本發(fā)明針對(duì)災(zāi)后探測(cè)和搜救，設(shè)計(jì)一種在地震、火災(zāi)等造成自然災(zāi)害后危險(xiǎn)預(yù)警尚未解除的情況下，能起到在復(fù)雜環(huán)境下的先行探索災(zāi)后環(huán)境的陸空兩棲型六足機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、在國(guó)外步行機(jī)器人最開(kāi)始采用的是機(jī)械式，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其控制方式也逐漸地由電子控制發(fā)展到了現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制，其智能水平和綜合性能都得到了飛速的發(fā)展和提高。如今，各種仿生結(jié)構(gòu)類型的機(jī)器人如雨后春筍般大量出現(xiàn)，其類型大概有人形、飛行類、爬行類、魚(yú)類和兩棲類等幾種。

2、在上世紀(jì)八十年代就開(kāi)始了對(duì)六足機(jī)器人的研究，前前后后總共推出了genghis、attila、hannibal等六足機(jī)器人。到了90年代中期，美國(guó)羅克威爾公司專門為淺灘登陸作戰(zhàn)研制了一種可排除岸邊水雷的機(jī)器人aluv，它以螃蟹為仿生原型，是最早的兩棲多足機(jī)器人。2005年，nasa噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室成功研制了一種六腿行走機(jī)器人lemur用于在太空環(huán)境下探測(cè)、小尺寸安裝及維修等空間作業(yè)[1]。lemur的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以螃蟹的腿部和章魚(yú)身體外形作為參考，共有6條復(fù)合機(jī)械臂，每條機(jī)械臂含有四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度和一個(gè)操作自由度。目前研制出了兩個(gè)型號(hào)，最新的lemur?lia可幫助航天員在太空中建設(shè)較大的建筑物。

3、在國(guó)內(nèi)對(duì)多足機(jī)器人的研究起步于上世紀(jì)的八十年代末九十年代初。清華大學(xué)、燕山大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等對(duì)多足步行機(jī)器人的有關(guān)理論做過(guò)深入的研究。他們致力于開(kāi)發(fā)能夠在復(fù)雜環(huán)境中自主移動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器人，并且不斷改進(jìn)和優(yōu)化機(jī)器人的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)。

4、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所與光機(jī)所于1989年3月共同研制了海蟹號(hào)六足步行機(jī)器人。在2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制了六足機(jī)器人hit-spider，hit-spider的六條機(jī)械腿均勻設(shè)置在機(jī)身兩側(cè)，每條腿具有3個(gè)自由度，由舵機(jī)去驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)，做到了避免機(jī)械連桿間的碰撞和增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。

5、2000年，上海交通大學(xué)馬培蓀等改進(jìn)了第一代形狀記憶合金sma驅(qū)動(dòng)的微型六足機(jī)器人，開(kāi)發(fā)了微型雙三足步行機(jī)器人mdtwr它采用新型的組合偏動(dòng)sma驅(qū)動(dòng)器，使身體實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)能力，具有全方位運(yùn)動(dòng)能力。

6、此外中國(guó)的一些機(jī)器人企業(yè)也在六足仿生機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。它們致力于將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、軍事應(yīng)用、探險(xiǎn)勘測(cè)等領(lǐng)域，推動(dòng)著六足仿生機(jī)器人技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，相信這些成果將為中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和智能制造的推進(jìn)帶來(lái)更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供設(shè)計(jì)一種在自然災(zāi)害后危險(xiǎn)預(yù)警尚未解除的情況下，能起到勘探，搜救作用的面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)單、易于裝配。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

3、一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人，包括腿部外殼，lx224舵機(jī)，橢圓形支架，與十字支架，軸承下蓋，下側(cè)軸承大圈，軸承，軸承上蓋，多功能支架，長(zhǎng)u支架，工型支架，短u支架，l型支架，手爪固定座，左邊長(zhǎng)支架，左邊長(zhǎng)支架，左邊短支架，右邊短支架，下部主體支架，上部主體支架，stm32核心開(kāi)發(fā)板，舵機(jī)主控板，藍(lán)牙模塊，電磁鐵，溫度傳感器，電池組，gps模塊，m2氣體傳感器，紅外熱成像，攝像頭，內(nèi)部外殼，無(wú)人機(jī)攝像頭，無(wú)人機(jī)底盤，螺旋槳外殼，扇葉，無(wú)刷電機(jī)，無(wú)人機(jī)主控板，無(wú)人機(jī)電池，金屬外殼和無(wú)人機(jī)上殼。

4、連接關(guān)系：

5、腿部外殼和lx224舵機(jī)相連，提供上下運(yùn)動(dòng)的能力，橢圓形支架與lx224舵機(jī)和lx224舵機(jī)連接，使得腿部可以自由調(diào)整高度，而lx224舵機(jī)與十字支架的一端連接，另一端與lx224舵機(jī)相連形成整體的腿部。6條腿部連接到上部主體支架，而機(jī)架是由下部主體支架和上部主體支架并以身體支撐架連接固定形成的；其中，stm32核心開(kāi)發(fā)板、舵機(jī)主控板，藍(lán)牙模塊，電磁鐵，溫度傳感器，電池組以及gps模塊均與下部主體支架相固定，在整個(gè)機(jī)架內(nèi)部；而身體支撐架上則固定有m2氣體傳感器；最后是與上部主體支架相固定的紅外熱成像與攝像頭。機(jī)械臂安裝在上部主體支架上部，由lx224舵機(jī)作為云臺(tái)的底座與軸承下蓋連接固定，并且lx224舵機(jī)上方的齒輪與軸承相固定，可以提供扭轉(zhuǎn)，而軸承下蓋與下側(cè)軸承大圈相連，上側(cè)軸承大圈與軸承上蓋相連，同時(shí)軸承下蓋、下側(cè)軸承大圈與上側(cè)軸承大圈、軸承上蓋將軸承夾緊，因?yàn)檩S承其自身特性，依舊可以自由旋轉(zhuǎn)；多功能支架作為連接件將軸承上蓋與lx224舵機(jī)固定，lx224舵機(jī)上的齒輪與下側(cè)長(zhǎng)u支架相連，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，上側(cè)長(zhǎng)u支架與多功能支架固定，同時(shí)下側(cè)長(zhǎng)u支架和上側(cè)長(zhǎng)u支架固定，lx224舵機(jī)與多功能支架固定，使得lx224舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，多功能支架將lx224舵機(jī)與工型支架相連，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)與工型支架相連的短u支架轉(zhuǎn)動(dòng)；短u支架與lx224舵機(jī)和多功能支架相連，但是lx224舵機(jī)會(huì)使得短u支架與多功能支架以及與其相連的l型支架進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；l型支架與手爪固定座進(jìn)行固定，而左邊長(zhǎng)支架與lx224舵機(jī)進(jìn)行相連，使得與手爪固定座相接的lx224舵機(jī)帶動(dòng)左邊長(zhǎng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)會(huì)使相嚙合的右邊長(zhǎng)支架也進(jìn)行相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；左邊長(zhǎng)支架通過(guò)螺栓與中層的左邊短支架和下層的左邊短支架在有一定距離的情況下相固定。右邊同理，右邊長(zhǎng)支架通過(guò)螺栓與中層的右邊短支架和下層的右邊短支架在有一定距離的情況下相固定。無(wú)人機(jī)和下部主體支架上的電磁鐵相連接，它是由內(nèi)部外殼為基礎(chǔ)，在其中鑲嵌了一個(gè)無(wú)人機(jī)攝像頭，以及四個(gè)無(wú)人機(jī)底盤，它們相互對(duì)稱，以其中一個(gè)為例，無(wú)人機(jī)底盤與螺旋槳外殼相連接固定，螺旋槳外殼上方固定了無(wú)刷電機(jī)，無(wú)刷電機(jī)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其上方固定的4片扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)提供升力；而主體部分的內(nèi)部外殼中固定了一個(gè)內(nèi)部卡盤，其中放置了無(wú)人機(jī)主控板以及無(wú)人機(jī)電池，在這些整體上有一無(wú)人機(jī)上殼，并且還有一金屬外殼與之固定。

6、對(duì)于上述技術(shù)方案，本發(fā)明還有進(jìn)一步優(yōu)選的方案：

7、進(jìn)一步，所述上部主體支架，提高了裝置的穩(wěn)定性，安全可靠。

8、進(jìn)一步，所述腿部外殼和lx224舵機(jī)相連，lx224舵機(jī)和方形支架相連，方形支架和lx224舵機(jī)相連，lx224舵機(jī)和十字支架相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)行動(dòng)的功能。

9、進(jìn)一步，所述無(wú)人機(jī)和電磁鐵相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)航拍的功能。

10、進(jìn)一步，所述云臺(tái)舵機(jī)和上部主體支架相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定平衡和夾取物品的功能。

11、進(jìn)一步，所述溫濕度傳感器和stm32f103c8t6單片機(jī)相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)感應(yīng)周圍環(huán)境溫濕度的功能。

12、進(jìn)一步，所述gps和stm32f103c8t6單片機(jī)相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和定位的功能。

13、進(jìn)一步，所述藍(lán)牙模塊和舵機(jī)主控板相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控的功能。

14、進(jìn)一步，所述煙霧氣敏傳感器和stm32f103c8t6單片機(jī)相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)檢測(cè)煙霧，發(fā)出警告的功能。

15、進(jìn)一步，所述mlx90640紅外熱成像模塊與stm32f103c8t6單片機(jī)相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)熱量精確化，對(duì)發(fā)熱的故障區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和嚴(yán)格分析的功能。

16、進(jìn)一步，所述攝像頭與stm32f103c8t6單片機(jī)相連，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高清視頻傳輸?shù)墓δ堋?/p>

17、進(jìn)一步，本發(fā)明進(jìn)而給出了一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人使用方法，包括如下步驟：

18、(1)、使用前，使用者將舵機(jī)控制板的開(kāi)關(guān)由“off”推動(dòng)到“on”，稍等片刻，舵機(jī)控制板上led1和led2常亮，即設(shè)備成功開(kāi)機(jī)。

19、(2)、使用前，使用者先把所需功能的程序代碼通過(guò)stlink燒錄到stm32系統(tǒng)板中，程序代碼編寫時(shí)要避免使用gpio引腳的重復(fù)，之后用公母線將溫濕度傳感器、gps、煙霧氣敏傳感器、mlx90640紅外熱成像模塊和系統(tǒng)極其對(duì)應(yīng)的引腳正確連接，連接檢查無(wú)誤后，電源通電，stm32f103c8t6單片機(jī)led2燈亮，即功能模塊成功開(kāi)機(jī)。

20、(3)、移動(dòng)時(shí)，使用者通過(guò)手機(jī)app或者手柄連接藍(lán)牙模塊，若使用的是手柄，打開(kāi)手柄開(kāi)關(guān)，此時(shí)手柄上兩個(gè)led燈(紅色、綠色)將同時(shí)閃爍，等待幾秒，機(jī)器人將和手柄配對(duì)，配對(duì)成功后手柄上的綠色led燈會(huì)常亮，此時(shí)舵機(jī)控制板上led2閃亮，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人的控制，當(dāng)使用者發(fā)送預(yù)設(shè)命令后，腿部的lx224舵機(jī)開(kāi)始工作，產(chǎn)生扭矩，從而帶動(dòng)一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人的腿部外殼、方形支架和十字支架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行動(dòng)指令。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、1、無(wú)人機(jī)能夠確保在一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人遇見(jiàn)不可抗力因素找不到行進(jìn)道路時(shí)，空中觀察進(jìn)行航拍，同時(shí)，也能為使用者獲得更加開(kāi)闊的視野。

23、2、云臺(tái)舵機(jī)能夠確保一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人進(jìn)行大幅度動(dòng)作時(shí)穩(wěn)定身體的平衡，同時(shí)在遇到障礙物時(shí)，可以將障礙物夾走，避免使用者多次改變路線。

24、3、腿部外殼能夠確保一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人遇見(jiàn)崎嶇的路面時(shí)，起到支撐、助力、保護(hù)作用。

25、4、一種面向崎嶇地形的新型仿生六足機(jī)器人設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用便捷、并且成本低、易于裝配。