本技术介绍了一种仿生自适应抗沉陷步行轮及其智能控制技术,该技术由步行轮法兰盘、步行轮腿足单体、位姿感知系统和智能控制器组成。步行轮法兰盘沿圆周方向装备多个步行轮腿足单体,每个腿足单体集成仿生腱骨协同机构和仿生肌腱驱动机构,后者负责控制前者的开闭动作。位姿感知系统负责监测步行轮法兰盘与地面的相对高度,并将数据传输至智能控制器。智能控制器将接收到的高度信号与预设值进行比较,根据比较结果智能调节仿生肌腱驱动机构,实现仿生腱骨协同机构的自适应开闭。该技术简化了步行轮腿足单体的结构,增强了步行轮的适应性和应用范围,特别适用于提高机器人在松软地面的通过能力。
背景技术
水田是我国重要的优质耕地资源。水田稳定性强,自然禀赋条件好,质量水平高。水田不仅是粮食安全的重要保障,而且对于维系区域生态安全、促进生态文明建设等具有重要作用。由于水田等松软地面的承载和抗剪能力差,常规的轮式与其表面接触时一方面容易产生较大沉陷和湿黏附,另一方面容易有较大的推水阻力,从而产生较大的离地损耗和对地面的过度扰动,而且生产实际迫切需要降低成本、保护土壤结构、保护环境的水田保护性耕作技术。因此,解决水田等松软地面的沉陷和能量消耗问题对于提高经济效益显得尤为关键。
绿头鸭,常年生存在水田、湖泊、河流、滩涂等松软地面区域,已具备了抗沉陷的运动特性。绿头鸭足作为与地面直接接触的执行器,主要由三趾构成,足趾之间有足蹼,趾-蹼的结构形貌、触/离地姿态、材料组装等在抗沉陷过程中发挥了重要作用。现有的仿绿头鸭足通过仿肌腱单元,能够实现节能减振的功能,但在实际使用中,现有的仿绿头鸭足离地时地面与其黏附力强且不易摆脱,且使用中由于鸭足形状结构固定且表面积大而导致空气阻力大,能源消耗高。
实现思路