本发明涉及新型机器人领域，特别涉及一种用于救援的仿生机器人及其系统控制方法。
技术背景
近年来随着技术的机器人等领域的发展，机器人用的范围越来越广，特别是自然灾害发生后灾后搜寻，救援等工作中救援机器人发挥了越来越大的作用，但传统救援机器人受到机器人本实结构限制使用范围小，使用要求严格，影响了实际使用效果，而且由于使用环境复杂，传统单一的行走方式严重限制了救援行动。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有履带的驱动机构以及仿蜘蛛的支腿的双重行走机构，能够适应复杂环境展开有效的救援搜救工作。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种仿生机器人及其系统控制方法，主要包括底盘、仿生腿、驱动机构、机械手和缆枪（未标出），其特征在于：所述底盘为矩形空腔结构，底盘底侧竖直中轴线处设有驱动机构固定座，所述驱动机构固定座前后两侧均为弧形，所述驱动机构固定座在侧面中部转动连接第二从动支承轮，在关于第二从动支承轮对称的两侧转动连接两个第一从动支承轮和两个主驱动轮，所述主驱动轮圆心高于驱动机构固定座水平中心线，且位于最外端，所述第一从动支承轮圆心低于驱动机构固定座水平中心线，所述主驱动轮、第一从动支承轮和第二从动支承轮通过履带传动连接；
所述底盘左右两侧分别均匀固定连接4个仿生腿，所述仿生腿包括固定块、第四旋转舵机、第一支腿、第五旋转舵机和第二支腿，其特征在于，固定块底端与底盘固定连接部位为圆柱体结构，固定块另一端为开设有凹槽的且两侧面均设有通孔，所述第四旋转舵机其中一个旋转部位通过固定块上通孔与固定块铰接，所述第一支腿两端均设有通孔，第四旋转舵机另一侧旋转部位通过第一支腿的通孔与第一支腿铰接，第五旋转舵机其中一个旋转部位与第一支腿另一端铰接，所述第五旋转舵机另外旋转部位与第二支腿顶端铰接，所述第二支腿底端为圆锥形；所述第四旋转舵机和第五旋转舵机均与控制面板电性信号连接；
所述底盘上侧后端设有缆枪固定盘，所述缆枪固定盘为圆柱结构，缆枪固定盘与第一旋转舵机旋转部位固定连接，所述第一旋转舵机与控制面板电性信号连接，第一旋转舵机底端与缆枪手柄底端固定连接，所述缆枪包括缆枪手柄、盛物盒、红外瞄准器、枪管和摄像头，所述缆枪手柄内部设有电子发射器（未标出），所述电子发射器与控制面板电性信号连接，所述缆枪手柄顶端与盛物盒固定连接，所述盛物盒为内部空腔的圆柱结构，且内部空腔通过枪管与外界连通，盛物盒前侧中心部位固定连接枪管，所述枪管侧面，红外瞄准器和摄像头均与盛物盒固定连接，所述红外瞄准器和摄像头与控制面板电性信号连接；
所述底盘前侧设有长方体形状的机械手固定座，所述机械手固定座前侧面由上向下分别固定连接探照灯和生命探测仪，所述探照灯和生命探测仪与控制面板电性信号连接；
所述机械手固定座顶端与第二旋转舵机的侧面固定连接，所述第二旋转舵机旋转部位与第一伸缩杆的底端固定连接，所述第一伸缩杆顶端与摇摆舵机底端固定连接，摇摆舵机顶端与第三旋转舵机旋转部位铰接连接，所述第三旋转舵机与控制面板电性信号连接，第三旋转舵机另一端与第二伸缩杆底端固定连接，所述第二伸缩杆与控制面板电性信号连接，第二伸缩杆顶端与机械手固定连接；
所述机械手包括定位件、底座、定位块、第三伸缩杆和夹板，所述底座背侧设有定位件，所述定位件与第二伸缩杆顶端固定连接，所述底座前侧两端分别设置固定连接定位块，所述定位块之间的底座前侧设有截面为t形的t形轨道，且所述t形轨道截面较大的一端位于底座内侧，所述两个夹板通过夹板底端与t形轨道相配合的t形定位端与底座滑动连接，两个夹板向背的外侧底端与第三伸缩杆顶端固定连接，所述第三伸缩杆底端与定位块固定连接，第三伸缩杆与控制面板电性信号连接；
所述底盘内部靠近缆枪一侧的主驱动轮固定在第一转轴中部，另外一个主驱动轮固定在第二转轴端部，第二转轴另一端固定连接第二齿轮，第一转轴顶端与减速器输出轴转动连接，所述减速器输入轴与驱动电机转轴转动连接，所述驱动电机固定在底盘内侧壁，驱动电机与控制面板电性信号连接，第一转轴另一端固定连接第二锥形齿轮，所述第一转轴和第二转轴端部的第二锥形齿轮与固定在传动轴两端的第一锥齿轮配合连接，所述底盘内侧中部固定连接高效锂电池，所述高效锂电池与控制面板电性连接，所述控制面板固定在远离驱动电机一侧的底盘内部。
作为优选的：所述底盘选用经过防锈处理的钢制材料，且经过防水处理。
作为优选的：所述主驱动轮、第一从动支承轮和第二从动支承轮直径依次增大，使底盘前后两端履带与地面形成一定夹角。
作为优选的：所述第四旋转舵机和第五旋转舵机均有前后两哥旋转部位。
作为优选的：所述红外瞄准器和摄像头进行防水处理。
作为优选的：所述第二旋转舵机为长方形结构，第二旋转舵机与机械手固定座固定连接后旋转部位指向前侧，第二旋转舵机与控制面板电性信号连接。
本发明具有以下有益效果：
1.驱动机构采用履带行走的方式，驱动机构与地面接触面积得到提高，能够在沼泽，土质松软等常规机构无法行走的环境中依旧高效运行。
2.仿蜘蛛支腿结构的应用能够在具有较多石块等不利于轮式结构行走的环境中快速行走。
3本发明自带生命探测仪，取代了传统人工搜救受灾人员，效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明仿生腿结构图；
图3为本发明机械手结构图；
图4为本发明a-a处局部剖视图；
图5为本发明驱动机构结构图；
图6为本发明底盘内部结构图；
图7为本发明的工作流程图。
图中标号
1底盘、2仿生腿、201固定块、202第四旋转舵机、203第一支腿、204第五旋转舵机、205第二支腿、3驱动机构、301主驱动轮、302第一从动支承轮、303第二从动支承轮、304履带、4缆枪固定盘、5第一旋转舵机、6缆枪手柄、7盛物盒、8红外瞄准器、9枪管、10摄像头、11机械手固定座、12生命探测仪、13探照灯、14第二旋转舵机、15第一伸缩杆、16摇摆舵机、17第三旋转舵机、18第二伸缩杆、19机械手、191定位件、192底座、193定位块、194第三伸缩杆、195夹板、196t形轨道、197t形定位端、20驱动机构固定座、21驱动电机、22第一转轴、23减速器、24传动轴、25第一锥齿轮、26第二锥齿轮、27第二转轴、28控制面板、29高效锂电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，图7中执行机构为与控制面板电性信号连接的机构。
如图1-7所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种仿生机器人及其系统控制方法，主要包括底盘1、仿生腿2、驱动机构3、机械手19和缆枪（未标出），其特征在于：所述底盘1为矩形空腔结构，底盘1底侧竖直中轴线处设有驱动机构固定座20，所述驱动机构固定座20前后两侧均为弧形，所述驱动机构固定座20在侧面中部转动连接第二从动支承轮303，在关于第二从动支承轮303对称的两侧转动连接两个第一从动支承轮302和两个主驱动轮301，所述主驱动轮301圆心高于驱动机构固定座20水平中心线，且位于最外端，所述第一从动支承轮302圆心低于驱动机构固定座20水平中心线，所述主驱动轮301、第一从动支承轮302和第二从动支承轮303通过履带304传动连接；
所述底盘1左右两侧分别均匀固定连接4个仿生腿2，所述仿生腿2包括固定块201、第四旋转舵机202、第一支腿203、第五旋转舵机204和第二支腿205，固定块201底端与底盘1固定连接部位为圆柱体结构，固定块201另一端为开设有凹槽的且两侧面均设有通孔，所述第四旋转舵机202其中一个旋转部位通过固定块201上通孔与固定块201铰接，所述第一支腿203两端均设有通孔，第四旋转舵机202另一侧旋转部位通过第一支腿203的通孔与第一支腿203铰接，第五旋转舵机204其中一个旋转部位与第一支腿203另一端铰接，所述第五旋转舵机204另外旋转部位与第二支腿205顶端铰接，所述第二支腿205底端为圆锥形；所述第四旋转舵机202和第五旋转舵机204均与控制面板28电性信号连接；
所述底盘1上侧后端设有缆枪固定盘4，所述缆枪固定盘4为圆柱结构，缆枪固定盘4与第一旋转舵机5旋转部位固定连接，所述第一旋转舵机5与控制面板28电性信号连接，第一旋转舵机5底端与缆枪手柄6底端固定连接，所述缆枪包括缆枪手柄6、盛物盒7、红外瞄准器8、枪管9和摄像头10，所述缆枪手柄6内部设有电子发射器未标出，所述电子发射器与控制面板28电性信号连接，所述缆枪手柄6顶端与盛物盒7固定连接，所述盛物盒7为内部空腔的圆柱结构，且内部空腔通过枪管9与外界连通，盛物盒7前侧中心部位固定连接枪管9，所述枪管侧面，红外瞄准器8和摄像头10均与盛物盒7固定连接，所述红外瞄准器8和摄像头10与控制面板28电性信号连接；
所述底盘1前侧设有长方体形状的机械手固定座11，所述机械手固定座11前侧面由上向下分别固定连接探照灯13和生命探测仪12，所述探照灯13和生命探测仪12与控制面板28电性信号连接；
所述机械手固定座11顶端与第二旋转舵机14的侧面固定连接，所述第二旋转舵机14旋转部位与第一伸缩杆15的底端固定连接，所述第一伸缩杆15顶端与摇摆舵机16底端固定连接，摇摆舵机16顶端与第三旋转舵机17旋转部位铰接连接，所述第三旋转舵机17与控制面板28电性信号连接，第三旋转舵机17另一端与第二伸缩杆18底端固定连接，所述第二伸缩杆18与控制面板28电性信号连接，第二伸缩杆18顶端与机械手19固定连接；
所述机械手19包括定位件191、底座192、定位块193、第三伸缩杆194和夹板195，所述底座192背侧设有定位件191，所述定位件191与第二伸缩杆18顶端固定连接，所述底座192前侧两端分别设置固定连接定位块193，所述定位块193之间的底座192前侧设有截面为t形的t形轨道196，且所述t形轨道196截面较大的一端位于底座192内侧，所述两个夹板195通过夹板195底端与t形轨道196相配合的t形定位端197与底座192滑动连接，两个夹板195向背的外侧底端与第三伸缩杆194顶端固定连接，所述第三伸缩杆194底端与定位块193固定连接，第三伸缩杆194与控制面板28电性信号连接；
所述底盘1内部靠近缆枪一侧的主驱动轮301固定在第一转轴22中部，另外一个主驱动轮301固定在第二转轴27端部，第二转轴27另一端固定连接第二齿轮26，第一转轴22顶端与减速器23输出轴转动连接，所述减速器23输入轴与驱动电机21转轴转动连接，所述驱动电机21固定在底盘1内侧壁，驱动电机21与控制面板28电性信号连接，第一转轴22另一端固定连接第二锥形齿轮26，所述第一转轴26和第二转轴27端部的第二锥形齿轮26与固定在传动轴24两端的第一锥齿轮25配合连接，所述底盘1内侧中部固定连接高效锂电池29，所述高效锂电池29与控制面板28电性连接，所述控制面板28固定在远离驱动电机21一侧的底盘1内部。
所述底盘1选用经过防锈处理的钢制材料，且经过防水处理，防止受到外界雨水天气影响。
所述主驱动轮301、第一从动支承轮302和第二从动支承轮303直径依次增大，使底盘前后两端履带304与地面形成一定夹角。
所述第四旋转舵机204和第五旋转舵机205均有前后两哥旋转部位。
所述红外瞄准器8和摄像头10进行防水处理，防止受到外界雨水天气影响。
所述第二旋转舵机14为长方形结构，第二旋转舵机14与机械手固定座11固定连接后旋转部位指向前侧，第二旋转舵机14与控制面板28电性信号连接。
工作原理：在遇到自然灾害由于地质环境等因素的限制人类无法直接进入区域，工作人员通过远程的操控中心向控制面板28发送工作指令，控制面板28根据工作指令执行相关操作，当遇到土质松软的环境时，向控制面板28发送驱动机构3前进模式的结构，控制面板28控制所有第四旋转舵机202工作，将第一支腿203向上摆起使第二支腿205远离地面，之后控制面板28开启驱动电机21带动两个主驱动轮301转动，在两个主驱动轮301的作用下带动履带304的转动实现前进后退，当遇到比较颠簸的多石块地区，操控中心向控制面板28发送仿生腿2行走模式，控制面板28关闭驱动电机21，开启所有第四旋转舵机202，将第一支腿203向上下摆起使第二支腿205接触地面，之后开始行走，仿生腿2行走采用模仿蜘蛛行走的模式；
同一侧的仿生腿由前至后依次依次进行以下进程：控制面板28控制第四旋转舵机202驱动第一支腿203上摆同时第五旋转舵机204两个旋转部位均开启旋转，调整第二支腿205的角度，使第二支腿205始终处于竖直位置，之后第四旋转舵机202摆动使整个仿生腿2以第四旋转舵机202与固定块201铰接处为中心向前摆动，之后第四旋转舵机202启动下摆第一支腿203，使第二支腿205接触地面，在同一侧的仿生腿2中前侧仿生腿2上的第二支腿205接触地面的同时，紧邻的仿生腿2上的第二支腿205悬与空中，第二支腿205的依次与地面接触实现前进，当需要转向时，只需适当调整第四旋转舵机202与固定块201铰接处的摆动角度即可；
在本发明工作过程中，生命探测仪12将探测信号发送给控制面板28，控制面板28经过智能处理后发送给操控中心，操控中心根据摄像头10拍摄的信息，人工操控机械手对本发明附近的障碍区进行清理，当光线比较暗时，控制中心向控制面板28发送指令开启探照灯13，通过第二旋转舵机14调整机械手以及与之相连接结构的角度，通过第一伸缩杆15和第二伸缩杆18调整机械手的夹持距离，刚调整好角度之后，开启第三伸缩杆194推动夹板195将障碍物夹持后清理出去，如需发射缆绳通过第一旋转舵机5调整缆枪的角度，并通过红外瞄准器8进行瞄准，之后发射缆绳，将缆绳投送到指定地点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。