本项创新设计介绍了一种新型仿生蛇形机器人,该机器人由振动前行机构组和姿态调整机构组成,两者交替连接,形成类似蛇的形态。振动前行机构组包含多个振动前行机构,它们协同工作,实现机器人的高效移动。
背景技术
仿生机器人运动学是仿生学的一个重要分支。其中,在完成地形勘探、生态监测等野外任务时,诞生了仿生蛇机器人,来代替人完成这些工作。
目前,仿生蛇的机器人主要有以下几类:EELS(Exobiology Extant LifeSurveyor)是一个用于冰世界探索的自主蛇形机器人,它利用螺旋结构移动;HITSZ-Snakebot系列蛇形机器人利用模块化的球形关节串联,外框架设计为球形结构,以减少与道路之间的摩擦;广州市蚺灵科技有限公司开发的履带蛇形机器人主要模仿蛇的四种运动形式:蜿蜒运动、侧向运动、直蠕运动和风琴运动;中国科学院沈阳自动化研究所的水陆两栖蛇形机器人,主要在地面和水下进行三维运动;国防科技大学研制的蛇形机器人可前进、拐弯、后退和加速,是我国首款蛇形机器人。
针对于仿生蛇在多地形勘测的应用市场,我们对行业痛点进行了深入剖析,对当前仿生蛇机器人的现状总结如下:
(1)仿生蛇机器人运动速率慢
目前市场上的仿生蛇在速率上难以满足迫切探测地形的要求。对于灾后的受难者来说一分一秒皆十分紧急。
(2)跨越障碍物能力低
在能够翻越障碍物进行攀爬的机器人当中,仿生蛇一马当先,能够借助自身的波动式来达到其前行、跨越阶梯、翻越障碍物等目的。但如何能够达到其攀岩效果仍需要技术研发。
(3)供电能源消耗大
目前,大多数仿生机器人在投入勘测领域时仍需要蓄电池供电,但是在不间断地长时间勘测中,仿生机器人应用大量的舵机,能耗过高,续航时间短。
(4)难以进入狭窄空间
众所周知,当灾害出现时,建筑物的崩塌等会造成大面积废墟的产生,因而会造成人员的掩埋,那么探测设备必须通过狭小的缝隙对人员进行搜索。但是由于大多数仿生机器人体型庞大,无法进入狭缝之中进行搜索。
为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
实现思路