开发背景:大规模的地震等自然灾害发生后,专业救援人员的数量往往不能满足实际需求,将勘测救援机器人用于协助或代替救援人员执行救援任务,可避免施救人员的伤亡,可以有效地提高救援的效率。仿生学又是一个热门话题,仿生蠕虫的运动特性,实现自动越障,仿生机器人继承了其所模仿的动物的运动特性,使得它们可在多种复杂环境都具有很好的运动特性和环境适应性,由此设计一款自动越障式仿生蠕虫机器人,来有效解决上述问题。
结构说明:自动越障式仿生蠕虫机器人主要由行走装置,躯干结构,控制系统三部分组成。本设计选用刚性材料作为行走装置,基于蠕虫生物学原理和仿生机理,设计了机器人的行走单元、锁定单元、解锁单元,分别模拟蠕虫躯干、肌肉。该机器人的行走装通过行走单元构成闭环,单元组合转动而运动,由双电机驱动。躯干结构由多节转动板组成。锁定单元和解锁单元实现越障功能。 功能和使用说明:以蠕虫蠕动运动为机理实现自动越障的仿生蠕虫机器人,主要用于对各种复杂、危险环境的探测,并能满足一定的教学和娱乐需求。可以最大程度还原出蠕虫的外形和运动形态、 能有效搭载各类探测仪器,并进行可靠的探测工作、运行稳定可靠,高度模块化、单元化设计,以更好地对不同地形进行针对性的调节的设计要求和功能。可选择自动或者手动控制行走和越障,采用WIFI模块远程对设备进行控制。
先进性:在外形和运动姿态上高度还原了自然状态下蠕虫的真实运动;设计了一种带角度锁定的行走装置,可有效实现越障、过洼地等功能,并可通过超声波模块实现自动控制越障;通过陀螺仪,实现基于角度检测的闭环反馈控制,实时调节电机输出参数;通过CAE模拟,已验证尺寸缩放可靠性。
创新性:可用于管道、矿洞、未知的自然环境等人类难以进入或易发生意外的场景,通过在机身安装各类检测装置代替人类进行探测;同时可自由缩放零件尺寸以适用不同场景。得益于模块化设计及3D打印的大量使用,用于教学与娱乐上可让学生可在此基础上进行自由设计和组装,充分发挥创意。