构，第三前进舵机和传动电机协同工作完成机械臂结构的前伸与收缩动作以完成机器人的拾取功能，多个第三前进舵机和传动电机的协同，操作具有灵活性好，机动性强的特点，快速做出动作完成采摘，期间摄像工件工作，摄像头进行路面情况自主识别，避障巡航实现机器人按规划路线行进的功能，能够克服一定地形障碍实现功能，特别是道路不是很平整的情况。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的侧视图。
图3为本实用新型的俯视图。
附图标记为：1躯体、11主体板、12摄像工件、13旋转舵机、2机械腿、21机械大腿、22机械小腿、23第一前进舵机、24第二前进舵机、3机械臂结构、31机械臂主体、32机械爪、33传动电机。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，包括躯体1，所述躯体1底端四角均设有机械腿2，所述躯体1前端设有机械臂结构3，躯体1包括主体板11，所述主体板11中部顶端设有摄像工件12，所述主体板11与机械腿2连接处设有旋转舵机13，机械腿2包括机械大腿21和机械小腿22，所述机械大腿21与机械小腿22连接处设有第一前进舵机23，所述机械大腿21顶端与主体板11连接处设有第二前进舵机24，所述主体板11包括板体、固定螺栓和多个支撑板，所述板体和支撑板均由亚克力板材料制成，四个所述机械腿2均包括两个关节，两个所述关节设置为髋关节和膝关节，所述第一前进舵机23设置于膝关节位置，所述第二前进舵机24设置于膝关节位置，两个所述关节加上旋转舵机13一共组成三个自由度，所述机械臂主体31包括机械小臂和机械大臂，所述机械爪32与传动电机33连接处设有两个关节，一共四个自由度。
如图1-2所示的，实施方式具体为：旋转舵机13设置于机械腿2的顶端，本装置建立在Top-Down设计方法和模块化设计思路的分层装配技术，在设计初期统筹把握整机层次结构，划分为合理模块，在详细设计和加工完成后，按照“零件-组件-部件-整件”的零件组织结构层次先装配成有独立功能的组件或子部件，然后分层组装成整机，旋转舵机13工作可实现对该机器人前进方向的进行调整，第二前进舵机24设置在旋转舵机13的下方，第二前进舵机24工作带动整个机械腿2的收缩变换，实现该机器人前进的第一步，第一前进舵机23转动与第二前进舵机24协同完成前进动作的完成，实现前进动作的第二部，四条机械腿2对称安装在躯体1的四个角，机器人整体运动时，PWM波芯片控制四个机械腿2对角协同运动，即左前腿与右后腿协同配合，右前腿与左后腿协同配合，整个步态动作符合仿生学原理，模拟四足动物的运动步态，可以达到科学的跨越地形的功能，K60主控芯片控制在运动中加入控制算法，满足多地方复杂路段的运动条件，进而采取控制措施控制大腿和小腿配合实现机械腿2的功能，其可靠性好，可以实现在复杂路况下安全行走。
所述机械臂结构3包括机械臂主体31，所述机械臂主体31一端设有机械爪32，所述机械爪32与机械臂主体31连接处设有传动电机33，所述摄像工件12和旋转舵机13均使用固定螺栓和多个支撑板支撑、固定到板体适宜位置，所述摄像工件12包括摄像头和两块电路板，两块所述电路板分别设置为K60主控芯片与PWM波芯片，所述机械小臂与机械大臂连接处、机械大臂与主体板11连接处均设有第三前进舵机；
如图2-3所示的，实施方式具体为：第三前进舵机和传动电机33协同工作完成机械臂结构3的前伸与收缩动作以完成机器人的拾取功能，多个第三前进舵机和传动电机33的协同，操作具有灵活性好，机动性强的特点，快速做出动作完成采摘，期间摄像工件12工作，摄像头进行路面情况自主识别，避障巡航实现机器人按规划路线行进的功能，K60主控芯片与PWM波芯片可构成机器人步态处理及路面状况分析数据处理中心，有利于可以运用于农业采摘、摘除等多自动化生产领域，能够克服一定地形障碍实现功能。
本实用新型工作原理：
参照说明书附图1-2，旋转舵机13工作可实现对该机器人前进方向的进行调整，和第一前进舵机23第二前进舵机24设转动带动整个机械腿2的收缩变换，实现该机器人前进，模拟四足动物的运动步态，可以达到科学的跨越地形的功能，满足多地方复杂路段的运动条件，进而采取控制措施控制大腿和小腿配合实现机械腿2的功能；
进一步的，参照说明书附图2-3，第三前进舵机和传动电机33协同工作完成机械臂结构3的前伸与收缩动作以完成机器人的拾取功能，多个第三前进舵机和传动电机33的协同，操作具有灵活性好，机动性强的特点，快速做出动作完成采摘，期间摄像工件12工作，摄像头进行路面情况自主识别，避障巡航实现机器人按规划路线行进的功能。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：包括躯体(1)，所述躯体(1)底端四角均设有机械腿(2)，所述躯体(1)前端设有机械臂结构(3)；
躯体(1)包括主体板(11)，所述主体板(11)中部顶端设有摄像工件(12)，所述主体板(11)与机械腿(2)连接处设有旋转舵机(13)；
机械腿(2)包括机械大腿(21)和机械小腿(22)，所述机械大腿(21)与机械小腿(22)连接处设有第一前进舵机(23)，所述机械大腿(21)顶端与主体板(11)连接处设有第二前进舵机(24)；
机械臂结构(3)包括机械臂主体(31)，所述机械臂主体(31)一端设有机械爪(32)，所述机械爪(32)与机械臂主体(31)连接处设有传动电机(33)。
2.根据权利要求1所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述主体板(11)包括板体、固定螺栓和多个支撑板，所述板体和支撑板均由亚克力板材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述摄像工件(12)和旋转舵机(13)均使用固定螺栓和多个支撑板支撑、固定到板体适宜位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述摄像工件(12)包括摄像头和两块电路板，两块所述电路板分别设置为K60主控芯片与PWM波芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：四个所述机械腿(2)均包括两个关节，两个所述关节设置为髋关节和膝关节。
6.根据权利要求5所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述第一前进舵机(23)设置于膝关节位置，所述第二前进舵机(24)设置于膝关节位置，两个所述关节加上旋转舵机(13)一共组成三个自由度。
7.根据权利要求1所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述机械臂主体(31)包括机械小臂和机械大臂，所述机械爪(32)与传动电机(33)连接处设有两个关节，一共四个自由度。
8.根据权利要求7所述的一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构，其特征在于：所述机械小臂与机械大臂连接处、机械大臂与主体板(11)连接处均设有第三前进舵机。
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| CN201920890075.XU CN211458067U (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种基于舵机的四足仿生采摘机器人机械结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114348142A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-15 | 湖南工程学院 | 一种室内服务型智能四足仿生机械狗 |
| CN115180045A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-10-14 | 湖北第二师范学院 | 一种拼接式的四足机械结构 |
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2019
- 2019-06-13 CN CN201920890075.XU patent/CN211458067U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114348142A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-15 | 湖南工程学院 | 一种室内服务型智能四足仿生机械狗 |
| CN114348142B (zh) * | 2022-02-22 | 2023-11-24 | 湖南工程学院 | 一种室内服务型智能四足仿生机械狗 |
| CN115180045A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-10-14 | 湖北第二师范学院 | 一种拼接式的四足机械结构 |
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