本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體的說是一種可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)行走的機(jī)器人。

背景技術(shù)：

仿生爬行機(jī)器人與傳統(tǒng)的輪式驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人不同，采用類似生物的爬行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式使得機(jī)器人可以具有更好的與接觸面的附著力，和越障能力，在軍事的偵查及民用高層建筑外墻壁清潔等領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用潛力。

此類仿生爬行機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)在平坦底面上級(jí)崎嶇地面上爬行，但遇到特殊情況傾倒時(shí)不能自己進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，且遇到特殊情況被迫翻轉(zhuǎn)后不能繼續(xù)前進(jìn)，應(yīng)用上具有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有的仿生爬行機(jī)器人遇到特殊情況傾倒時(shí)不能自己進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，且遇到特殊情況被迫翻轉(zhuǎn)后不能繼續(xù)前進(jìn)而存在的局限性，本發(fā)明提供一種可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)行走的機(jī)器人。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)行走的機(jī)器人，包括機(jī)體、均布在機(jī)體外部的四條結(jié)構(gòu)相同的腿、底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)及前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)，每條腿共有三個(gè)關(guān)節(jié)自由度，每個(gè)關(guān)節(jié)處均有一個(gè)舵機(jī)控制；所述機(jī)體內(nèi)設(shè)有stc12c5a60s2單片機(jī)及由其輸出連接的舵機(jī)控制器，該舵機(jī)控制器控制連接四條腿上的各路舵機(jī)，所述底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)體的底部面板或頂部面板上，所述前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)器人前進(jìn)方向的機(jī)體側(cè)部。

所述底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)包括至少兩個(gè)并排設(shè)置的超聲波傳感器，用于測(cè)量底部面板或頂部面板與障礙物之間的距離。

所述前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)包括至少兩個(gè)并排設(shè)置的超聲波傳感器，用于測(cè)量前進(jìn)方向的機(jī)體側(cè)部與障礙物之間的距離。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)行走的機(jī)器人，通過設(shè)置四條具有三個(gè)關(guān)節(jié)自由度的結(jié)構(gòu)相同的腿，每個(gè)關(guān)節(jié)分別由舵機(jī)控制器控制實(shí)現(xiàn)自由移動(dòng)，并通過設(shè)置底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)及前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自由翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向移動(dòng)；使機(jī)器人不僅能在平坦地面上行走，而且可以在崎嶇地面上爬行，當(dāng)遇到特殊情況傾倒時(shí)能夠自己進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后繼續(xù)前進(jìn)，因此具有廣泛的適用性。

附圖說明

圖1 本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2 本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3 本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖4 本發(fā)明腿部結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖5 本發(fā)明腿部結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖6 本發(fā)明腿部結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖7 本發(fā)明行走原理示意圖；

附圖標(biāo)記：1、舵機(jī)Ⅰ，2、舵機(jī)Ⅱ，3、舵機(jī)Ⅲ，4、舵機(jī)Ⅳ，5、舵機(jī)Ⅴ，6、舵機(jī)Ⅵ，7、舵機(jī)Ⅶ，8、舵機(jī)Ⅷ，9、舵機(jī)Ⅸ，10、舵機(jī)Ⅹ，11、舵機(jī)Ⅺ，12、舵機(jī)Ⅻ，13、底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)，14、前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)，15、底部面板，16、頂部面板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

如圖所示：一種可自動(dòng)翻轉(zhuǎn)行走的機(jī)器人，包括機(jī)體、均布在機(jī)體外部的四條結(jié)構(gòu)相同的腿、底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)及前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)，每條腿共有三個(gè)關(guān)節(jié)自由度，每個(gè)關(guān)節(jié)處均有一個(gè)舵機(jī)控制；所述機(jī)體內(nèi)設(shè)有stc12c5a60s2單片機(jī)及由其輸出連接的舵機(jī)控制器，該舵機(jī)控制器控制連接四條腿上的各路舵機(jī)，所述底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)體的底部面板或頂部面板上，所述前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)器人前進(jìn)方向的機(jī)體側(cè)部；所述底面超聲波測(cè)距系統(tǒng)包括至少兩個(gè)并排設(shè)置的超聲波傳感器，用于測(cè)量底部面板或頂部面板與障礙物之間的距離，若距離在設(shè)定范圍內(nèi)機(jī)器人正常行駛，否則進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；所述前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)包括至少兩個(gè)并排設(shè)置的超聲波傳感器，用于測(cè)量前進(jìn)方向的機(jī)體側(cè)部與障礙物之間的距離，在沒有障礙物的情況下正常行駛，若有機(jī)器人就調(diào)整方向繼續(xù)行駛；當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到前方障礙物、底部面板或頂部面板距離障礙物的距離不再設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)器人腿部的各路舵機(jī)進(jìn)行相互配合調(diào)整，直到機(jī)器人達(dá)到我們?cè)O(shè)定的要求進(jìn)行行駛。

該機(jī)器人的基本運(yùn)動(dòng)步驟是：首先，指令一控制左上腿中部關(guān)節(jié)舵機(jī)Ⅱ2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使腿微微抬起，同時(shí)控制舵機(jī)Ⅰ1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)Ⅲ3微微向上轉(zhuǎn)動(dòng)少量角度，此時(shí)完成左上腿抬起并向前前進(jìn)一定角度；與此同時(shí)對(duì)角腿做相同動(dòng)作，具體為，相對(duì)應(yīng)的舵機(jī)Ⅷ8、舵機(jī)Ⅶ7、舵機(jī)Ⅸ9進(jìn)行同樣動(dòng)作，此時(shí)機(jī)器人的對(duì)角腿被抬起并向前邁進(jìn)同樣角度。另外兩條不動(dòng)對(duì)角腿將穩(wěn)定的支撐整個(gè)主體身重，保持整體平衡。指令二，控制器發(fā)出指令控制右上腿中部關(guān)節(jié)舵機(jī)Ⅴ5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使腿微微抬起，同時(shí)控制舵機(jī)Ⅳ4、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，舵機(jī)Ⅵ6微微向上轉(zhuǎn)動(dòng)少量角度，此時(shí)完成右上腿抬起并向前前進(jìn)一定角度；與此同時(shí)對(duì)角腿做相同動(dòng)作，具體為，相對(duì)應(yīng)的舵機(jī)Ⅺ11、舵機(jī)Ⅹ10、舵機(jī)Ⅻ12進(jìn)行同樣動(dòng)作，此時(shí)機(jī)器人的右上左下對(duì)角腿被抬起并向前邁進(jìn)同樣角度。另外兩條對(duì)角腿不動(dòng)，穩(wěn)定的支撐整個(gè)身重，保持整體平衡。至此完成全部對(duì)角腿向前行走一步的動(dòng)作，將上述兩條對(duì)角腿動(dòng)作指令進(jìn)行重復(fù)調(diào)用，機(jī)器人便可進(jìn)行烏龜式前行運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中關(guān)鍵部分的是重心的調(diào)節(jié)，本項(xiàng)目在實(shí)現(xiàn)其腿式運(yùn)動(dòng)過程中，使其非運(yùn)動(dòng)兩腿之間保持在同一直線上，身體水平使重心在機(jī)器人的幾何中心位置。其它輪腿向前邁進(jìn)與此過程相似。其具體行走順序?yàn)槎鏅C(jī)Ⅰ1——舵機(jī)Ⅶ7——機(jī)體——舵機(jī)Ⅳ4——舵機(jī)Ⅹ10——舵機(jī)Ⅰ1——舵機(jī)Ⅶ7——機(jī)體——舵機(jī)Ⅳ4——舵機(jī)Ⅹ10——舵機(jī)Ⅰ1——舵機(jī)Ⅶ7——機(jī)體——舵機(jī)Ⅳ4——舵機(jī)Ⅹ10——舵機(jī)Ⅰ1——舵機(jī)Ⅶ7——機(jī)體——舵機(jī)Ⅳ4——舵機(jī)Ⅹ10。

機(jī)器人的翻轉(zhuǎn)過程是當(dāng)傳感器檢測(cè)到機(jī)器人處于傾倒?fàn)顟B(tài)時(shí)，舵機(jī)控制器控制舵機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。舵機(jī)Ⅰ1 、舵機(jī)Ⅳ4 、舵機(jī)Ⅶ7、舵機(jī)Ⅹ10同時(shí)旋轉(zhuǎn)，直至四條腿再次與地面完成接觸，與此同時(shí)位于前進(jìn)方向側(cè)部的前部超聲波測(cè)距系統(tǒng)也會(huì)檢測(cè)前方是否有障礙物，如果前方較空曠，翻轉(zhuǎn)動(dòng)作完成后機(jī)器人直接向前運(yùn)動(dòng)，如果前方有障礙物，則機(jī)器人直接執(zhí)行轉(zhuǎn)彎避障動(dòng)作，在翻轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行障礙的檢測(cè)，待翻轉(zhuǎn)完成后直接作出下一個(gè)動(dòng)作。