[发明专利]一种仿生爬行机器人及其自主控制方法

权利要求书

1.一种仿生爬行机器人，包括头部结构、中间连接单元、尾部结构，其特征在于，还包括形状记忆合金弹簧（4），形状记忆合金弹簧（4）设置为三根，并形状记忆合金弹簧（4）与中间连接单元设置在头部结构与尾部结构之间，所述中间连接单元包括中间连杆（3）和左右两端的球状关节（302），所述球状关节（302）上分别设置有短轴（301），并中间连接单元内部贯穿设有连杆内孔（303），所述中间连杆（3）内部为中空设置；

所述头部结构包括密封盖（1）、头部结构半球壳体（2）和控制单元（7），头部结构半球壳体（2）包括两个半球体，并两个半球体通过连接轴（201）配合成一体，头部结构半球壳体（2）顶部设有球形凹槽（204），球形凹槽（204）顶端存在圆柱形的布线孔（205），头部结构半球壳体（2）上设有弹簧安装孔（202），以及头部结构半球壳体（2）上设有对称设置的导向槽（203）以确保中间连接单元上的球状关节（302）转动；

所述尾部结构包括密封盖（1）、尾部结构半球壳体（5）和动力源（6），尾部结构半球壳体（5）包括两个半球体，并两个半球体通过连接轴（201）配合成一体，尾部结构半球壳体（5）顶部设有球形凹槽（204），球形凹槽（204）顶端存在圆柱形的布线孔（205），尾部结构半球壳体（5）上设有弹簧安装孔（202），以及尾部结构半球壳体（5）上设有对称设置的导向槽（203），动力源（6）为控制单元（7）及形状记忆合金弹簧（4）提供能源。

2.如权利要求1所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于，两侧的球状关节（302）分别安装在头部结构半球壳体（2）、尾部结构半球壳体（5）的球形凹槽（204）内，从而实现球状关节（302）转动。

3.如权利要求2所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于，控制单元（7）与动力源（6）之间的连线通过布线孔（205）、连杆内孔（303）实现电路连接，形状记忆合金弹簧（4）通过弹簧安装孔（202）实现机器人头部结构、尾部结构连接，形状记忆合金弹簧（4）均按120度均布安装在头部结构、尾部结构之间。

4.如权利要求3所述的一种仿生爬行机器人，其特征在于，控制单元（7）对形状记忆合金弹簧（4）进行控制，动力源（6）提供所需电能，由于头部结构、尾部结构的弹簧安装孔（202）距离大于形状记忆合金弹簧（4）的原始长度，故三根所述形状记忆合金弹簧（4）处于拉伸状态，运动初始阶段，靠近运动表面的两根所述形状记忆合金弹簧（4）通电产生收缩运动，然后断电且剩余的第三根的形状记忆合金弹簧（4）再进行通电，其将产生收缩运动，周而复始，且由于头、尾部摩擦力不同，机器人产生类似于尺蠖的步态运动。

5.一种仿生爬行机器人的自主控制方法，其特征在于，多个机器人群体运动时，机器人进行编号处理并按照梯队设置“领头羊”控制模式，并将机器人从1开始编号，其中1号的优先级大于2号，2号大于3号，以此类推，控制单元（7）中搭载物联通信模块，可实现多个机器人之间信息交互。

6.如权利要求5所述的一种仿生爬行机器人的自主控制方法，其特征在于，开始阶段，1号机器人处于“领头羊”位置，对剩余其他机器人发号施令，遥控其他剩余机器人的动作，剩余机器人周期对1号机器人发送反馈信息，确保与领头机器人信息畅通，当多个机器人发送消息未收到1号机器人回复时，可默认1号机器人失效，将由2号机器人替补1号机器人的控制中心位置，以此类推。

7.如权利要求6所述的一种仿生爬行机器人的自主控制方法，其特征在于，对于若干机器人接连失效，优先级高的机器人可进行危险信息预判，从而发布有利指令信息。