一種適配多模態(tài)的探測機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

李勐　劉弋鋒　湛月　袁柳

摘要：提出一種能夠適配多種機(jī)動和感知模塊的多模態(tài)探測機(jī)器人機(jī)構(gòu)，通過適用性強(qiáng)的快速機(jī)械和電氣接口，使機(jī)器人能夠在陸地、涉水等模態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并可以不斷開發(fā)新型模塊，滿足不同場景的任務(wù)需要。機(jī)器人實(shí)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了所提出方法的合理性和有效性。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;多模態(tài);機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0169-02

探測機(jī)器人是于公共安全、防災(zāi)救災(zāi)、科學(xué)考察、環(huán)保監(jiān)察等領(lǐng)域的自動化的機(jī)電設(shè)備，能夠人力完成遠(yuǎn)程的監(jiān)測探查、信息獲取任務(wù)。然而傳統(tǒng)的探測機(jī)器人體積較大、功能單一、可擴(kuò)展性差，無法應(yīng)對多變的環(huán)境場景[1-3]。針對這一問題，本文提出一種能夠適用于陸地、涉水等多種情形的探測機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，由中央模塊、機(jī)動模塊和傳感器模塊構(gòu)成，通過磁力快速機(jī)械和電氣接口進(jìn)行組合，具備穩(wěn)定、靈活、高效、可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠通過開發(fā)新型的機(jī)動模塊和傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)不斷適應(yīng)各類任務(wù)環(huán)境的目標(biāo)。

1 模塊化的機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)和接口

探測機(jī)器人在陸地模態(tài)下的典型整體外觀近乎球形，如圖1所示。球形有助于通過拋投等方式對機(jī)器人位置進(jìn)行部署，在本樣機(jī)中球體直徑為140mm。機(jī)器人主體由1個中央模塊、2個鏡面對稱的機(jī)動模塊、1個傳感器模塊組成。中央模塊為圓柱體，機(jī)動模塊為半球體。

中央模塊頂部為傳感器模塊接口，為盡可能多地適配傳感器，接口采用USB形式。……