技术领域
[0001] 本实用新型涉及仿生
机器人技术领域，具体涉及一种适应全地形运动巡查安防的仿蝎机器人。
背景技术
[0002] 我国漫长的边境线地形
地貌复杂、沟壑纵横，许多地方人
力长期巡逻监测效果力所难及，而随着国家综合实力的迅速增强以及改革开放力度进一步加大，边境线的安全形势更为严峻，国外反华势力以及不法份子妄图通过突破我国的国土边防线，渗透进入国内危害国家安全的事件时有发生。另外，边境地区的偷渡、走私、贩枪、贩毒、抢劫等犯罪活动长期影响边境治安，也不同程度地影响了内地治安环境。近年来，为了防止人畜越界和恐怖分子潜入潜出，加强边境管理，视频监控、
电子围栏、地感、卫星遥感等具有探测、
感知、报警功能的技术，已逐步用于国防安防线上作为安全防护手段，并通过边防驻军或缉私部队夜以继日的人力防范处理；但仍存在较多问题，第一，
现有技术装备仍无法有效的对漫长的复杂地形地貌下的边境实施全天候可靠的监控；第二，人防的机动性虽高，但实际上国家的边境线跨度大、战线长，无法做到严酷环境下对各个点的及时照应；第三，由于地域
气候原因也会给戍边官兵带来极大的身体伤害，在全天候情况下无法及时响应；第四，复杂地形地貌执行巡查安保任务时，易被伏击，不可避免伤残甚至死亡事件。因此，如何利用现代安防技术，与边防部队实际情况相结合，已成为复杂地形地貌和严酷环境下边防部队迫切需要解决的问题。
[0003] 另一方面，随着信息技术的迅速发展，安防机器人作为
人工智能、自动控制等技术的综合体也悄然崛起，多足仿生机器人由于其较好的适应性，成为了国内外科技工作者的研究重点，研究成果众多，如在仿生机器人的步态研究、机械设计、控制方法方式、多足机器人零部件方面均有大量设计。多足机器人在越障、崎岖地面、沟、坎、爬
楼梯等方面的极大优势已引起广大科技工作者的兴趣。
[0004] CN 201710319397公布了一种仿生蝎子侦查机器人，包括头部、躯干部、尾部、行走腿及前鳌，躯干部为壳体结构，头部与躯干部前端相连，尾部连接与躯干部的后端，躯干部上表面的中后部设置有
太阳能电池板，
太阳能电池板与
蓄电池相连，蓄电池连接躯干部内的主
控制器，行走腿有八个，其中四个依次设置在躯干左侧，另外四个依次布置在躯干右侧，前鳌分别通过前铰接座连接与躯干部前端的左右两侧，其中一个设置有电钻，另一个设置有军刀，尾部有多个尾结首尾依次相连，首节与躯干部连接，尾节的端部连接有摄像头，躯干部的顶部还设有可转发射器和弹药箱；此
专利虽然提供了一种仿生蝎子机器人，但其机构和功能设计上的
缺陷不适应沟壑纵横复杂地形地貌的巡查安保，第一，无足够的越障能力，更没有攀爬能力，巡逻范围受限，其设计采用行走腿和行走轮相结合的方式来提升越障性能，但实际仅增加了一种简单轮式运动方式，不仅无法提升越障性能，反而容易造成阻碍；第二，其设计单一的运动模式，无法适应于复杂地形乃至全地形，甚至造成自身严重故障而失去侦查或安保作用；第三，其螯钳上设置的刀和钻，在实际使用过程中实用性低下；第四，其控制系统的设置容易因侦查中，局部（例如单腿）损坏而造成系统失控或倾翻，造成侦查任务失败；第五，其腿和鳌在侦查使用过程中非常容易出现损伤，其部件的更换性能存在极大短板；第六，其仅采用图像
传感器做侦查，容易因光学问题出现误判或人员针对性出现图像侦查假象，为自身或安防带来问题。
[0005] 因此，研究一种适应全地形复杂严酷环境下的巡查，能依指令潜伏、巡逻，具有自卫和攻击震慑能力，大幅改善安防戍边问题的全天候巡逻安防机器人已成为需要解决的国防安全的迫切需求。
发明内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术及背景技术的不足，提供一种可任意方向行走、奔跑、弹跳、攀岩及翻滚和/或泅
水运动，适用于复杂地形地貌和严酷环境下下巡逻、潜伏，具有自卫和攻击能力，能依指令自主巡逻或潜伏安防、自主处理处置安防问题的全天候巡查安防的仿蝎机器人。
[0007] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，适应全地形运动巡查安防的仿蝎机器人，包括中控主体及固定在所述中控主体上的自主动力智能机器腿、自主动力攻防性智能机器锯钳、自主动力
超声波激光攻击性智能机器鞭尾和自主动力齿式智能
啮合机器嘴，所述中控主体包括智能供电系统、中央智能控制系统、主体架和对称分布在主体架两侧或两侧下方的智能机器腿固定
接口、分布在主体架前部中上方的智能机器锯钳固定接口和前部下方的智能啮合机器嘴固定接口、主体架后部的智能机器鞭尾固定接口，所述智能供电系统与中央智能控制系统电连接并固定在主体架内；所述自主动力智能机器腿与智能机器腿固定接口连接，所述自主动力攻防性智能机器锯钳与智能机器锯钳固定接口连接，所述自主动力齿式智能啮合机器嘴与智能啮合机器嘴固定接口连接，所述自主动力
超声波激光攻击性智能机器鞭尾与智能机器鞭尾固定接口连接；所述智能供电系统分别与自主动力智能机器腿、自主动力智能机器锯钳、自主动力智能啮合机器嘴和自主动力智能机器鞭尾的动力装置或部件电源电连接；所述中央智能控制系统分别与自主动力智能机器腿、自主动力智能机器锯钳、自主动力智能啮合机器嘴和自主动力智能机器鞭尾的智能控制装置电连接和/或无线连接。
[0008] 进一步，所述自主动力智能机器腿和所述智能机器腿固定接口均设有八个、所述自主动力攻防性智能机器锯钳和所述智能机器锯钳固定接口均设有二个。
[0009] 进一步，所述自主动力智能机器腿为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的三至六轴腿式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动或独立动作。
[0010] 进一步，所述自主动力攻防性智能机器锯钳为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的二轴至五轴且具有锯和/或钳和防卫遮挡功能的锯钳式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动或独立动作。
[0011] 进一步，所述自主动力齿式智能啮合机器嘴为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的啮合机器人或可伸缩式啮咬机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动或独立动作。
[0012] 进一步，所述自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾为自带部件电源、动力装置和智能控制装置及超声波激光发射装置的三轴至八轴鞭尾式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动和/或独立动作。
[0013] 进一步，所述的中控主体还包括空气炮装置、和/或抛网捕捉装置、和/或超高压电击/放电装置、和/或次声波定向发射装置、和/或电磁脉冲定向发射装置、和/或
微波定向发射装置、和/或火器装置，所述的空气炮装置、抛网捕捉装置、超高压电击/放电装置、次声波定向发射装置、电磁脉冲定向发射装置、微波定向发射装置、火器装置固定在所述中控主体的主体架内或主体架外部。
[0014] 进一步，所述的中控主体的主体架内还可设置驾乘舱、储物舱。
[0015] 进一步，所述的中控主体还包括有线充电装置和无线充电装置、和/或太阳能发电装置、和/或强电磁脉冲转化为
电能装置、和/或强微波转化为电能装置、和/或高压感应转化为电能装置。
[0016] 进一步，所述的中控主体还包括
图像识别及运处装置、和/或
激光雷达及运处装置、和/或毫米波雷达及运处装置、和/或红外测距传感及运处装置、和/或即时
定位地图构建及运处装置、北斗导航定位及运处装置、和/或
陀螺仪及运处装置、和/或生命探测器（仪）及运处装置、和/或
频谱分析仪及运处装置、和/或红外透视及运处装置、和/或热成像及运处装置，和/或声波侦测/聚音监听及运处装置；所述图像识别及运处装置、和/或激光雷达及运处装置、和/或毫米波雷达及运处装置、和/或红外测距传感及运处装置、即时定位地图构建及运处装置、北斗导航定位及运处装置、和/或陀螺仪及运处装置、和/或生命探测仪及运处装置、和/或
频谱分析仪及运处装置、和/或红外透视及运处装置、和/或热成像及运处装置、和/或声波侦测/聚音监听及运处装置可视情况固定在中控主体的主体架内或主体架外部。
[0017] 进一步，所述的智能供电系统包括主体
电池组和
能源监测管理装置和/或备电供电装置；所述能源监测管理装置可监测八条自主动力智能机器腿、二个自主动力攻防性智能机器锯钳、一条自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾和一个自主动力齿式智能啮合机器嘴的电池组的充放电状态及
温度，并在异常时暂停或启用备电供电装置。
[0018] 进一步，所述的中央智能控制系统可为近/远程语音交互控制系统和/或手/自动的半自主控制系统和/或远程计算机或遥控器遥控控制装置。
[0019] 进一步，所述的智能机器腿固定接口和/或智能机器锯钳固定接口和/或智能机器鞭尾固定接口和/或智能啮合机器嘴固定接口为便于安装拆卸的铰接孔或
螺栓孔或卡接槽，可快速安装及拆卸，在机械腿损伤时便于快速更换及修复。
[0020] 进一步，所述的中央智能控制系统和智能供电系统均可设有冗余备份系统，实现一备一用的多重保障。
[0021] 进一步，所述的自主动力仿生机器腿还设有故障自查装置，根据故障损坏情况判断受损等级，并自主调整自主动力仿生机器腿的运动模式及故障腿的自动解列舍弃。
[0022] 进一步，所述中控主体还设有分布可充气气囊装置，在泅水或在水中潜伏时通过气囊来调整整体
浮力。
[0023] 工作过程：
[0024] 本实用新型由中控主体协调控制具有独立运动功能的8个自主动力智能机器人腿、2个自主动力智能机器人锯钳、1个自主动力齿式智能机器人嘴和1个自主动力智能机器人尾的运动配合模式，也可根据指令部分分离或全部分离为13个独立的智能机器人，分离出来的机器腿/钳手/尾可独立移动或独立动作。具体功能执行可由近远程控制端分优先级的设置自动和手动操作及运行模式；仿蝎机器人的图像、激光雷达、毫米波雷达、红外测距传感、导航定位装置、生命探测仪、频谱分析仪、红外透视装置、热成像装置、声波侦测/聚音监听装置一种或几种，将所采集环境及人畜活动信息传输至各自运算处理器中运算辨别处理后，传输至中央智能控制系统，为仿蝎机器人自动或人工干预运行提供多环境信息并进行信息融合。
[0025] 仿蝎机器人整体运行时，根据任务或自主根据环境信息危险
位置锁定并自主规划路线并以多传感器进行实时调整，由中央智能控制系统进行信息融合并输出对腿、尾、嘴和钳锯的智能控制装置的控制任务，由各分布动力腿智能控制装置、钳锯智能控制装置、尾智能控制装置和嘴智能控制装置进行控制驱动，经各部件上设置的传感器反馈实时状态并实时作出闭环调整，实现仿蝎机器人运动的智能化精准控制，精准实现任意方向的前进、后退、转身、翻腾、攀爬等运动技巧，适宜于复杂地形地貌下的运动巡逻和潜伏。
[0026] 在仿蝎机器人根据指令将部分或全部机器人腿和/或钳手和/或尾脱离中控主体独立移动或独立执行危险任务；可通过无线传递任务并以腿和/或钳手和/或尾或嘴的智能控制装置控制电源及驱动部分以及甲刺等实现腿式、尾式、锯钳式或嘴式机器人的蛇形运动或仿蝎机器人中控本体的轮式运动，可独立执行任务。
[0027] 另根据中央智能控制系统对环境危险信息的分析，判断并识别危险源位置和危险等级，根据危险等级分类别的以配备的武器装备进行威慑、防御、捕捉、攻击或分散独立执行任务同时通过无线上报危险处置情况。
[0028] 本实用新型有以下有益效果：
[0029] 1、由中控主体机器人与其锚接的八个自主动力智能腿式机器人、二个自主动力攻防性智能锯钳式机器人、一条自主动力超声波激光攻击性智能鞭尾式的机器人和一个自主动力齿式式智能啮合嘴式机器人,一共十三个智能机器人构成的巡逻安防仿蝎机器人，安装简单，便于制造，且其结构
稳定性及抗冲击性极强，可任意方向以高、中、低位步进、奔跑、或腾跃、或攀爬运动或潜伏，适应于复杂地形地貌和严酷的野外环境。
[0030] 2、以中控主体机器人的中央控制系统协调控制具有可独立运行功能的自主动力智能机器人腿/钳/尾，实施各机器人的运动配合模式，加之可以多传感融合技术手段对大范围的区域进行侦测，及以多种成熟技术进行整合，不仅便于实现分级控制程序化运动模式，便于保证仿蝎机器人运动的智能化精准控制，精准实现任意方向的前进、后退、转身、翻腾、攀爬等运动技巧，适宜于复杂地形地貌下的运动巡逻和潜伏；再加之可设置分布式可充气气囊，能泅水或在水中潜伏，可作为一种水陆两栖的巡防安保仿蝎机器人。
[0031] 3、便于设置不同环境下的运动和工作模式，根据指令以智能控制系统自主进行处置所遇到危险，实现根据危险等级以多种武器自主威慑或驱逐或捕捉或攻击等安防巡逻处置方式，或根据指令将部分或全部机器人腿和/或钳手和/或尾脱离中控主体独立移动或独立执行危险任务；可于复杂严峻环境下有效替代人员巡逻防卫工作，大幅降低安防戍边人员危险性，升级巡逻安防的强度。
附图说明
[0032] 图1为本实用新型
实施例1的三维结构示意图；
[0033] 图2为本实用新型实施例1的二维结构示意图；
[0034] 图3为图2的侧视图。
[0035] 图中：1-中控主体、11-智能供电系统、12-中央智能控制系统、13-主体架,131-驾乘舱、132-储物舱、14-固定接口、141-腿固定接口、142-锯钳固定接口、143-鞭尾固定接口、144-嘴固定接口、2-自主动力智能机器腿、3-自主动力攻防性智能机器锯钳、4-自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾、5-自主动力齿式智能啮合机器嘴。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图1～图3及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0037] 实施例1
[0038] 本实施例包括中控主体1、八条自主动力智能机器腿2、二个自主动力攻防性智能机器锯钳3、一条自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾4和一个自主动力齿式智能啮合机器嘴5，所述的中控主体1主要包括智能供电系统11、中央智能控制系统12、主体架13和对称分布在主体架13两侧的八个智能机器腿固定接口141、分布在主体架前部中上方的二个智能机器锯钳固定接口142和一个前部下方的智能啮合机器嘴固定接口144、及一个主体架后部的智能机器鞭尾4固定接口143，智能供电系统11和中央智能控制系统12固定在主体架内，智能供电系统11和中央智能控制系统12电连接；所述的八条自主动力智能机器腿2分别与八个智能机器腿固定接口141连接，二个自主动力攻防性智能机器锯钳3分别与二个智能机器锯钳固定接口142，一个自主动力齿式智能啮合机器嘴5与智能啮合机器嘴固定接口144连接，一条自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾4与智能机器鞭尾固定接口143连接；中控主体1的智能供电系统11分别与八条自主动力智能机器腿2、二个自主动力智能机器锯钳3、一个自主动力智能啮合机器嘴5和一条自主动力智能机器鞭尾4的部件电源电连接；中控主体1的中央智能控制系统12分别与八条自主动力智能机器腿2、二个自主动力智能机器锯钳3、一个自主动力智能啮合机器嘴5和一条自主动力智能机器鞭尾4的智能控制装置无线连接。所述自主动力智能机器腿2为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的五轴腿式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动；所述自主动力攻防性智能机器锯钳3为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的四轴且具有盘锯、钳和以粗壮臂作防卫遮挡功能的锯钳式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动；所述自主动力齿式智能啮合机器嘴5为自带部件电源、动力装置和智能控制装置的可伸缩式啮咬机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动；所述自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾4为自带部件电源、动力装置和智能控制装置及超声波激光发射装置的六轴鞭尾式机器人，可根据指令脱离中控主体独立移动。
[0039] 中控主体还包括空气炮装置、抛网捕捉装置、超高压电击/放电装置、次声波定向发射装置、电磁脉冲定向发射装置、微波定向发射装置、火器装置，所述的空气炮装置、抛网捕捉装置、超高压电击/放电装置、次声波定向发射装置、电磁脉冲定向发射装置、微波定向发射装置、火器装置固定在所述中控主体的主体架内和主体架外部。
[0040] 中控主体1的主体架13内设置驾乘舱131和储物舱132，驾乘舱131位于中控主体1的前部，储物舱132位于中控主体1的中后部。
[0041] 中控主体1还包括图像识别及运处装置、激光雷达及运处装置、毫米波雷达及运处装置、红外测距传感及运处装置、即时定位地图构建及运处装置、北斗导航定位及运处装置、陀螺仪及运处装置；图像识别运处装置设于仿蝎机器人的前部，激光雷达及运处装置设于前顶部，毫米波雷达及红外测距传感器分布在中控主体1周围，其运处装置设于中央智能控制系统12处，陀螺仪及运处装置、即时定位地图构建及运处装置、北斗导航定位及运处装置位于驾乘舱131内。
[0042] 中控主体1还包括有线充电装置和无线充电装置，有线充电装置和无线充电装置均位于中控主体1底部。
[0043] 中央智能控制系统12为近程语音交互控制系统和手/自动的半自主控制系统结合的控制系统。
[0044] 智能供电系统11包括主体电池组和能源监测管理装置和备电供电装置；能源监测管理装置可监测八条自主动力智能机器腿、二个自主动力攻防性智能机器锯钳、一条自主动力超声波激光攻击性智能机器鞭尾和一个自主动力齿式智能啮合机器嘴的电池组的充放电状态及温度，并在异常时暂停或启用备电供电装置。
[0045] 实施例2
[0046] 本实施例和实施例1的区别主要在于，本实施例的中控主体1还设有生命探测器（仪）及运处装置、频谱分析仪及运处装置、红外透视及运处装置、热成像及运处装置、声波侦测/聚音监听及运处装置，生命探测器（仪）及运处装置、频谱分析仪及运处装置、红外透视及运处装置、热成像及运处装置、声波侦测/聚音监听及运处装置位于驾乘舱131内；本实施例的中控主体1还设有太阳能发电装置、强电磁脉冲转化为电能装置、强微波转化为电能装置和高压感应转化为电能装置，太阳能发电装置、强电磁脉冲转化为电能装置、强微波转化为电能装置和高压感应转化为电能装置分布在中控主体周围，并与能源监测管理装置连接；本实施的中央智能控制系统12和智能供电系统11均设有冗余备份系统，实现一备一用的多重保障；自主动力仿生机器腿还设有故障自查装置，根据故障损坏情况判断受损等级，并自主调整自主动力仿生机器腿的运动模式及故障腿的自动解列舍弃；中控主体1还设有分布可充气气囊装置，分布式可充气气囊装置分布在中控主体1底部，在泅水或在水中潜伏时通过气囊来调整整体浮力。
[0047] 本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种
修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型
权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也仍在本实用新型专利的保护范围之内。
[0048]
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
