一種環足式微型蠕動機器人的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種環足式微型蠕動機器人，包括頭部、伸縮段、尾部和引線，頭部包括正方體結構以及安裝在正方體結構前端的半球形結構，正方體結構除前面和后面以外的四個側面分別有五排環足，半球形結構是帶照明裝置的攝像機；伸縮段包括四根SMA線圈彈簧，復位彈簧和保護殼，保護殼安裝在頭部和尾部之間，四根SMA線圈彈簧安裝在頭部和尾部的正方體結構的四個端點上，復位彈簧安裝在頭部和尾部的正方體結構的中心；尾部也是正方體結構，除前面和后面以外的四個側面有六排環足；引線作為電源線和數據線與外界電源和控制器連接。本發明結構簡單，尺寸更小，機器人可上下左右彎曲，進而可前進和轉向，以及用不同角度攝像，發生傾覆時也可正常前進。
【專利說明】
一種環足式微型蠕動機器人
技術領域
[0001 ]本發明屬于機器人技術領域，尤其涉及一種環足式微型蠕動機器人。
【背景技術】
[0002]隨著現代技術的發展，機器人應用領域不斷拓寬，而微型爬行機器人在大型設備的視覺檢測，戶外狹窄空間的信息獲取等方面也都應用廣泛。
[0003]現有微型蠕動機器人多是利用形狀記憶合金(SMA)進行驅動，因為SMA驅動器具有能量密度大，結構簡單，控制方便等優點。如專利基于形狀記憶合金驅動的剛/彈耦合的微型蠕動機器人(中國專利公開號:CN1803409)便是利用形狀記憶合金驅動，通過偏心輪自鎖機構和車輪實現前進、后退和轉彎。但其結構復雜，難以進一步微型化，且輪式結構對工作環境表面要求較高，一旦機器人發生傾覆很難繼續前行。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是彌補已有微型蠕動機器人的不足，提供一種結構簡單，尺寸更小，可以在狹窄空間工作而不會因為傾覆而無法前進的環足式微型蠕動機器人。
[0005]為達到上述目的，本發明通過下列的技術方案來實現:
一種環足式微型蠕動機器人，包括頭部、伸縮段、尾部和引線，所述頭部包括正方體結構以及安裝在正方體結構前端的半球形結構，所述正方體結構除前面和后面以外的四個側面分別有五排環足，所述半球形結構是帶照明裝置的攝像機;所述伸縮段包括四根SMA線圈彈簧，復位彈簧和保護殼，所述保護殼安裝在頭部和尾部之間，四根SMA線圈彈簧安裝在頭部和尾部的正方體結構的四個端點上，復位彈簧安裝在頭部和尾部的正方體結構的中心；所述尾部也是正方體結構，除前面和后面以外的四個側面有六排環足;所述引線作為電源線和數據線與外界電源和控制器連接。
[0006]所述頭部和尾部上的環足是柔性材料，向后彎曲，表面光滑，摩擦系數小，環足內表面附有粘性材料，摩擦系數較大，從而為機器人提供向前的定向摩擦力。
[0007]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1.利用頭部和尾部的環足提供定向摩擦力，實現機器人前行，結構簡單，實現微型化。
[0008]2.通過四根SMA彈簧控制機器人的前進、轉向、彎曲。機器人發生傾覆時，任意一面著地都能正常工作。
[0009]3.頭部安裝攝像機，可以實時攝像。SMA控制機器人彎曲，從而頭部上下左右轉動，以不同角度攝像。
[0010]4.引出控制線和電源線，從而保證機器人尺寸更小，質量更輕，較小的負載也可以讓機器人以更快的速度前進。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本發明環足式蠕動機器人結構示意圖。
[0012]圖2為頭部結構示意圖。
[0013]圖3為尾部結構示意圖。
[0014]圖4為蠕動機器人一次行程中環足的變化。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明。
[0016]結合圖1和圖2，一一種環足式微型蠕動機器人，包括頭部1、伸縮段2、尾部3和引線4，所述頭部I包括正方體結構以及安裝在正方體結構前端的半球形結構13，所述正方體結構除前面和后面以外的四個側面分別有五排環足11，所述半球形結構13是帶照明裝置的攝像機。
[0017]結合圖1，圖2和圖3，所述伸縮段2包括四根SMA線圈彈簧21，復位彈簧22和保護殼23，所述保護殼23安裝在頭部I和尾部3之間，四根SMA線圈彈簧21安裝在頭部I和尾部3的正方體結構的四個端點上，復位彈簧22安裝在頭部I和尾部3的正方體結構的中心;保護殼23可隨意伸縮彎曲，對伸縮段的動作影響很小。
[0018]結合圖1和圖3，所述尾部3也是正方體結構，除前面和后面以外的四個側面有六排環足11;所述引線4作為電源線和數據線與外界電源和控制器連接，可以為機器人外部供電，控制SMA驅動器動作以及傳回攝像機圖像。
[0019]所述頭部I和尾部3上的環足11是柔性材料，向后彎曲，表面光滑，摩擦系數小，環足11內表面附有粘性材料12，摩擦系數較大，從而為機器人提供向前的定向摩擦力。
[0020]如圖4所示，本發明的工作過程如下:
前進時，控制四根SMA線圈彈簧21收縮，頭部I和尾部3都有向中間收縮趨勢，此時，頭部I的環足11向外彎曲，內表面粘性材料12和地面接觸，提供較大阻力，而尾部3的環足11外表面著地，阻力小，最終使得尾部3向前運動。SMA線圈彈簧21收縮結束后，在復位彈簧22作用下，頭部I和尾部3有向兩端運動趨勢，頭部I的環足11外表面著地，摩擦力小，而尾部3的環足11向外彎曲，內表面粘性材料12著地，提供較大阻力，最終使得頭部I向前運動。由此，一個運動行程結束，機器人實現向前運動。當控制SMA線圈彈簧21中上、下、左、右的兩根收縮時，實現機器人的四個方向彎曲，進而進行轉向，或不同方向的攝像。
【主權項】
1.一種環足式微型蠕動機器人，包括頭部(I)、伸縮段(2)、尾部(3)和引線(4)，所述頭部(I)包括正方體結構以及安裝在正方體結構前端的半球形結構(13)，所述正方體結構除前面和后面以外的四個側面分別有五排環足(11)，所述半球形結構(13)是帶照明裝置的攝像機;所述伸縮段(2)包括四根SMA線圈彈簧(21)，復位彈簧(22)和保護殼(23)，所述保護殼(23)安裝在頭部(I)和尾部(3)之間，四根SMA線圈彈簧(21)安裝在頭部(I)和尾部(3)的正方體結構的四個端點上，復位彈簧(22)安裝在頭部(I)和尾部(3)的正方體結構的中心;所述尾部(3)也是正方體結構，除前面和后面以外的四個側面有六排環足(11);所述引線(4)作為電源線和數據線與外界電源和控制器連接。2.根據權利要求1所述的環足式微型蠕動機器人，其特征在于，所述頭部(I)和尾部(3)上的環足(11)是柔性材料，向后彎曲，表面光滑，摩擦系數小，環足(11)內表面附有粘性材料(12)，摩擦系數較大，從而為機器人提供向前的定向摩擦力。
【文檔編號】B25J7/00GK105881493SQ201610386602
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月4日
【發明人】陸利新, 沈德帥, 李桂琴, 花俊, 黃龍平
【申請人】上海大學