一种蜘蛛侠机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人设备领域，尤其是涉及一种仿生蜘蛛的蜘蛛侠机器人。


背景技术：

2.机器人是一种能够半自动或自动工作的智能机器，可以辅助甚至代替人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围；目前用于工业巡检或野外侦察的机器人，因体积大、重量大、自由度小、动作协调性差、运动精度较低等缺陷，无法满足市场对其应用的需求。


技术实现要素：

3.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种蜘蛛侠机器人，结构精巧、动作平稳，协调性和平衡性更好。
4.为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种蜘蛛侠机器人，包含机器人主体，所述机器人主体包含腰部机构和对称安装于腰部机构四角的四个腿部机构，所述腿部机构包含依次连接的后臂组件、前臂组件和支腿组件；所述后臂组件包含输出轴线竖直的后臂舵机，所述后臂舵机的舵盘与水平设置的后臂杆的一端对应连接，所述后臂杆的另一端与后臂卡座的一端固定连接，所述后臂杆与后臂卡座的夹角为120～150度；所述前臂组件和支腿组件分别包含输出轴线水平的前臂舵机和支腿舵机，所述前臂舵机的舵盘与后臂卡座的另一端对应连接，所述前臂舵机和支腿舵机的尾端通过弧形的前臂架固定连接，并使得前臂舵机和支腿舵机的夹角为120～150度；所述支腿组件还包含一端与支腿舵机的舵盘对应连接的支腿卡座，所述支腿卡座的另一端固定有支腿杆的一端，所述支腿杆的另一端固定有压力传感器，所述压力传感器的感应端固定有支脚；所述腰部机构包含腰部壳体，以及安装于腰部壳体内的主控制板、陀螺仪传感器和蓄电池，所述腰部壳体四角均设有供相应后臂杆水平摆动的缺口，所述后臂舵机安装固定于靠近相应缺口的腰部壳体内壁，所述主控制板分别与蓄电池、陀螺仪传感器、压力传感器、后臂舵机、前臂舵机和支腿舵机信号连接。
6.进一步，所述前臂架包含两个均由两侧板和一底板组成的u形连接板，两u形连接板的底板通过两块平行的弧形板固定连接，两u形连接板的两侧板分别对应夹持固定前臂舵机和支腿舵机尾端。
7.进一步，所述后臂卡座和支腿卡座均设为u形板结构，并能够分别对应卡接固定前臂舵机和支腿舵机头端两侧的舵盘。
8.进一步，所述后臂杆与后臂卡座的夹角设为135度。
9.进一步，所述前臂舵机和支腿舵机的夹角设为135度。
10.进一步，所述蜘蛛侠机器人还包含用于控制机器人主体运动的无线操作手柄。
11.进一步，所述腰部壳体的上表面可拆卸固定有头部机构，所述头部机构内设有分别与主控制板信号连接的语音识别模块和视觉采集模块。
12.进一步，所述头部机构还安装有用于工业巡检的检测装置。
13.进一步，所述支脚设为耐磨防滑材质。
14.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型公开的蜘蛛侠机器人，采用四足结构，设计时主要考虑运动要求、整体比例等影响因素，四条腿采用相同机械结构，每条腿通过设置三个关节舵机提供三个自由度，从而实现机器人的基本运动，并利用舵机的电位器反馈实现闭环pid控制，主控制板同时采集陀螺仪传感器和压力传感器的反馈信息，来调整舵机以实现平衡调整和步态控制，平衡算法主要是闭环反馈，步态算法主要是落点选择和速度规划，从而使得本实用新型结构精巧轻便，动作平稳，协调性和平衡性更好，运动精度更高；此外，能够通过程序调控及视觉采集模块的反馈调节实现腿部的简单避障功能，并通过设置合适的检测装置更加有利于进行工业巡检和野外侦察。
附图说明
16.图1是本实用新型的示意图；
17.图2是所述腿部机构的放大示意图。
18.图中：1、腿部机构；1.1、后臂组件；1.1.1、后臂舵机；1.1.2、后臂杆；1.1.3、后臂卡座；1.2、前臂组件；1.2.1、前臂舵机；1.2.2、前臂架；1.3、支腿组件；1.3.1、支腿舵机；1.3.2、支腿卡座；1.3.3、支腿杆；1.4、压力传感器；1.5、支脚；2、腰部机构；2.1、腰部壳体；2.2、缺口；3、头部机构。
具体实施方式
19.通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进，本实用新型并不局限于下面的实施例；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本技术的附图对应，为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：
20.结合附图1
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2所述的蜘蛛侠机器人，包含机器人主体，根据需要，蜘蛛侠机器人还包含用于控制机器人主体运动的无线操作手柄，便于实现远程无线控制；机器人主体包含腰部机构2和对称安装于腰部机构2四角的四个腿部机构1，腿部机构1包含依次连接的后臂组件1.1、前臂组件1.2和支腿组件1.3，采用四足结构，设计时主要考虑运动要求、整体比例等影响因素，四条腿采用相同机械结构，每条腿通过后臂组件1.1、前臂组件1.2和支腿组件1.3提供三个自由度，从而实现机器人的基本运动；
21.后臂组件1.1包含输出轴线竖直的后臂舵机1.1.1，后臂舵机1.1.1的舵盘与水平设置的后臂杆1.1.2的一端对应连接，后臂杆1.1.2的另一端与后臂卡座1.1.3的一端固定连接，后臂杆1.1.2与后臂卡座1.1.3的夹角为120～150度，后臂卡座1.1.3相对于后臂杆1.1.2斜向下设置，通过控制后臂舵机1.1.1，使得后臂杆1.1.2能够带动后臂卡座1.1.3一同水平摆动，后臂杆1.1.2与后臂卡座1.1.3的设置夹角不仅便于适应自由度变化，更能够增强对腰部机构2的支撑强度；优选的，后臂杆1.1.2与后臂卡座1.1.3的夹角设为135度；前臂组件1.2和支腿组件1.3分别包含输出轴线水平的前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1，前臂
舵机1.2.1的舵盘与后臂卡座1.1.3的另一端对应连接，前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1的尾端通过弧形的前臂架1.2.2固定连接，并使得前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1的夹角为120～150度，通过控制前臂舵机1.2.1，使得前臂架1.2.2能够带动支腿舵机1.3.1转动，前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1的夹角能够便于适应自由度变化，优选的，前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1的夹角设为135度；此外，前臂架1.2.2包含两个均由两侧板和一底板组成的u形连接板，两u形连接板的底板通过两块平行的弧形板固定连接，两u形连接板的两侧板分别对应夹持固定前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1尾端，极大的提高了支撑强度和连接强度；支腿组件1.3还包含一端与支腿舵机1.3.1的舵盘对应连接的支腿卡座1.3.2，支腿卡座1.3.2的另一端固定有支腿杆1.3.3的一端，支腿杆1.3.3的另一端固定有压力传感器1.4，压力传感器1.4的感应端固定有支脚1.5，通过控制支腿舵机1.3.1，使得支腿卡座1.3.2能够带动支腿杆1.3.3一同转动，压力传感器1.4用于将支脚1.5的支撑压力反馈给主控制板；根据需要，后臂卡座1.1.3和支腿卡座1.3.2均设为u形板结构，并能够分别对应卡接固定前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1头端两侧的舵盘，便于提高支撑强度和连接强度；此外，支脚1.5设为耐磨防滑材质，防止滑倒；
22.腰部机构2包含腰部壳体2.1，以及安装于腰部壳体2.1内的主控制板、陀螺仪传感器和蓄电池，蓄电池能够为整个机器人本体供电，陀螺仪传感器能够精确地采集确定运动物体的方位信息；腰部壳体2.1四角均设有供相应后臂杆1.1.2水平摆动的缺口2.2，后臂舵机1.1.1安装固定于靠近相应缺口2.2的腰部壳体2.1内壁，保证连接牢固；主控制板分别与蓄电池、陀螺仪传感器、压力传感器1.4、后臂舵机1.1.1、前臂舵机1.2.1和支腿舵机1.3.1信号连接，通过每条腿设置三个关节舵机提供三个自由度，从而实现机器人的基本运动，并利用舵机的电位器反馈实现闭环pid控制，主控制板同时采集陀螺仪传感器和压力传感器1.4的反馈信息，来调整舵机以实现平衡调整和步态控制，平衡算法主要是闭环反馈，步态算法主要是落点选择和速度规划，从而使得本实用新型结构精巧轻便，动作平稳，协调性和平衡性更好，运动精度更高；根据需要，腰部壳体2.1的上表面可拆卸固定有头部机构3，便于拆装维修更换，头部机构3内设有分别与主控制板信号连接的语音识别模块和视觉采集模块，从而实现机器人对外部环境的感知功能，通过程序调控及视觉采集模块的反馈调节实现腿部的简单避障功能；此外，头部机构3还安装有用于工业巡检的检测装置，有利于进行工业巡检和野外侦察。
23.本实用新型未详述部分为现有技术。