一种可自动翻转行走的机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体的说是一种可自动翻转行走的机器人。

背景技术：

仿生爬行机器人与传统的轮式驱动的机器人不同，采用类似生物的爬行机构进行运动，这种运动方式使得机器人可以具有更好的与接触面的附着力，和越障能力，在军事的侦查及民用高层建筑外墙壁清洁等领域都具有非常广泛的应用潜力。

此类仿生爬行机器人可以实现在平坦底面上级崎岖地面上爬行，但遇到特殊情况倾倒时不能自己进行翻转，且遇到特殊情况被迫翻转后不能继续前进，应用上具有一定的局限性。

技术实现要素：

针对上述现有的仿生爬行机器人遇到特殊情况倾倒时不能自己进行翻转，且遇到特殊情况被迫翻转后不能继续前进而存在的局限性，本实用新型提供一种可自动翻转行走的机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种可自动翻转行走的机器人，包括机体、均布在机体外部的四条结构相同的腿、底面超声波测距系统及前部超声波测距系统，每条腿共有三个关节自由度，每个关节处均有一个舵机控制；所述机体内设有stc12c5a60s2单片机及由其输出连接的舵机控制器，该舵机控制器控制连接四条腿上的各路舵机，所述底面超声波测距系统设置在机体的底部面板或顶部面板上，所述前部超声波测距系统设置在机器人前进方向的机体侧部。

所述底面超声波测距系统包括至少两个并排设置的超声波传感器，用于测量底部面板或顶部面板与障碍物之间的距离。

所述前部超声波测距系统包括至少两个并排设置的超声波传感器，用于测量前进方向的机体侧部与障碍物之间的距离。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的可自动翻转行走的机器人，通过设置四条具有三个关节自由度的结构相同的腿，每个关节分别由舵机控制器控制实现自由移动，并通过设置底面超声波测距系统及前部超声波测距系统实现机器人的自由翻转和转向移动；使机器人不仅能在平坦地面上行走，而且可以在崎岖地面上爬行，当遇到特殊情况倾倒时能够自己进行翻转后继续前进，因此具有广泛的适用性。

附图说明

图1 本实用新型整体结构示意图一；

图2 本实用新型整体结构示意图二；

图3 本实用新型整体结构示意图三；

图4 本实用新型腿部结构示意图一；

图5 本实用新型腿部结构示意图二；

图6 本实用新型腿部结构示意图三；

图7 本实用新型行走原理示意图；

附图标记：1、舵机Ⅰ，2、舵机Ⅱ，3、舵机Ⅲ，4、舵机Ⅳ，5、舵机Ⅴ，6、舵机Ⅵ，7、舵机Ⅶ，8、舵机Ⅷ，9、舵机Ⅸ，10、舵机Ⅹ，11、舵机Ⅺ，12、舵机Ⅻ，13、底面超声波测距系统，14、前部超声波测距系统，15、底部面板，16、顶部面板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。

如图所示：一种可自动翻转行走的机器人，包括机体、均布在机体外部的四条结构相同的腿、底面超声波测距系统及前部超声波测距系统，每条腿共有三个关节自由度，每个关节处均有一个舵机控制；所述机体内设有stc12c5a60s2单片机及由其输出连接的舵机控制器，该舵机控制器控制连接四条腿上的各路舵机，所述底面超声波测距系统设置在机体的底部面板或顶部面板上，所述前部超声波测距系统设置在机器人前进方向的机体侧部；所述底面超声波测距系统包括至少两个并排设置的超声波传感器，用于测量底部面板或顶部面板与障碍物之间的距离，若距离在设定范围内机器人正常行驶，否则进行翻转；所述前部超声波测距系统包括至少两个并排设置的超声波传感器，用于测量前进方向的机体侧部与障碍物之间的距离，在没有障碍物的情况下正常行驶，若有机器人就调整方向继续行驶；当机器人检测到前方障碍物、底部面板或顶部面板距离障碍物的距离不再设定范围内时，机器人腿部的各路舵机进行相互配合调整，直到机器人达到我们设定的要求进行行驶。

该机器人的基本运动步骤是：首先，指令一控制左上腿中部关节舵机Ⅱ2逆时针转动一定角度，使腿微微抬起，同时控制舵机Ⅰ1顺时针旋转，舵机Ⅲ3微微向上转动少量角度，此时完成左上腿抬起并向前前进一定角度；与此同时对角腿做相同动作，具体为，相对应的舵机Ⅷ8、舵机Ⅶ7、舵机Ⅸ9进行同样动作，此时机器人的对角腿被抬起并向前迈进同样角度。另外两条不动对角腿将稳定的支撑整个主体身重，保持整体平衡。指令二，控制器发出指令控制右上腿中部关节舵机Ⅴ5逆时针转动一定角度，使腿微微抬起，同时控制舵机Ⅳ4、逆时针旋转，舵机Ⅵ6微微向上转动少量角度，此时完成右上腿抬起并向前前进一定角度；与此同时对角腿做相同动作，具体为，相对应的舵机Ⅺ11、舵机Ⅹ10、舵机Ⅻ12进行同样动作，此时机器人的右上左下对角腿被抬起并向前迈进同样角度。另外两条对角腿不动，稳定的支撑整个身重，保持整体平衡。至此完成全部对角腿向前行走一步的动作，将上述两条对角腿动作指令进行重复调用，机器人便可进行乌龟式前行运动。在运动过程中关键部分的是重心的调节，本项目在实现其腿式运动过程中，使其非运动两腿之间保持在同一直线上，身体水平使重心在机器人的几何中心位置。其它轮腿向前迈进与此过程相似。其具体行走顺序为舵机Ⅰ1——舵机Ⅶ7——机体——舵机Ⅳ4——舵机Ⅹ10——舵机Ⅰ1——舵机Ⅶ7——机体——舵机Ⅳ4——舵机Ⅹ10——舵机Ⅰ1——舵机Ⅶ7——机体——舵机Ⅳ4——舵机Ⅹ10——舵机Ⅰ1——舵机Ⅶ7——机体——舵机Ⅳ4——舵机Ⅹ10。

机器人的翻转过程是当传感器检测到机器人处于倾倒状态时，舵机控制器控制舵机进行翻转。舵机Ⅰ1 、舵机Ⅳ4 、舵机Ⅶ7、舵机Ⅹ10同时旋转，直至四条腿再次与地面完成接触，与此同时位于前进方向侧部的前部超声波测距系统也会检测前方是否有障碍物，如果前方较空旷，翻转动作完成后机器人直接向前运动，如果前方有障碍物，则机器人直接执行转弯避障动作，在翻转的同时进行障碍的检测，待翻转完成后直接作出下一个动作。