[发明专利]连续旋转驱动直线弹射机构及其多面体机器人与运动方法

说明书

一种连续旋转驱动直线弹射机构及其多面体机器人与运动方法，属于机器人技术应用领域。该直线弹射机构包括压缩杆(c11)、弹簧(d11)、套筒(e11)、舵机(g11)、电池(h11)、连接管(i11)、异型槽轮(j11)、槽滑动杆(k11)、槽滑动套(m11)、螺钉(n11)、控制部件(p11)、绳(q11)。若干直线弹射机构安装于多孔球（a）上形成多面体机器人。该多面体机器人具有较强的运动稳定性、满足自然环境下非结构地形表面自适应要求，抗倾覆能力、全方位行进能力，可作为自然环境下的全地形越野移动平台。

技术领域

本发明属于机器人技术应用领域，具体涉及一种连续旋转驱动直线弹射机构及其多面体机器人与运动方法，主要作为自然环境下的全地形越野移动平台。

背景技术

适应各种地面环境的机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一，它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体，反映了一个国家的智能化和自动化研究水平，同时也作为一个国家高科技实力的重要标志，各发达国家在该领域相继投入巨资开展研究。

足式机器人能够实现复杂地面爬坡，可调整前后端高低体位运动相结合的方式，满足更大坡度的山地环境运动要求，增强了山地环境运动的适应性，但同时足式机器人行进速度低，由于重心原因容易侧翻，不稳定。球形机器人拥有较强的抗倾覆能力，但爬坡能力较差。如何能将足式与球形机器人的优势集中，弥补各自缺点是一个急待解决的研究问题。

比较国内外较为著名的与球形机器人。挪威的设计球形机器人MorpHex(http://thefutureofthings.com/4799-morphex-rolling-walking-6-legged-robot/)，其设计新颖，MorpHex拥有两种形态：球式和足式。在球式状态时以滚动前进，在足式状态时以六足爬行。但是MorpHex不同时具备全向行进能力，无法实现跳跃运动。由Orbotix公司设计的球形机器人sphero(https://baike.baidu.com/item/Sphero)利用两个独立控制的橡胶镶边轮毂内的引导和推动，球速度可达每秒1.2米。但sphero仍然存在爬坡能力较差的问题。LG公司推出的家居球形机器人rolling bot(http://www.pcpop.com/doc/2/2635/2635470.shtml)，实际通过两个半圆轮子行走，所以rolling bot不具备全向行进能力。日本研究者最近研究的可投掷机器人QRoSS(https://baike.baidu.com/item/QRoSS？fr＝aladdin)采用壳与机械腿结合的方式行进，QRoSS的重量为2.5千克，直径约30厘米，但QRoSS的各机械腿只是平面分布。加州大学圣地亚哥分校的研究人员设计了一个专门用于攀爬管道的机器人DuCTT(http://ieeexplore.ieee.org/document/6907473/？reload＝true)，该机器人由两个四面体组成。机器人在进行管道攀爬的时候，其上半部分靠在管道两侧起到支撑作用，然后将它的下半部分拉起来，然后固定下半部分，将上半部分支撑上去，只要重复这个过程，机器人就能够达到它想到达的任意高度。DuCTT只能沿管道行进，不具备全向行进能力。

综上所述，单一的足、球机器人功能有限，而与基于连续旋转驱动直线弹射机构的多面体机器人具有相似的运动方式尚未报道过，也并未开展过研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续旋转驱动直线弹射机构及其多面体机器人与运动方法。该多面体机器人具有较强的运动稳定性、满足自然环境下非结构地形表面自适应要求，抗倾覆能力、全方位行进能力，可作为自然环境下的全地形越野移动平台。