本發(fā)明涉及一種探測(cè)機(jī)器人，具體涉及一種適用復(fù)雜地形的探測(cè)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化程度的逐步提高，機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用到科研、探測(cè)、生產(chǎn)、救援等各個(gè)領(lǐng)域。雖然，機(jī)器人的種類(lèi)繁多，功能各異，但就其行走方式而言，主要有三種：輪式、履帶式和足式，這三種行走方式各有各的特點(diǎn)。

輪式和履帶式是最為常見(jiàn)的行走方式，其具有控制簡(jiǎn)單、移動(dòng)迅速平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。但是足式機(jī)器人的越障能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前兩者。同時(shí)，對(duì)于各種復(fù)雜地形地貌，足式機(jī)器人也具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種操作方便，攝像穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)翻越連續(xù)臺(tái)階、圓臺(tái)地形、矩形凸臺(tái)、梯形凸臺(tái)、斜坡地形和溝道地形等地形使用的探測(cè)機(jī)器人。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種適用復(fù)雜地形的探測(cè)機(jī)器人，包括：

行走裝置，包括六足行走機(jī)械爪，每個(gè)行走機(jī)械爪由三級(jí)關(guān)節(jié)組成，該三級(jí)關(guān)節(jié)包括第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)；其中，第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)為腿足結(jié)構(gòu)與機(jī)身的連接結(jié)構(gòu)；第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)設(shè)置在第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)之間，第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)為連接的過(guò)渡結(jié)構(gòu)；第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)為腿足的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；

旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的底部與行走裝置連接，上部與探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)連接；

探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)，包括用檢測(cè)并控制探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)的中央控制器，所述中央控制器分別連接有攝像單元、俯仰角調(diào)節(jié)模塊、橫滾角調(diào)節(jié)模塊、水平方位調(diào)節(jié)模塊、慣性測(cè)試單元、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)調(diào)節(jié)模塊、傳感器模塊、定位模塊、燈光模塊和無(wú)線(xiàn)通訊模塊；

所述俯仰角調(diào)節(jié)模塊包括一俯仰角調(diào)節(jié)單元、一俯仰角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第一磁編碼器和第一電機(jī)，第一電機(jī)通過(guò)俯仰角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第一編碼器的反饋信號(hào)傳輸給俯仰角調(diào)節(jié)單元，攝像單元的俯仰角通過(guò)第一電機(jī)控制；

所述橫滾角調(diào)節(jié)模塊包括橫滾角調(diào)節(jié)單元、一橫滾角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第二磁編碼器和第二電機(jī)，第二電機(jī)通過(guò)橫滾角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第二編碼器的反饋信號(hào)傳輸給橫滾角調(diào)節(jié)單元，攝像單元的橫滾角通過(guò)第二電機(jī)控制；

所述水平方位調(diào)節(jié)模塊包括水平方位調(diào)節(jié)單元、一水平方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第三磁編碼器和第三電機(jī)，所述第三電機(jī)通過(guò)水平方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第三編碼器的反饋信號(hào)傳輸給水平方位調(diào)節(jié)單元，攝像單元的水平方位通過(guò)第三電機(jī)控制；

所述的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)調(diào)節(jié)模塊包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度由轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制。

進(jìn)一步的，所述行走機(jī)械爪的位置由三組舵機(jī)調(diào)整，第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的舵機(jī)為水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述行走機(jī)械爪的三級(jí)關(guān)節(jié)上均設(shè)有關(guān)節(jié)架，舵機(jī)安裝在關(guān)節(jié)架上；

第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的舵機(jī)安裝在關(guān)節(jié)架上的豎直方向，舵機(jī)水平旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行水平方向的位置調(diào)節(jié)；第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的兩個(gè)舵機(jī)相互錯(cuò)位90°角后相連，兩者組成一個(gè)整體，且無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的舵機(jī)安裝在關(guān)節(jié)架上的水平方向，舵機(jī)豎直旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行豎直方向的位置調(diào)節(jié)；

第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上的舵機(jī)安裝在關(guān)節(jié)架上的水平方向，舵機(jī)豎直旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)足部進(jìn)行豎直方向的位置調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)之間為鉸接連接。

進(jìn)一步的，所述慣性測(cè)試單元包括陀螺儀和加速度計(jì)，所述括陀螺儀和加速度計(jì)的輸出端接中央控制器的輸入端。

進(jìn)一步的，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣味傳感器、煙味傳感器、測(cè)距傳感器。

進(jìn)一步的，所述燈光模塊包括針對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)的led燈。

進(jìn)一步的，還包括遙控模塊，該遙控模塊包括遙控手柄和顯示器，所述的遙控手柄和顯示器通過(guò)通訊模塊與機(jī)器人中的無(wú)線(xiàn)通訊模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。

有益效果：本發(fā)明的機(jī)器人操作方便，攝像穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)翻越連續(xù)臺(tái)階、圓臺(tái)地形、矩形凸臺(tái)、梯形凸臺(tái)、斜坡地形和溝道地形等地形使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明單個(gè)行走機(jī)械爪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明關(guān)節(jié)架安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)控制電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1到圖4所示的一種適用復(fù)雜地形的探測(cè)機(jī)器人，包括：

行走裝置10，包括六足行走機(jī)械爪，每個(gè)行走機(jī)械爪由三級(jí)關(guān)節(jié)組成，該三級(jí)關(guān)節(jié)包括第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3、第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5；其中，第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3為腿足結(jié)構(gòu)與機(jī)身的連接結(jié)構(gòu)；第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4設(shè)置在第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3與第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5之間，第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4為連接的過(guò)渡結(jié)構(gòu)；第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5為腿足的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4與第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5之間通過(guò)h型桿6相連。

腿足結(jié)構(gòu)的位置由三組舵機(jī)7調(diào)整，第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3上的舵機(jī)7為水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4與第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5上的舵機(jī)7為豎直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

腿足結(jié)構(gòu)的三級(jí)關(guān)節(jié)上均設(shè)有關(guān)節(jié)架8，舵機(jī)7安裝在關(guān)節(jié)架8上；第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3上的舵機(jī)7安裝在關(guān)節(jié)架8上的豎直方向，舵機(jī)7水平旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5進(jìn)行水平方向的位置調(diào)節(jié)。

第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4上的舵機(jī)7安裝在關(guān)節(jié)架8上的水平方向，舵機(jī)7豎直旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5進(jìn)行豎直方向的位置調(diào)節(jié)。

第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5上的舵機(jī)7安裝在關(guān)節(jié)架8上的水平方向，舵機(jī)7豎直旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)足部9進(jìn)行豎直方向的位置調(diào)節(jié)。

所述h型桿6由兩組u型桿相接組成，h型桿6為該六足機(jī)器人腿足結(jié)構(gòu)的腿部主體。

所述足部9的底部為尖角結(jié)構(gòu)，足部9為腿足結(jié)構(gòu)2的動(dòng)作執(zhí)行主體結(jié)構(gòu)。

所述腿足結(jié)構(gòu)2上的各舵機(jī)7由單片機(jī)控制，單片機(jī)安裝在機(jī)身上。

所述第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3、第二級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)4、第三級(jí)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)5之間為鉸接連接。

所述機(jī)身的六個(gè)頂角由切削并形成六個(gè)凸臺(tái)，頂角處打磨成圓弧。機(jī)身的每個(gè)凸臺(tái)上都有五個(gè)孔，中間的大孔是安裝滾動(dòng)軸承的軸承孔，旁邊的四個(gè)小孔是用于固定第一級(jí)水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)3上舵機(jī)7的轉(zhuǎn)軸螺栓孔。

旋轉(zhuǎn)平臺(tái)20，該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的底部與行走裝置連接，上部與探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)30連接。

探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)30，包括用檢測(cè)并控制探測(cè)云臺(tái)系統(tǒng)的中央控制器，所述中央控制器分別連接有攝像單元、俯仰角調(diào)節(jié)模塊、橫滾角調(diào)節(jié)模塊、水平方位調(diào)節(jié)模塊、慣性測(cè)試單元、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)調(diào)節(jié)模塊、傳感器模塊、定位模塊、燈光模塊和無(wú)線(xiàn)通訊模塊；

所述俯仰角調(diào)節(jié)模塊包括一俯仰角調(diào)節(jié)單元、一俯仰角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第一磁編碼器和第一電機(jī)，第一電機(jī)通過(guò)俯仰角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第一編碼器的反饋信號(hào)傳輸給俯仰角調(diào)節(jié)單元，攝像單元的俯仰角通過(guò)第一電機(jī)控制；

所述橫滾角調(diào)節(jié)模塊包括橫滾角調(diào)節(jié)單元、一橫滾角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第二磁編碼器和第二電機(jī)，第二電機(jī)通過(guò)橫滾角電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第二編碼器的反饋信號(hào)傳輸給橫滾角調(diào)節(jié)單元，攝像單元的橫滾角通過(guò)第二電機(jī)控制；

所述水平方位調(diào)節(jié)模塊包括水平方位調(diào)節(jié)單元、一水平方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、第三磁編碼器和第三電機(jī)，所述第三電機(jī)通過(guò)水平方位電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，第三編碼器的反饋信號(hào)傳輸給水平方位調(diào)節(jié)單元，攝像單元的水平方位通過(guò)第三電機(jī)控制；

所述的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)調(diào)節(jié)模塊包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度由轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制。

所述慣性測(cè)試單元包括陀螺儀和加速度計(jì)，所述括陀螺儀和加速度計(jì)的輸出端接中央控制器的輸入端。姿態(tài)穩(wěn)定是依靠手持云臺(tái)系統(tǒng)的陀螺儀、加速度計(jì)和沿三個(gè)正交軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，這三軸分別是俯仰軸、橫滾軸和水平方位軸。用戶(hù)可以根據(jù)不同的需求可選擇俯仰軸、橫滾軸或者水平方位軸來(lái)組成不同的自動(dòng)跟蹤和三軸自穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

攝像單元采用高清的攝像機(jī)，攝像單元內(nèi)置圖像跟蹤單元，能夠進(jìn)行目標(biāo)物體的自動(dòng)跟蹤，并將跟蹤結(jié)果通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)(wifi、zigbee及相近無(wú)線(xiàn)通信技術(shù))方式發(fā)送給中央控制器，中央控制器負(fù)責(zé)采集陀螺、加速度計(jì)的信號(hào)，并和圖像跟蹤的結(jié)果進(jìn)行融合，進(jìn)行隨動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

所述傳感器模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣味傳感器、煙味傳感器、測(cè)距傳感器。以便為探測(cè)環(huán)境進(jìn)行溫度。濕度、氣味以及煙味等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

所述燈光模塊包括針對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)的led燈，在昏暗的情況下有助于攝像模塊的高清畫(huà)質(zhì)。

本發(fā)明還包括遙控模塊，該遙控模塊包括遙控手柄和顯示器，所述的遙控手柄和顯示器通過(guò)通訊模塊與機(jī)器人中的無(wú)線(xiàn)通訊模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。