[发明专利]一种可实现滚动、行走的球形六足机器人

说明书

技术领域

本发明属于多足步行机器人技术领域，尤其涉及一种可实现滚动、行走的球形六足机器人。

背景技术

在自然界和人类社会中存在一些人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合。如外星球的表面、发生灾难的矿井、防灾救援和反恐斗争场合等，对这些危险环境进行不断地探索和研究，从而寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的共同需要。以往的研究表明：轮式移动方式在相对平坦的地形上行驶时，具有相当的优势，速度快、震动小，结构和控制也较简单，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，而在松软地面或严重崎岖不平的地形上，车轮的作用也将严重丧失移动效率大大降低。为了改善轮子对松软地面和不平地面的适应能力，履带式移动方式应运而生，但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差，行驶时机身晃动严重。与轮式、履带式移动机器人相比，多足步行机器人的运动轨迹是一系列离散的足印，运动时只需要离散的点接触地面，对环境的破坏程度较小，可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点，对崎岖地形的适应性强，因此，多足步行机器人在崎岖不平的路面上具有独特的优越性，但是，在较为平整的路面上，多足步行机器人的机动性太差，工作效率不高。在多足步行机器人领域，目前已有的成熟技术大多是多足行走方面，很少有滚动与多足步行相结合的研究。所以，没有成熟技术可以直接采用，甚至连借鉴参考的对象都难以查找。

综上所述，现有技术存在的问题是：由于人类在行走过程中摆动腿的驱动能量并非完全来源于肌肉做功，而是有一部分来源于重力做功，这就使得人类的行走效率很高。而多足步行机器人如果利用重力进行被动运动，它的运动方式就会受到很大的限制，由于这种利用重力行走的控制算法没有一个很好的解决办法，使得目前的多足步行机器人在较为平整的路面上机动性太差，工作效率不高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可实现滚动、行走的球形六足机器人。

本发明是这样实现的，一种可实现滚动、行走的球形六足机器人，所述可实现滚动、行走的球形六足机器人设置有：

十二瓣外壳、六个上肢、两个圆盘、十二个曲杆、六个下肢；

六个支架通过螺钉均匀的固定在圆盘上，六个上肢分别固定在六个支架上；

上圆盘、下圆盘之间通过螺杆固定六组曲杆；

每组曲杆安装一个下肢；

所述六个上肢，每个上肢上安装两个数字舵机和一瓣外壳；

所述两个圆盘分别安装六个曲杆；

所述十二个曲杆，两个为一组，分为六组，每组连接一个下肢；

所述六个下肢，每个安装两个数字舵机和一瓣外壳。

进一步，每个上肢安装有两个数字舵机。

进一步，在上圆盘、下圆盘之间安装有两个小圆盘固定的数字舵机；

所述数字舵机与主动轮相连，每个螺杆上安装一个从动轮，从动轮与主动轮之间咬合；主动轮设置有两个小圆盘中间的数字舵机驱动。

进一步，每个下肢由两个数字舵机构成；每个曲杆的中间都安装一个数字舵机，通过数字舵机与下肢进行连接。

进一步，上肢通过支架与圆盘进行连接，在支架中间的空位中放置Arduino单片机和舵机控制板。

进一步，所述上肢和圆盘之间还设置有六个支架，每个支架对应一个上肢；

所述六个支架通过螺钉固定在上圆盘；

所述曲杆用螺钉固定到所述两个圆盘上；

所述两个圆盘之间通过螺钉固定一个数字舵机；所述数字舵机上安装一个主齿轮；所述主齿轮穿过下圆盘与所述六个从齿轮啮合。

本发明的另一目的在于提供一种所述实现滚动、行走的球形六足机器人的行走实现方法，所述行走实现方法包括：

步骤一，将一个下肢和与它相对应的上肢作为一组，则一共可以分为六组，通过在PC机上搭建的上位机软件与舵机控制板进行通信，调试出六个动作组，使其可以完成伸展和合拢的动作，将其编号为1——6，每个动作组对应一组上下肢；

步骤二，通过在PC机上搭建的上位机软件与舵机控制板进行通信，对机器人下肢和圆盘中间的舵机进行调试，使其可以实现从六足形态到球形形态的变化，把这组动作命名为动作组7；利用同样的方法，可以实现从球形形态到六足形态的变化，把这组动作命名为动作组8。由于机器人在六足形态和球形形态时通过六轴传感器传回的数据不同，使得单片机可以根据不同的数据发送不同的指令；