该机器人融合了先进的超声波模块和视觉识别技术,设计灵感来源于自然界的四足动物,机器人具备强大的适应能力,能够在各种复杂地形下自如行动。这使得它在在一些人类无法轻易到达的危险或受限区域,它能发挥出巨大的作用。
爬行机器人步态运动形态如图1所示。四足机器人采用爪子走路在崎岖不平地形中具备显著优势,其尖锐末端或分趾结构可主动刺入松散地面形成机械锁定,大幅提升抓地力与抗打滑能力。
多自由度关节设计使其能通过趾关节弯曲自动适应凸凹表面,实现精准点接触越障,在窄径或间隙地形中可选择最优支撑点提升通过稳定性;相比橡胶足、轮式、履带式等结构,在松软地面下陷深度、越障高度、侧坡稳定角度及能量效率等方面表现更优。

图1 机器步态运动仿真图与实物图
使用轮子快速运动形态如图2所示。四足机器人采用轮式结构在平面快速行走时,凭借低滚动阻力可提高行进速度,节省30%-50%的能量,平轮式系统机械结构简单,减少40%-60%零部件,降低故障概率与维护成本约30%,轮子与地面大面积接触提高承重能力,有效载荷比腿部高20%-30%,适合需要快速移动的任务,并可通过路径规划提升移动效率与可靠性。

图2 机器行驶运动仿真图与实物图
翻转运动形态如图3所示。该形态采用将轮子变平的稳定行走模式。四足机器人在光滑平面行走具备多方面优势。在稳定性上,借助先进的运动控制算法和传感器反馈,能实时精确调整各条腿的动作和姿态。即便在光滑平面易打滑的情况下,也可通过调整腿部的伸展、收缩以及落点位置,让重心始终保持在稳定区域内,避免倾倒。足部材质可能具备良好的摩擦特性,可在光滑平面提供相对合适的支撑力和摩擦力。

图3 翻转运动仿真图与实物图
除了硬件上的创新,本机器人还配备了传感器和智能算法,能够进行实时的环境感知和数据分析。集成的超声波模块和视觉识别技术使得机器人能够精确探测周围障碍物并进行避障,确保任务执行过程中的高效性和安全性。通过单片机PCB设计完成控制,主控芯片采用stm32f03c8t6。机器主控板设计如图4所示,高度集成了所需的硬件功能。遥控装置PCB设计如图5所示,采用常见的手柄功能设计,易于上手操作。
图4 主控板PCB设计 图5 遥控器PCB设计