[发明专利]蠕虫机器人及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机械控制领域，具体涉及一种蠕虫机器人及其控制方法。

背景技术

现有的机器人只局限于在平面上运动。例如网眼蠕虫，通过收缩部分躯体， 像蚯蚓一样在表面上蠕动；爬壁蠕虫机器人，使用吸盘结构吸附在较光滑的平 面进行攀爬。上述这些机器人都不能在柱状物体表面攀爬。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种蠕虫机器人及其控 制方法。

本发明的一个实施例提供了一种蠕虫机器人，包括至少三节虫体结构、伸 缩结构、虫爪结构、舵机和控制电路；所述伸缩结构安装在相邻两节虫体结构 之间；所述虫爪结构安装在所述虫体结构上；所述虫爪结构上安装有一个所述 舵机，所述舵机控制所述虫爪结构的运动方向；所述伸缩结构上安装有两个所 述舵机，所述舵机控制所述伸缩结构的运动方向；所述控制电路与所述舵机连 接，向所述舵机发送控制指令。

进一步地，所述伸缩结构包括直线轴承、伸缩杆、传动杆和摇臂，所述伸 缩杆安装在所述直线轴承之间，所述摇臂通过所述传动杆与所述伸缩杆连接， 所述舵机安装在所述摇臂上。

进一步地，所述虫爪结构包括两个连杆和两个曲柄，所述两个曲柄分别安 装在所述虫体结构的两侧，所述舵机通过所述两个连杆与所述两个曲柄连接。

进一步地，所述舵机包括外壳、无核心马达、齿轮与位置检测器。

进一步地，所述虫体结构和虫爪结构采用亚克力材料制成。

本发明的一个实施例还提供了一种用于上述蠕虫机器人的控制方法，包括：

所述控制电路接收控制蠕虫机器人的控制信号；

所述控制电路根据控制信号生成控制指令发送给所述舵机，

所述舵机根据所述控制指令控制所述伸缩结构和所述虫爪结构的执行爬行 动作。

进一步地，所述执行爬行动作，包括：

第一节虫体结构上的虫爪结构打开曲柄，伸缩结构向前运动，曲柄闭合；

第二节虫体结构上的虫爪结构打开曲柄，伸缩结构向前运动，曲柄闭合；

第三节虫体结构上的虫爪结构打开曲柄，伸缩结构向前运动，曲柄闭合；

其中，在任一节虫体结构运动执行上述步骤的过程中，其他节虫体结构保 持静止。

有益效果：

上述蠕虫机器人利用类似蠕虫的运动模式，通过伸缩结构和虫爪结构的结 合实现在任意角度的柱体表面进行蠕动攀爬。利用上述蠕虫机器人可实现高空 采集视频信息，还可替代高空作业人员实现高空作业等。

附图说明

图1是本发明一个实施例中蠕虫机器人的结构示意图；

图2是本发明一个实施例中伸缩结构102的结构示意图；以及

图3是本发明一个实施例中虫爪结构103的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1所示，本实施例提供了一种蠕虫机器人，包括至少三节虫体结构101、 伸缩结构102、虫爪结构103、舵机104(图中未示出)和控制电路105(图中 未示出)，伸缩结构102安装在相邻两节虫体结构101之间，虫爪结构103安装 在虫体结构101上，虫爪结构103上安装有一个舵机104，舵机104控制虫爪 结构103的运动方向，伸缩结构102上安装有两个舵机104，舵机104控制伸 缩结构102的运动方向，控制电路105与舵机104连接，向舵机104发送控制 指令。

蠕虫机器人的运动原理是仿生“多环节蠕虫”的运动方式。“多环节蠕虫” 的结构由多个环节躯干(虫体结构101)与各个环节间肌肉组织(伸缩结构102) 构成，且每个环节长有虫爪(虫爪结构103)。

蠕虫机器人爬行时的运动流程为：第一节虫体结构101打开虫爪结构103， 伸缩结构102向前运动，然后闭合虫爪结构103；第二节虫体结构101打开虫 爪结构103，伸缩结构102向前运动，然后闭合虫爪结构103；第三节虫体结构 101打开虫爪结构103，伸缩结构102向前运动，然后闭合虫爪结构103，在每 一节虫体结构101运动时，其他虫爪结构103抓紧物体保持虫体结构101稳定， 由此完成一个运动循环，重复上述循环实现连续运行。