随着四足机器人的发展,由于研究目的的不同,四足机器人的结构设计及驱动执行器选择呈现多样化。但目前四足机器人领域的研究方向正逐渐朝着轻量化、模块化、智能化和高自适应性方向发展。具备以上特点的四足机器人更容易被应用于各种领域,比如勘测、救援、排爆等等,国内外也涌现出一批优秀的四足机器人。
基于本次研究,用于陡峭山地地形中具有良好环境交互运动特性的典型动物-岩羊作为仿生对象,通过解析其身体和腿部等部位的特殊生理结构、材料及机构特征,将生物体形貌、局部结构特征和整体运动模式等因素有机地结合起来,研发一款仿生岩羊四足机器人。
本产品主要包括直线滑台机构实现前后重心偏移、羊背桌箱一体化装置、仿生岩羊蹄部夹紧装置和腿部三关节机构四大功能模块。各部分机构相互配合实现岩羊的重心偏移、蹄部自由闭合以及限位稳定躯干等岩羊特征性功能。并基于岩羊蹄部结构进行了D-H运动学建模,对模型进行正运动学的求解,确定了仿生岩羊蹄足尖运动空间。以及通过计算得出了足端运动空间以及体平面与地面夹角保持不变,从而能使仿生岩羊在斜面上保持平衡,从而确保了仿生岩羊的安全性。
控制系统分为主控部分和辅助控制部分。主控部分主要控制舵机的启动以及速度,辅助控制部分可实现羊蹄足尖的夹紧与松开动作以及岩羊当前姿态的采集,并配有远程监控系统,实现远程监视并对岩羊进行操控,电池电量也可以实时的监控。