[发明专利]一种斧足式仿生探测装置

说明书

本发明公开了一种斧足式仿生探测装置，主要包括贝壳壳体、斧足结构、机械臂、摆动机构、视觉模块。采用连杆机构和棘轮机构相结合的方式设计斧足机构，结合舵机转向机构，可实现灵活爬行移动。设计摆动机构与贝壳上下外壳相连接，通过挤压水囊，可利用反作用力辅助行进。设计自适应机械手，可根据检测到的物体大小，指尖张开适合的角度，稳定抓取不同大小和尺寸的物体。本发明的斧足式仿生探测装置具有结构紧凑、功能多样、适应强等特点，可应用于水下和陆地上进行探测。

技术领域

本发明涉及水下探测技术与仿生机器人领域，尤其是涉及斧足式仿生探测装置。

背景技术

在现代探测技术中，陆地探测机器人和水下探测机器人的技术发展非常迅速，分别能够实现对陆地或者水底环境的探测以及定位和地图构建功能。国内外的探测机器人种类很多，用途各异，但大都受环境的制约，陆地机器人和水下机器人只能单独实现陆地和海底环境的探测。例如，一种公布号为CN102486648B的中国专利公开了一种自主移动机器人平台，主要包括运动驱动系统、环境感知系统、平台控制系统。该移动机器人通过摆动腿臂机构，利用腿臂机构上的反偏向轮与地面或者空间中媒质的作用力实现机器人的平稳运动，能够自主地对环境进行感知。虽然该平台提供了多个研究领域的实验与验证的功能，但是仍以移动行进为发明的主要技术方案，不能实现在陆地上、水下的探测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了斧足式仿生探测装置，该探测装置具有使用方式简便且运动灵活的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种斧足式仿生探测装置，其特征在于：包括贝壳壳体以及与所述贝壳壳体匹配的斧足结构、机械手、摆动机构、视觉模块、转向轮机构。

所述贝壳壳体包括贝壳下壳体和贝壳上壳体；所述的贝壳下壳体呈半椭圆形，所述斧足机构与贝壳下壳体相连接；所述视觉模块安装在贝壳上壳体上，所述转向轮机构固定于贝壳下壳体；所述斧足机构包括第一连杆腿机构、中间轮腿机构、第二连杆腿机构、柔性薄膜和斧足固定架；所述第一连杆腿机构与柔性薄膜连接，位于柔性薄膜右侧；所述中间轮腿机构与柔性薄膜连接，位于柔性薄膜中间；所述第二连杆腿机构与柔性薄膜连接，位于柔性薄膜左侧；所述的第一连杆腿机构、中间轮腿机构、第二连杆腿机构、柔性薄膜通过斧足固定架固定在贝壳下壳体内。

所述第一连杆腿机构包括腿机构和舵机一；所述腿机构安装在柔性薄膜内，所述舵机一与腿机构转动连接；所述中间轮腿机构包括棘轮机构和中间固定架，所述棘轮机构安装在柔性薄膜内。

本发明进一步设置为:所述腿机构包括连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆六、连杆七、连杆八、连杆九、连杆十、连杆十一、连杆十二、连杆十三；各连杆之间通过铰链连接形成转动副；连杆三在舵机一的带动下可绕舵机一的中心做圆周运动；连杆十一和连杆十二交点处与柔性薄膜表面粘结，可带动柔性薄膜摆动。

通过采用上述技术方案，采用连杆机构形式的腿机构，运动质量轻，移动迅速，方便灵活，且在水下可带动柔性薄膜摆动产生浮力，可应用于各种环境中。

本发明进一步设置为:所述棘轮机构包括摇杆、棘爪、棘轮，所述摇杆与中间固定架连接，所述棘爪固定连接在摇杆上，所述棘轮与棘爪相接触，通过棘爪带动棘轮转动。

本发明进一步设置为:所述机械手包括固定座、支架、大臂、小臂、二指夹具，所述固定座安装在贝壳下壳体上，所述支架固定于固定座，所述大臂安装在支架上，所述小臂与大臂铰接，所述二指夹具与大臂相连接，用于物体的抓取。

通过采用上述技术方案，设计自适应机械手，可根据检测到的大小，指尖张开适合的角度，精准稳定抓取不同大小和尺寸的物体。