关键词：机器人；轮腿式；电子控制
引言
机器人是给人提供便当或拓展人活动范围的工具：提供便当，诸如扫地机器人；拓展人的活动范围，诸如科考类机器人。在自然和人类社会中，存在一些人类无法抵达的中央及不合适人类到达的场所，如灾难发作的矿井、防灾救援和反恐等。
与双足和四足机器人相比，六足和八足机器人具有共同的非连续支撑行走方式，即在某条腿失稳状况下机器人仍具有良好的运动稳定性，同时具有不同的步态以应对不同的地形环境；与八足机器人相比，六足具有相对简单的机械构造，同时也使得控制算法生成较便当能够预见，这些优点将使六足机器人成为在复杂环境下机器人作业的最佳选择。
同时，采用六足在需求时可将其中的两足转化成操作臂，停止手臂操作。因而，对六足机器人的研讨具有深远的理论价值和工程应意图义。
因而课题停止研讨的是一款陆地挪动机器人――多功用六足轮腿式机器人。所述多功用六足轮腿式机器人，轮腿交融并且腿臂可转换，将在救援行动和探测活动中得到普遍应用；假如在机器人上搭载更多的?？?，其将具有更多的功用并能够被应用在更多的范畴中。
1.机器人机械本体设计
1.1+六足轮腿设计
依据对昆虫生理构造的剖析，依据仿生学的学问设计了如图1中左图所示六足机器人。该机器人由6条腿和机器人本体构成，6条腿分别散布在机器人本体两侧，每侧三条腿。如今以编号为②的腿停止腿部构造的细致引见。腿部由连杆CE、CB、AB组成，在C、B、A处分别经过转动副衔接，腿在A处经过转动副与主体相连。在这一腿部机构中CE最长、CB长度中等、BA长度最短，以此模仿六足类昆虫腿部的真实状况，便于模仿昆虫实践运动方式。
对机器人腿的自在度停止剖析，以腿②为例，该腿部机构中，活动构件数为3，运动副中低副的个数为3，高副的个数为0，因而该机构的自度为：
F%3D3n-2Pl-Ph%3D3×3-2×3-1×0%3D3
因而该腿部机构的自在度为3，要使连杆AB、BC、CE取得肯定的运动，需求添加3个驱动。因而在A、B、C三个转动副处添加电机作为驱动，即通%5E控制3个电动机即可使整个机构如昆虫的足一样前后挪动，同理剩余的5条腿也是如此运动。至此，基于模仿昆虫运动，完成了六足机器人机械本体的设计。
由于机器人执行任务的需求，需求在抵达指定位置时停止一些抓取操作。但为了停止抓取操作再添加操作臂则显得太过于复杂，因而将机器人腿与操作臂停止分离设计，机器人前部的腿①与腿⑥能够转换成机械臂，后部的4条腿用于支撑，将前部的腿转换成操作臂停止抓取操作。
设计的机器人经过机械腿和轮式构造停止挪动，前部的两条腿能够转换成机械臂停止夹持操作。在平缓的公路上机器人能够经过轮式构造挪动，在坎坷的路面上能够经过机械足停止挪动，这样的设计大大进步了挪动效率。
1.2+操作臂设计
如2.1所述，腿①与腿⑥能够从腿部构造转换为操作臂，在腿部构造的末端F处能够添加夹持手。设计该夹持机构时以构造简单、能停止简单操作为准绳，在设计时模仿螃蟹的夹持手。
依据仿生学学问设计如图2所示的夹持手，该夹持手由上下两局部对称的夹持指组成，下面以上部夹持指为例停止细致的阐明。该夹持手由连杆OJ、JL、NK组成在O、J、K、N处分别经过转动副衔接，O、N处转动副与夹持手基座相连。下部夹持指的构造与上部夹持手完整一样。上下两个夹持指经过两个齿轮衔接，两个齿轮分别与连杆OJ、PH固连，即齿轮转动时两个连杆也随之一同运动。%0D%0A%0D%0A对该夹持机构的自在度停止剖析，以便肯定原动件数目，以及需求几电机驱动。该机构中，活动构件数为6，运动副中低副的个数为8，高副的个数为1，因而该机构的自度为：
F%3D3n-2Pl-Ph%3D3×6-2×8-1×1%3D1
因而该机构的自在度为1，需求一个电机停止驱动。在转动副O处添加电机，使齿轮转动，进而带动连杆OJ转动；经过啮合的齿轮使得下部连杆PH也转动，最终即可完成夹持指末端LM的张开和夹紧，即可完成对物体的抓取操作。夹持手经过灰色框线表示的夹持手基座与机器人足末端相连。当LM接触，即夹持指并拢时作为机器人足能够行走；当腿①、⑥抬起时，即可停止抓取操作。至此，完成了六足机器人操作臂夹持手的设计。
2.机器人电子控制系统设计
2.1+电子系统整体设计
为了可以让机器人有运动的能量，需求在机器人本体上布置电池功用?？?；为了控制各个电机依照指定指令运动，需求布置电机控制器模块；为了对机器人停止远程控制、与外部环境停止交互，需求在机器人上添加一些交互设备。
机器人电子系统整体如图3所示，驱动电机布置在各个驱动关节处，经过线缆与电机控制器相连；其他电子设备均集中安放在机器人本体处?；魅吮咎宸治现邢?层，分别为设备、控制器和电池。
2.2+控制及交互设计
对电机控制、设备等各局部停止细致地设计阐明。
电机控制?？椋旱缁爸迷诟鞲銮亟诖?。机器人运动有自主和远程控制两种运动形式，自主运动形式是不需求外界实时给机器人运动指令，机器人能够自行运动；远程控制是经过远程控制软件实时给机器人发送运动指令。同时还能够控制机器人前部的两个腿变换为操作臂，并经过末端的夹持器完成对物体的夹取。
语音与图像交互模块：麦克风与摄像头装置在机器人本体最上层，经过麦克风、摄像头可停止语音和图像的交流。灾祸发作需求救援被困人员时，能够让机器人进入一些人无法进入的狭小空间。
手势辨认及地图重建模块：添加现有的一些3D体感摄像机，经过摄像机捕捉并剖析得到人手的手势动作，将捕捉到的手势与之前程序中预设的停止比对，再让机器人停止相应的操作。无线?？椋涸诨魅吮咎遄钌喜阕爸锰煜?，经过此天线完成机器人各种设备、电机控制器与远程控制软件之间的通讯；远程控制能够经过电脑控制程序完成。
结论
本文运用仿生学的学问，经过模仿足形昆虫腿式构造，并且分离轮式机器人的特性，设计了一种多功用轮腿式六足机器人。该机器人可采用足式与和轮式两种行走方式在两个足末端装置有夹持手可停止抓取操作。经过装置3D体感摄像机等设备，完成与外部的语音图像交互以及手势操控、地图重建等功用。所设计的机器人构造新颖、功用丰厚，具有很强的适用价值。
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