一种环足式微型蠕动机器人的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种环足式微型蠕动机器人，包括头部、伸缩段、尾部和引线，头部包括正方体结构以及安装在正方体结构前端的半球形结构，正方体结构除前面和后面以外的四个侧面分别有五排环足，半球形结构是带照明装置的摄像机；伸缩段包括四根SMA线圈弹簧，复位弹簧和保护壳，保护壳安装在头部和尾部之间，四根SMA线圈弹簧安装在头部和尾部的正方体结构的四个端点上，复位弹簧安装在头部和尾部的正方体结构的中心；尾部也是正方体结构，除前面和后面以外的四个侧面有六排环足；引线作为电源线和数据线与外界电源和控制器连接。本发明结构简单，尺寸更小，机器人可上下左右弯曲，进而可前进和转向，以及用不同角度摄像，发生倾覆时也可正常前进。
【专利说明】
一种环足式微型蠕动机器人
技术领域
[0001 ]本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种环足式微型蠕动机器人。
【背景技术】
[0002]随着现代技术的发展，机器人应用领域不断拓宽，而微型爬行机器人在大型设备的视觉检测，户外狭窄空间的信息获取等方面也都应用广泛。
[0003]现有微型蠕动机器人多是利用形状记忆合金(SMA)进行驱动，因为SMA驱动器具有能量密度大，结构简单，控制方便等优点。如专利基于形状记忆合金驱动的刚/弹耦合的微型蠕动机器人(中国专利公开号:CN1803409)便是利用形状记忆合金驱动，通过偏心轮自锁机构和车轮实现前进、后退和转弯。但其结构复杂，难以进一步微型化，且轮式结构对工作环境表面要求较高，一旦机器人发生倾覆很难继续前行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是弥补已有微型蠕动机器人的不足，提供一种结构简单，尺寸更小，可以在狭窄空间工作而不会因为倾覆而无法前进的环足式微型蠕动机器人。
[0005]为达到上述目的，本发明通过下列的技术方案来实现:
一种环足式微型蠕动机器人，包括头部、伸缩段、尾部和引线，所述头部包括正方体结构以及安装在正方体结构前端的半球形结构，所述正方体结构除前面和后面以外的四个侧面分别有五排环足，所述半球形结构是带照明装置的摄像机;所述伸缩段包括四根SMA线圈弹簧，复位弹簧和保护壳，所述保护壳安装在头部和尾部之间，四根SMA线圈弹簧安装在头部和尾部的正方体结构的四个端点上，复位弹簧安装在头部和尾部的正方体结构的中心；所述尾部也是正方体结构，除前面和后面以外的四个侧面有六排环足;所述引线作为电源线和数据线与外界电源和控制器连接。
[0006]所述头部和尾部上的环足是柔性材料，向后弯曲，表面光滑，摩擦系数小，环足内表面附有粘性材料，摩擦系数较大，从而为机器人提供向前的定向摩擦力。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.利用头部和尾部的环足提供定向摩擦力，实现机器人前行，结构简单，实现微型化。
[0008]2.通过四根SMA弹簧控制机器人的前进、转向、弯曲。机器人发生倾覆时，任意一面着地都能正常工作。
[0009]3.头部安装摄像机，可以实时摄像。SMA控制机器人弯曲，从而头部上下左右转动，以不同角度摄像。
[0010]4.引出控制线和电源线，从而保证机器人尺寸更小，质量更轻，较小的负载也可以让机器人以更快的速度前进。
【附图说明】
[0011 ]图1为本发明环足式蠕动机器人结构示意图。
[0012]图2为头部结构示意图。
[0013]图3为尾部结构示意图。
[0014]图4为蠕动机器人一次行程中环足的变化。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
[0016]结合图1和图2，一一种环足式微型蠕动机器人，包括头部1、伸缩段2、尾部3和引线4，所述头部I包括正方体结构以及安装在正方体结构前端的半球形结构13，所述正方体结构除前面和后面以外的四个侧面分别有五排环足11，所述半球形结构13是带照明装置的摄像机。
[0017]结合图1，图2和图3，所述伸缩段2包括四根SMA线圈弹簧21，复位弹簧22和保护壳23，所述保护壳23安装在头部I和尾部3之间，四根SMA线圈弹簧21安装在头部I和尾部3的正方体结构的四个端点上，复位弹簧22安装在头部I和尾部3的正方体结构的中心;保护壳23可随意伸缩弯曲，对伸缩段的动作影响很小。
[0018]结合图1和图3，所述尾部3也是正方体结构，除前面和后面以外的四个侧面有六排环足11;所述引线4作为电源线和数据线与外界电源和控制器连接，可以为机器人外部供电，控制SMA驱动器动作以及传回摄像机图像。
[0019]所述头部I和尾部3上的环足11是柔性材料，向后弯曲，表面光滑，摩擦系数小，环足11内表面附有粘性材料12，摩擦系数较大，从而为机器人提供向前的定向摩擦力。
[0020]如图4所示，本发明的工作过程如下:
前进时，控制四根SMA线圈弹簧21收缩，头部I和尾部3都有向中间收缩趋势，此时，头部I的环足11向外弯曲，内表面粘性材料12和地面接触，提供较大阻力，而尾部3的环足11外表面着地，阻力小，最终使得尾部3向前运动。SMA线圈弹簧21收缩结束后，在复位弹簧22作用下，头部I和尾部3有向两端运动趋势，头部I的环足11外表面着地，摩擦力小，而尾部3的环足11向外弯曲，内表面粘性材料12着地，提供较大阻力，最终使得头部I向前运动。由此，一个运动行程结束，机器人实现向前运动。当控制SMA线圈弹簧21中上、下、左、右的两根收缩时，实现机器人的四个方向弯曲，进而进行转向，或不同方向的摄像。
【主权项】
1.一种环足式微型蠕动机器人，包括头部(I)、伸缩段(2)、尾部(3)和引线(4)，所述头部(I)包括正方体结构以及安装在正方体结构前端的半球形结构(13)，所述正方体结构除前面和后面以外的四个侧面分别有五排环足(11)，所述半球形结构(13)是带照明装置的摄像机;所述伸缩段(2)包括四根SMA线圈弹簧(21)，复位弹簧(22)和保护壳(23)，所述保护壳(23)安装在头部(I)和尾部(3)之间，四根SMA线圈弹簧(21)安装在头部(I)和尾部(3)的正方体结构的四个端点上，复位弹簧(22)安装在头部(I)和尾部(3)的正方体结构的中心;所述尾部(3)也是正方体结构，除前面和后面以外的四个侧面有六排环足(11);所述引线(4)作为电源线和数据线与外界电源和控制器连接。2.根据权利要求1所述的环足式微型蠕动机器人，其特征在于，所述头部(I)和尾部(3)上的环足(11)是柔性材料，向后弯曲，表面光滑，摩擦系数小，环足(11)内表面附有粘性材料(12)，摩擦系数较大，从而为机器人提供向前的定向摩擦力。
【文档编号】B25J7/00GK105881493SQ201610386602
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】陆利新, 沈德帅, 李桂琴, 花俊, 黄龙平
【申请人】上海大学