CN103112513B 说明书 1/5页 一种具有姿态调整功能的仿蝗虫机器人 技术领域 [0001]本发明涉及智能机器人领域，具体来说，是一种具有姿态调整功能的仿蝗虫机器 人，可应用于跳跃机器人，使其在跳跃腾空后自主调整机体姿态并稳定转化为滑翔或扑翼 飞行状态，也可衍化并应用在仿生飞鸟、仿生昆虫等一类仿生扑翼飞行机器人以及滑翔式 小型无人机上。 背景技术 [0002]地面移动机器人在深空探测、军事侦查及反恐防爆等领域具有广阔的应用前景和 重要的战略意义。在这些领域中往往地形环境未知或很复杂，存在各式各样的障碍物或沟 渠，这就要求机器人具有很强的地形适应性和越障能力。为了解决微小型移动机器人的越 障难题，国内外研究人员正在研究探索各种高越障性的机器人，其中跳跃机器人可以越过 数倍甚至数十倍于自身尺寸的障碍物，特别是在星际探索中，由于月球与火星表面重力加 速度低于地球（火星38%，月球17%），弹跳运动能充分利用这个优势，早在1969年美国 就有人研制弹跳机构以用于月球探索。最近由美国波士顿公司研制的Sand Flea是跳跃机 器人投入到实际应用中的代表，该机器人具有强大的跳跃能力（跳跃高度达7.5米），已于 2010年装备美国军方，用于侦察、搜救等方面。由此可见跳跃机器人具有高效的越障能力和 广阔的应用前景。 [0003]在跳跃机器人研究中，很多都是模仿具有跳跃能力的生物。公开号为101716962A 的发明专利《一种仿蝗虫弹跳翻转机器人》，公开号为102092431A的发明专利《一种仿蝗虫 弹射机理的跳跃机器人》以及公开号为202508192U的实用新型专利《一种仿蝗虫的弹跳机 构》中均提出了仿蝗虫跳跃机器人的新颖设计。但是，几乎所有的跳跃机器人都面临空中姿 态翻转或偏转的问题，由此会造成空中飞行姿态不可控，落地易发生冲击和倾覆。尽管目前 一些跳跃机器人具备落地后的姿态恢复能力，但巨大的落地冲击仍会对机器人造成较大损 坏。蝗虫集跳跃、滑翔及飞行能力于一身，一般蝗虫通过跳跃的腾空高度可以达到自身身长 的10倍以上。特别是，蝗虫可以在空中通过自身细长柔软的腹部摆动和双翼的运动快速改 变其姿态，然后通过稳定滑翔增加跳跃距离，落地姿态稳定性好且冲击小。受此启发，研究 仿蝗虫的空中姿态调整技术，为上述问题提供技术支撑。 [0004]现有技术中，对仿生机器人空中姿态控制的研究集中在仿生扑翼飞行器，且都是 基于扑翼气体动力学的姿态控制。而国外一些研究人员，针对猫的跌落姿态调整提出了一 些多自由度变结构机体的机构模型，解释了猫的姿态调整原理：针对蜥蜴、壁虎采用尾巴摆 动控制自身空中姿态的现象，研制了附加尾巴的机器小车，能够实现小车俯冲时的姿态调 节。截至目前，尚未出现采用仿生多自由度可变机体结构和扑翼运动共同调整空中姿态的 设计和研究。 发明内容 [0005]为了解决现有技术问题，本发明在研究并揭示蝗虫空中姿态自调整机理的基础