本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1972年，日本東京大學(xué)的hirose教授率領(lǐng)其科研團(tuán)隊(duì)研制出世界上第一臺(tái)蛇形機(jī)器人acm(activecordmechanism)，隨著研究的深入，出現(xiàn)了一系列的蛇形機(jī)器人，如acm-r3機(jī)器人、acm-r5機(jī)器人；經(jīng)過機(jī)器人防水處理后，acm-r5又可實(shí)現(xiàn)水下的自由游動(dòng)，其游動(dòng)速度最低為0.9m/min。由美國密歇根大學(xué)研制的omnitread機(jī)器人，該機(jī)器人總長度1270mm，總質(zhì)量13.6kg，最高爬行速度可達(dá)到0.1m/s，最高可翻越457mm高障礙物、跨660mm壕溝，其最大側(cè)翻角度為22°、最小轉(zhuǎn)彎半徑530mm。除此之外，德國國家信息技術(shù)研究中心先后研制出gmd-snake和gmd-snake2蛇形機(jī)器人，美國卡耐基梅隆大學(xué)研究了用于攀爬的模塊化蛇形機(jī)器人，挪威科技大學(xué)研制了無輪式的蛇形機(jī)器人aiko和kullo等等。

中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所于2001年研制出一種模塊化可重構(gòu)的蛇形機(jī)器人，隨著研究的深入，該所研制出了三維蛇形機(jī)器人巡視者ⅱ和探查者ⅲ。巡視者ⅱ全長約1.2m，組成巡視者ⅱ的模塊為模塊化萬向單元，具有俯仰、偏航和回轉(zhuǎn)3自由度?；剞D(zhuǎn)自由度的增加使機(jī)器人具有更高的運(yùn)動(dòng)靈活性，探查者?？蓪?shí)現(xiàn)水陸兩棲復(fù)雜環(huán)境的運(yùn)動(dòng)。

綜上所述，國內(nèi)外蛇形機(jī)器人的研究取得了長足的進(jìn)展，然而，目前的蛇形機(jī)器人還存在以下缺陷和不足：①大多采用單軸轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，只具有平面運(yùn)動(dòng)能力；②由三軸轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)組成的蛇形機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)，但對舵機(jī)的輸出力矩要求很高，從而導(dǎo)致機(jī)器人的尺寸大、功耗大、造價(jià)昂貴；③由于蛇體結(jié)構(gòu)尺寸大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)效果不理想，要想達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)效果，就需要實(shí)現(xiàn)蛇形機(jī)器人小型化；④當(dāng)機(jī)器人遇到低矮障礙時(shí)，或外界干擾引起身形發(fā)生大幅度變化時(shí)，很難順利完成翻越運(yùn)動(dòng)。

為了解決以上問題，有人提出了采用舵機(jī)和葉片輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的蛇形機(jī)器人，其實(shí)現(xiàn)方便且成本低，體積小，避障和越障的功能強(qiáng)，對路面的適應(yīng)能力強(qiáng)，但是，現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏適用于其的位姿控制系統(tǒng)。另外，蛇形機(jī)器人的多自由度和運(yùn)動(dòng)的靈活性給蛇形機(jī)器人的位姿控制研究帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為使蛇形機(jī)器人能像生物蛇一樣靈活運(yùn)動(dòng)，在位姿控制方面出現(xiàn)了多種控制方法，如離散曲線法、動(dòng)力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)模型產(chǎn)生法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型產(chǎn)生法(如cpg：centralpatterngenerator)等多種控制方法。

離散曲線法：以蛇形機(jī)器人的關(guān)節(jié)模塊去擬合一條根據(jù)生物蛇的步態(tài)而定義的曲線，從而得到機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的方法，也被稱為是“逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方法”。謝亞飛等人研制出一款水下蛇形機(jī)器人，蛇體由16個(gè)輕質(zhì)防水小舵機(jī)串聯(lián)而成，并對通過蛇形曲線實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的蜿蜒運(yùn)動(dòng)控制。離散曲線法具有實(shí)現(xiàn)簡單、易控制的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是調(diào)整參數(shù)時(shí)容易引起關(guān)節(jié)角速度、力矩的跳變導(dǎo)致發(fā)生舵機(jī)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象從而破壞舵機(jī)。

動(dòng)力學(xué)模型或運(yùn)動(dòng)學(xué)模型產(chǎn)生法：在國外，ostrowski等人針對裝有三個(gè)從動(dòng)輪的連桿型蛇形機(jī)器人，利用拉格朗日法建立了蜿蜒運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行可控制性分析。在國內(nèi)，程前等人基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型提出了一種具有16個(gè)p-r-t模塊單元的蛇形機(jī)器人的越障方法。動(dòng)力學(xué)模型或運(yùn)動(dòng)學(xué)模型產(chǎn)生法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜精確的步態(tài)控制，缺點(diǎn)是建模過程困難，控制器計(jì)算量大，對未知環(huán)境適應(yīng)性較差。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(cpg)產(chǎn)生法：在蛇形機(jī)器人控制中，cpg控制得到了廣泛的應(yīng)用。crespi等人利用cpg模型實(shí)現(xiàn)了蛇形機(jī)器人在水中和陸地的運(yùn)動(dòng)控制。盧振利等人提出了基于循環(huán)抑制的cpg控制器，使蛇形機(jī)器人成功實(shí)現(xiàn)蜿蜒運(yùn)動(dòng)。cpg控制的優(yōu)點(diǎn)是便于集成環(huán)境信息從而使得蛇形機(jī)器人具有環(huán)境適應(yīng)能力，缺點(diǎn)是cpg模型中的控制參數(shù)需要進(jìn)一步的優(yōu)化。

但是以上方法很不能很好地滿足葉片輪式蛇形機(jī)器人位姿控制的需求，因此，研究適用于葉片輪式蛇形機(jī)器人的新的位姿控制方法很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)新穎合理、實(shí)現(xiàn)方便、工作可靠性高的蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，所述蛇形機(jī)器人包括從前到后依次設(shè)置的第一單元模塊、第二單元模塊、第三單元模塊、第四單元模塊和第五單元模塊，所述第一單元模塊包括第一連接板以及分別設(shè)置在第一連接板左右兩側(cè)的第一葉片輪和第二葉片輪，所述第一連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第一葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)，所述第一連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第二葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，所述第一連接板上后側(cè)設(shè)置有第一垂直方向舵機(jī)，所述第一葉片輪與第一電機(jī)的輸出軸連接，所述第二葉片輪與第二電機(jī)的輸出軸連接；所述第二單元模塊包括第二連接板以及分別設(shè)置在第二連接板左右兩側(cè)的第三葉片輪和第四葉片輪，所述第二連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第三葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第三電機(jī)，所述第二連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第四葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第四電機(jī)，所述第二連接板上前側(cè)設(shè)置有第一水平方向舵機(jī)，所述第二連接板上后側(cè)設(shè)置有第二垂直方向舵機(jī)，所述第三葉片輪與第三電機(jī)的輸出軸連接，所述第四葉片輪與第四電機(jī)的輸出軸連接；所述第三單元模塊包括第三連接板以及分別設(shè)置在第三連接板左右兩側(cè)的第五葉片輪和第六葉片輪，所述第三連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第五葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第五電機(jī)，所述第三連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第六葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第六電機(jī)，所述第三連接板上前側(cè)設(shè)置有第二水平方向舵機(jī)，所述第三連接板上后側(cè)設(shè)置有第三垂直方向舵機(jī)，所述第五葉片輪與第五電機(jī)的輸出軸連接，所述第六葉片輪與第六電機(jī)的輸出軸連接；所述第四單元模塊包括第四連接板以及分別設(shè)置在第四連接板左右兩側(cè)的第七葉片輪和第八葉片輪，所述第四連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第七葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第七電機(jī)，所述第四連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第八葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第八電機(jī)，所述第四連接板上前側(cè)設(shè)置有第三水平方向舵機(jī)，所述第四連接板上后側(cè)設(shè)置有第四垂直方向舵機(jī)，所述第七葉片輪與第七電機(jī)的輸出軸連接，所述第八葉片輪與第八電機(jī)的輸出軸連接；所述第五單元模塊包括第五連接板以及分別設(shè)置在第五連接板左右兩側(cè)的第九葉片輪和第十葉片輪，所述第五連接板上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第九葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第九電機(jī)，所述第五連接板上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第十葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第十電機(jī)，所述第五連接板上前側(cè)設(shè)置有第四水平方向舵機(jī)，所述第九葉片輪與第九電機(jī)的輸出軸連接，所述第十葉片輪與第十電機(jī)的輸出軸連接；所述第一連接板通過第一正交關(guān)節(jié)與第二連接板連接，所述第二連接板通過第二正交關(guān)節(jié)與第三連接板連接，所述第三連接板通過第三正交關(guān)節(jié)與第四連接板連接，所述第四連接板通過第四正交關(guān)節(jié)與第五連接板連接，所述第二垂直方向舵機(jī)和第二水平方向舵機(jī)之間連接有第一速度舵機(jī)，所述第三垂直方向舵機(jī)和第三水平方向舵機(jī)之間連接有第二速度舵機(jī)；其特征在于：所述蛇形機(jī)器人避障行走控制系統(tǒng)包括主控制器和電源模塊，以及與主控制器相接的usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊和通過通信模塊與主控制器相接的上位計(jì)算機(jī)；所述主控制器的輸入端接有避障模塊和夜視攝像頭，所述避障模塊的輸入端接有障礙物檢測單元，所述障礙物檢測單元包括第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器；所述避障模塊、第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器，以及第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)、第四垂直方向舵機(jī)、第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)、第四水平方向舵機(jī)、第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)的電源線均與電源模塊的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)，第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)，以及第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)的電源線均與電源模塊的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)，第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)，以及第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)的信號線均與usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第一電機(jī)、第三電機(jī)、第五電機(jī)、第七電機(jī)和第九電機(jī)的電源線均與第二速度舵機(jī)的電源線連接，第二電機(jī)、第四電機(jī)、第六電機(jī)、第八電機(jī)和第十電機(jī)的電源線均與第一速度舵機(jī)的電源線連接。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制器為vensmile迷你pc機(jī)。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊的型號為robotisusb2dynamixel，所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊與主控制器的usb接口連接；所述通信模塊為無線路由器。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述避障模塊的型號為arduinounor3，所述避障模塊與主控制器的usb接口連接；所述夜視攝像頭為1080p廣角紅外夜視攝像頭，所述夜視攝像頭與主控制器的usb接口連接。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊包括12.6v的li-po充電電池和4.5v的無汞堿性電池，所述避障模塊、第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器的電源線均與4.5v的無汞堿性電池的輸出端連接，所述第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)、第三垂直方向舵機(jī)、第四垂直方向舵機(jī)、第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)、第四水平方向舵機(jī)、第一速度舵機(jī)和第二速度舵機(jī)的電源線均與12.6v的li-po充電電池的輸出端連接。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第一垂直方向舵機(jī)的第一垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第一水平方向舵機(jī)的第一水平方向舵機(jī)安裝板，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第一水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第一連接板設(shè)置，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第二連接板設(shè)置，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第一水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第二正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第二垂直方向舵機(jī)的第二垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第二水平方向舵機(jī)的第二水平方向舵機(jī)安裝板，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第二水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第二連接板設(shè)置，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第三連接板設(shè)置，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第二水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第三正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第三垂直方向舵機(jī)的第三垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第三水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)安裝板，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第三水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第三連接板設(shè)置，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第四連接板設(shè)置，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第三水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接；

所述第四正交關(guān)節(jié)包括用于安裝第四垂直方向舵機(jī)的第四垂直方向舵機(jī)安裝板和用于安裝第四水平方向舵機(jī)的第四水平方向舵機(jī)安裝板，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第四水平方向舵機(jī)安裝板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔相配合的第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔和四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔，四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔分布在一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔周圍，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔；所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第四連接板設(shè)置，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的開口朝向第五連接板設(shè)置，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分和第四水平方向舵機(jī)安裝板的橫梁部分通過穿過第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔和第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔的螺絲固定連接。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一連接板包括八邊形的第一連接底板和連接在第一連接底板后側(cè)且用于連接第一垂直方向舵機(jī)的第一舵機(jī)連接板，所述第一連接板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一電機(jī)的第一電機(jī)連接孔，所述第一連接板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二電機(jī)的第二電機(jī)連接孔，所述第一連接底板的前端設(shè)置有用于連接夜視攝像頭的夜視攝像頭連接板，所述夜視攝像頭連接板上設(shè)置有夜視攝像頭連接孔，所述第一連接底板的前側(cè)設(shè)置有紅外傳感器連接孔和兩個(gè)分別位于紅外傳感器連接孔左右兩側(cè)且分別用于連接第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的超聲波傳感器連接孔，所述第一連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第一舵機(jī)連接板的第一舵機(jī)連接板連接孔；所述第一舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第一舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第一舵機(jī)連接板連接孔相配合的第二舵機(jī)連接板連接孔，所述第一舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一垂直方向舵機(jī)的第一垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第二連接板包括八邊形的第二連接底板和連接在第二連接底板后側(cè)且用于連接第二垂直方向舵機(jī)的第二舵機(jī)連接板，所述第二連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三電機(jī)的第三電機(jī)連接孔，所述第二連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四電機(jī)的第四電機(jī)連接孔，所述第二連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第一水平方向舵機(jī)的第一水平方向舵機(jī)連接孔，所述第二連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第二舵機(jī)連接板的第三舵機(jī)連接板連接孔；所述第二舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第二舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第三舵機(jī)連接板連接孔相配合的第四舵機(jī)連接板連接孔，所述第二舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二垂直方向舵機(jī)的第二垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第三連接板包括八邊形的第三連接底板和連接在第三連接底板后側(cè)且用于連接第三垂直方向舵機(jī)的第三舵機(jī)連接板，所述第三連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第五電機(jī)的第五電機(jī)連接孔，所述第三連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第六電機(jī)的第六電機(jī)連接孔，所述第三連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第二水平方向舵機(jī)的第二水平方向舵機(jī)連接孔；所述第三連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第三舵機(jī)連接板的第五舵機(jī)連接板連接孔；所述第三舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第三舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第五舵機(jī)連接板連接孔相配合的第六舵機(jī)連接板連接孔，所述第三舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三垂直方向舵機(jī)的第三垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第四連接板包括八邊形的第四連接底板和連接在第四連接底板后側(cè)且用于連接第四垂直方向舵機(jī)的第四舵機(jī)連接板，所述第四連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第七電機(jī)的第七電機(jī)連接孔，所述第四連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第八電機(jī)的第八電機(jī)連接孔，所述第四連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第三水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)連接孔；所述第四連接底板的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第四舵機(jī)連接板的第七舵機(jī)連接板連接孔；所述第四舵機(jī)連接板包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第四舵機(jī)連接板的橫梁部分設(shè)置有與第七舵機(jī)連接板連接孔相配合的第八舵機(jī)連接板連接孔，所述第四舵機(jī)連接板的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四垂直方向舵機(jī)的第四垂直方向舵機(jī)連接孔；

所述第五連接板包括八邊形的第五連接底板，所述第五連接底板的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第九電機(jī)的第九電機(jī)連接孔，所述第五連接底板的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第十電機(jī)的第十電機(jī)連接孔，所述第五連接底板的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第四水平方向舵機(jī)的第三水平方向舵機(jī)連接孔。

上述的一種蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一葉片輪、第二葉片輪、第三葉片輪、第四葉片輪、第五葉片輪、第六葉片輪、第七葉片輪、第八葉片輪、第九葉片輪和第十葉片輪的結(jié)構(gòu)相同且均包括內(nèi)圓箍和連接在內(nèi)圓箍上且伸出內(nèi)圓箍外部的三個(gè)彈簧葉片，所述內(nèi)圓箍的中心位置處設(shè)置有軸孔，所述內(nèi)圓箍的圓周上相互間隔120°設(shè)置有三個(gè)卡槽，三個(gè)彈簧葉片與內(nèi)圓箍連接的一端分別卡合連接在三個(gè)卡槽內(nèi)，所述彈簧葉片伸出內(nèi)圓箍外部的一端端部為弧形彎曲部，三個(gè)彈簧葉片的弧形彎曲部的彎曲方向相同，所述內(nèi)圓箍上徑向設(shè)置有與軸孔相連通的結(jié)構(gòu)縫；所述內(nèi)圓箍的中心位置處設(shè)置有圓形凸起，所述軸孔設(shè)置在圓形凸起的中心位置處；所述內(nèi)圓箍靠近外圓周的位置處設(shè)置有圓環(huán)形凸起，所述內(nèi)圓箍上徑向均勻設(shè)置有多個(gè)位于圓環(huán)形凸起的外圈外部的矩形凸起。

本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、能夠使蛇形機(jī)器人更好地實(shí)現(xiàn)避障和越障的功能、提高了蛇形機(jī)器人對路面的適應(yīng)能力、實(shí)用性強(qiáng)、使用效果好的蛇形機(jī)器人位姿控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、數(shù)據(jù)采集及傳輸：蛇形機(jī)器人開始行走后，所述夜視攝像頭實(shí)時(shí)拍攝蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像，并將拍攝到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像傳輸給主控制器，主控制器再通過通信模塊將其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像傳輸給上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像；同時(shí)，第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器和紅外傳感器對蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將檢測到的信號傳輸給避障模塊，避障模塊再將其接收到的信號實(shí)時(shí)傳輸給主控制器；

步驟二、數(shù)據(jù)分析處理：所述主控制器對其接收到的避障模塊輸出的信號進(jìn)行分析處理，判斷出蛇形機(jī)器人行走前方是否有障礙物；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方?jīng)]有障礙物時(shí)，所述主控制器不發(fā)出改變蛇形機(jī)器人位姿的控制信號，所述蛇形機(jī)器人繼續(xù)行走；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方有障礙物時(shí)，所述主控制器調(diào)用canny算法邊緣檢測模塊對其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像進(jìn)行邊緣檢測處理，得到蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度h；

步驟三、蛇形機(jī)器人位姿控制：所述主控制器將蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度h與蛇形機(jī)器人越障與避障的障礙物高度閾值12cm相比較，當(dāng)h≤12cm時(shí)，所述主控制器制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則并根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，使蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障行駛；當(dāng)h＞12cm時(shí)，所述主控制器輸出控制信號給第一水平方向舵機(jī)、第二水平方向舵機(jī)、第三水平方向舵機(jī)和第四水平方向舵機(jī)，使蛇形機(jī)器人繞開障礙物前行；

其中，所述主控制器制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則并根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，使蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障行駛的具體過程為：

步驟301、所述主控制器制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則：

規(guī)則一、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≤5cm時(shí)，主控制器輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角為15°，并使第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)同步前行翻越障礙物；

規(guī)則二、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為5cm＜h≤8cm時(shí)，主控制器輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角為35°，并使第三垂直方向舵機(jī)和第四垂直方向舵機(jī)同步前行翻越障礙物；

規(guī)則三、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為8cm＜h≤12cm時(shí)，主控制器輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角為45°，第三垂直方向舵機(jī)的俯仰角為25°，并使第四垂直方向舵機(jī)同步前行翻越障礙物；

步驟302、所述主控制器根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，具體過程為：

步驟3021、所述主控制器定義步驟301中制定的規(guī)則一中的舵機(jī)角度為θ1＝[θ11,θ12,θ13]^t，其中，θ11為第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ11＝45°，θ12為第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ12＝15°，θ13為第三垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ13＝0°；定義步驟301中制定的規(guī)則二中的舵機(jī)角度為θ2＝[θ21,θ22,θ23]^t，其中，θ21為第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ21＝45°，θ22為第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ22＝35°，θ23為第三垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ23＝0°；定義步驟301中制定的規(guī)則三中的舵機(jī)角度為θ3＝[θ31,θ32,θ33]^t，其中，θ31為第一垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ31＝45°，θ32為第二垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ32＝45°，θ33為第三垂直方向舵機(jī)的俯仰角且θ33＝25°；

步驟3022、所述主控制器將θi＝[θi1,θi2,θi3]^t，i＝1,2,3輸入預(yù)先建立并訓(xùn)練好的模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)中，得出極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出，極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出即為主控制器對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制時(shí)，控制第一垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角、控制第二垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角和控制第三垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角；

其中，預(yù)先建立并訓(xùn)練模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)的具體過程為：

步驟30221、產(chǎn)生訓(xùn)練樣本集：當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h為步驟301中制定的規(guī)則一、規(guī)則二和規(guī)則三中三種不同高度時(shí)，隨機(jī)選取10組蛇形機(jī)器人在越障時(shí)第一垂直方向舵機(jī)、第二垂直方向舵機(jī)和第三垂直方向舵機(jī)的角度θi＝[θi1,θi2,θi3]^t,i＝1,2,3，作為極限學(xué)習(xí)機(jī)的訓(xùn)練樣本集；

步驟30222、建立極限學(xué)習(xí)機(jī)：以θi＝[θi1,θi2,θ3i]^t,i＝1,2,3作為極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸入神經(jīng)元，輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為3個(gè)；以第一垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角f(θ1)、第二垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角f(θ2)和第三垂直方向舵機(jī)的實(shí)際俯仰角f(θ3)為極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出，定義f(θ)＝[f(θ1)f(θ2)f(θ3)^t]，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1個(gè)，隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)為6個(gè)，建立模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)；極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出方程為hj(θi)為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)關(guān)于θi的輸出向量且e為自然常數(shù)，p為極限學(xué)習(xí)機(jī)隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)，qj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的輸入且aj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)和輸入層之間的連接權(quán)值，bj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的閾值；h為3×6維隱層輸出矩陣且h＝[h(θ1)h(θ2)h(θ3)]^t，h(θi)為隱層關(guān)于θi的輸出向量且h(θi)＝[h1(θi),h2(θi),…,h6(θi)]；c為δθi對應(yīng)的懲罰因子，δθi為極限學(xué)習(xí)機(jī)輸出的實(shí)際俯仰角與極限學(xué)習(xí)機(jī)的期望輸出俯仰角之間的差值；y為極限學(xué)習(xí)機(jī)的期望輸出俯仰角且y＝[y1y2y3]^t，當(dāng)h≤5cm時(shí)，y1為45°，y2為15°，y3為0°；當(dāng)5cm＜h≤8cm時(shí)，y1為45°，y2為35°，y3為0°；當(dāng)8cm＜h≤12cm時(shí)，y1為45°，y2為45°，y3為25°；

步驟30223、訓(xùn)練極限學(xué)習(xí)機(jī)：采用步驟30221中的訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練極限學(xué)習(xí)機(jī)，且在進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，采用粒子群算法尋找極限學(xué)習(xí)機(jī)隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解，并最終使極限學(xué)習(xí)機(jī)輸出的實(shí)際俯仰角與期望輸出俯仰角之間的差值趨近于0；在尋找p的最優(yōu)解時(shí)，粒子通過跟蹤兩個(gè)最優(yōu)值更新自己，一是粒子本身所找到的最優(yōu)解，另一個(gè)是整個(gè)種群目前找到的最優(yōu)解，采用的公式為：

其中，η表示一個(gè)粒子，xη(t)表示粒子在t時(shí)刻的位置，對應(yīng)t時(shí)刻隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解；xη(t+1)表示粒子在t+1時(shí)刻的位置，對應(yīng)t+1時(shí)刻隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解；vη(t)表示粒子在t時(shí)刻的速度，vη(t+1)表示粒子在t+1時(shí)刻的速度，表示粒子的歷史最好位置，表示整個(gè)種群目前找到的最好位置，ω為慣性系數(shù)且0＜ω＜1，c1和c2均為學(xué)習(xí)因子且取值均為非負(fù)實(shí)數(shù)，r1和r2均為均勻分布在(0,1)區(qū)間上的隨機(jī)數(shù)。

上述的方法，其特征在于：步驟30222中所述c的取值為0.01～20。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便。

2、本發(fā)明蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)的智能化程度高，工作可靠性高。

3、本發(fā)明蛇形機(jī)器人位姿控制方法的方法步驟簡單，實(shí)現(xiàn)方便，位姿控制的實(shí)時(shí)性好。

4、本發(fā)明的蛇形機(jī)器人位姿控制方法，采用了專家系統(tǒng)的方法、極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法和粒子群算法，三種方法相互結(jié)合應(yīng)用，能夠?qū)ι咝螜C(jī)器人位姿進(jìn)行精確控制，從而使蛇形機(jī)器人更好地實(shí)現(xiàn)避障和越障的功能，提高了蛇形機(jī)器人對路面的適應(yīng)能力。

5、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便，能夠使蛇形機(jī)器人更好地實(shí)現(xiàn)避障和越障的功能，提高了蛇形機(jī)器人對路面的適應(yīng)能力，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)的電路原理框圖。

圖3為本發(fā)明蛇形機(jī)器人位姿控制方法的方法流程框圖。

圖4為本發(fā)明第一垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的左視圖。

圖6位本發(fā)明第一水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明第二垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7的左視圖。

圖9位本發(fā)明第二水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明第三垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為圖10的左視圖。

圖12位本發(fā)明第三水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明第四垂直方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為圖13的左視圖。

圖15位本發(fā)明第四水平方向舵機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為本發(fā)明第一連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為本發(fā)明第一舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18為本發(fā)明第二連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖19為本發(fā)明第二舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖20為本發(fā)明第三連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖21為本發(fā)明第三舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖22為本發(fā)明第四連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖23為本發(fā)明第四舵機(jī)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖24為本發(fā)明第五連接底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖25為本發(fā)明第一葉片輪、第二葉片輪、第三葉片輪、第四葉片輪、第五葉片輪、第六葉片輪、第七葉片輪、第八葉片輪、第九葉片輪和第十葉片輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖26為本發(fā)明彈簧葉片的立體圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的蛇形機(jī)器人位姿控制系統(tǒng)，如圖1所示，所述蛇形機(jī)器人包括從前到后依次設(shè)置的第一單元模塊1、第二單元模塊2、第三單元模塊3、第四單元模塊4和第五單元模塊5，所述第一單元模塊1包括第一連接板44以及分別設(shè)置在第一連接板44左右兩側(cè)的第一葉片輪34和第二葉片輪35，所述第一連接板44上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第一葉片輪34轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)20，所述第一連接板44上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第二葉片輪35轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)21，所述第一連接板44上后側(cè)設(shè)置有第一垂直方向舵機(jī)6，所述第一葉片輪34與第一電機(jī)20的輸出軸連接，所述第二葉片輪35與第二電機(jī)21的輸出軸連接；所述第二單元模塊2包括第二連接板45以及分別設(shè)置在第二連接板45左右兩側(cè)的第三葉片輪36和第四葉片輪37，所述第二連接板45上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第三葉片輪36轉(zhuǎn)動(dòng)的第三電機(jī)22，所述第二連接板45上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第四葉片輪37轉(zhuǎn)動(dòng)的第四電機(jī)23，所述第二連接板45上前側(cè)設(shè)置有第一水平方向舵機(jī)7，所述第二連接板45上后側(cè)設(shè)置有第二垂直方向舵機(jī)8，所述第三葉片輪36與第三電機(jī)22的輸出軸連接，所述第四葉片輪37與第四電機(jī)23的輸出軸連接；所述第三單元模塊3包括第三連接板46以及分別設(shè)置在第三連接板46左右兩側(cè)的第五葉片輪38和第六葉片輪39，所述第三連接板46上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第五葉片輪38轉(zhuǎn)動(dòng)的第五電機(jī)24，所述第三連接板46上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第六葉片輪39轉(zhuǎn)動(dòng)的第六電機(jī)25，所述第三連接板46上前側(cè)設(shè)置有第二水平方向舵機(jī)9，所述第三連接板46上后側(cè)設(shè)置有第三垂直方向舵機(jī)10，所述第五葉片輪38與第五電機(jī)24的輸出軸連接，所述第六葉片輪39與第六電機(jī)25的輸出軸連接；所述第四單元模塊4包括第四連接板47以及分別設(shè)置在第四連接板47左右兩側(cè)的第七葉片輪40和第八葉片輪41，所述第四連接板47上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第七葉片輪40轉(zhuǎn)動(dòng)的第七電機(jī)26，所述第四連接板47上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第八葉片輪41轉(zhuǎn)動(dòng)的第八電機(jī)27，所述第四連接板47上前側(cè)設(shè)置有第三水平方向舵機(jī)11，所述第四連接板47上后側(cè)設(shè)置有第四垂直方向舵機(jī)12，所述第七葉片輪40與第七電機(jī)26的輸出軸連接，所述第八葉片輪41與第八電機(jī)27的輸出軸連接；所述第五單元模塊5包括第五連接板48以及分別設(shè)置在第五連接板48左右兩側(cè)的第九葉片輪42和第十葉片輪43，所述第五連接板48上左側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第九葉片輪42轉(zhuǎn)動(dòng)的第九電機(jī)28，所述第五連接板48上右側(cè)設(shè)置有用于帶動(dòng)第十葉片輪43轉(zhuǎn)動(dòng)的第十電機(jī)29，所述第五連接板48上前側(cè)設(shè)置有第四水平方向舵機(jī)13，所述第九葉片輪42與第九電機(jī)28的輸出軸連接，所述第十葉片輪43與第十電機(jī)29的輸出軸連接；所述第一連接板44通過第一正交關(guān)節(jié)49與第二連接板45連接，所述第二連接板45通過第二正交關(guān)節(jié)50與第三連接板46連接，所述第三連接板46通過第三正交關(guān)節(jié)51與第四連接板47連接，所述第四連接板47通過第四正交關(guān)節(jié)52與第五連接板48連接，所述第二垂直方向舵機(jī)8和第二水平方向舵機(jī)9之間連接有第一速度舵機(jī)15，所述第三垂直方向舵機(jī)10和第三水平方向舵機(jī)11之間連接有第二速度舵機(jī)14；如圖2所示，所述蛇形機(jī)器人避障行走控制系統(tǒng)包括主控制器30和電源模塊31，以及與主控制器30相接的usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32和通過通信模塊56與主控制器30相接的上位計(jì)算機(jī)60；所述主控制器30的輸入端接有避障模塊33和夜視攝像頭19，所述避障模塊33的輸入端接有障礙物檢測單元，所述障礙物檢測單元包括第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18；所述避障模塊33、第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18，以及第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10、第四垂直方向舵機(jī)12、第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11、第四水平方向舵機(jī)13、第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14的電源線均與電源模塊31的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13的電源線均與電源模塊31的輸出端連接；所述第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13的信號線均與usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32連接，所述第一電機(jī)20、第三電機(jī)22、第五電機(jī)24、第七電機(jī)26和第九電機(jī)28的電源線均與第二速度舵機(jī)14的電源線連接，第二電機(jī)21、第四電機(jī)23、第六電機(jī)25、第八電機(jī)27和第十電機(jī)29的電源線均與第一速度舵機(jī)15的電源線連接。具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，所述夜視攝像頭19安裝在第一連接板44的正前端，所述第一超聲波傳感器16和第二超聲波傳感器17安裝在第一連接板44的前端且分別位于夜視攝像頭19的左右兩側(cè)，所述紅外傳感器18安裝在第一連接板44上前側(cè)。所述第一電機(jī)20、第二電機(jī)21、第三電機(jī)22、第四電機(jī)23、第五電機(jī)24、第六電機(jī)25、第七電機(jī)26、第八電機(jī)27、第九電機(jī)28和第十電機(jī)29均為直流減速電機(jī)。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一速度舵機(jī)15可以安裝在第二連接板45或第三連接板46上，所述第二速度舵機(jī)14可以安裝在第三連接板46或第四連接板47上；

所述第二單元模塊2、第三單元模塊3和第四單元模塊4的結(jié)構(gòu)相同，均包括一個(gè)垂直方向舵機(jī)，一個(gè)水平方向舵機(jī)，兩個(gè)電機(jī)和兩個(gè)葉片輪。本發(fā)明中這樣的單元模塊是三個(gè)，具體實(shí)施時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際情況，添加這樣的單元模塊，構(gòu)成蛇形機(jī)器人長度更長的蛇形機(jī)器人。通過usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32，實(shí)現(xiàn)了第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14，第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12，以及第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13與主控制器30的連接。

所述第二速度舵機(jī)14用來驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人左側(cè)的電機(jī)，進(jìn)而控制蛇形機(jī)器人左側(cè)的葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一速度舵機(jī)15用來驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人右側(cè)的電機(jī)，進(jìn)而控制蛇形機(jī)器人右側(cè)的葉片輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體實(shí)施時(shí)，夜視攝像頭19可以設(shè)置為夜間模式和一般模式。

本實(shí)施例中，所述主控制器30為vensmile迷你pc機(jī)。

本實(shí)施例中，所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32的型號為robotisusb2dynamixel，所述usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32與主控制器30的usb接口連接；所述通信模塊56為無線路由器。

本實(shí)施例中，所述避障模塊33的型號為arduinounor3，所述避障模塊33與主控制器30的usb接口連接；所述夜視攝像頭19為1080p廣角紅外夜視攝像頭，所述夜視攝像頭19與主控制器30的usb接口連接。

本實(shí)施例中，所述電源模塊31包括12.6v的li-po充電電池和4.5v的無汞堿性電池，所述避障模塊33、第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18的電源線均與4.5v的無汞堿性電池的輸出端連接，所述第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8、第三垂直方向舵機(jī)10、第四垂直方向舵機(jī)12、第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11、第四水平方向舵機(jī)13、第一速度舵機(jī)15和第二速度舵機(jī)14的電源線均與12.6v的li-po充電電池的輸出端連接。

所述vensmile迷你pc機(jī)自帶電源，所述夜視攝像頭19和usb-rs232轉(zhuǎn)換模塊32與主控制器30的usb接口連接后，通過usb接口供電；所述通信模塊56通過220v交流電供電。通過無線路由器組建局域網(wǎng)，利用局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制軟件ultravnc能夠完成上位計(jì)算機(jī)60與主控制器30之間的通信。

本實(shí)施例中，所述第一正交關(guān)節(jié)49包括用于安裝第一垂直方向舵機(jī)6的第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1和用于安裝第一水平方向舵機(jī)7的第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2，如圖4和圖5所示，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12和四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13，四個(gè)第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13分布在一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12周圍，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-14；如圖6所示，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11相配合的第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22和四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23，四個(gè)第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23分布在一個(gè)第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22周圍，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-24；所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的開口朝向第一連接板44設(shè)置，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的開口朝向第二連接板45設(shè)置，所述第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板49-1的橫梁部分和第一水平方向舵機(jī)安裝板49-2的橫梁部分通過穿過第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11和第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第一垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔49-12和第一水平方向舵機(jī)舵盤外露孔49-22，以及第一垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-14和第一水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔49-24的直徑均為8mm，所述第一垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔49-11和第一垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-13，以及第一水平方向舵機(jī)安裝板連接孔49-21和第一水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔49-23的直徑均為2.1mm；

所述第二正交關(guān)節(jié)50包括用于安裝第二垂直方向舵機(jī)8的第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1和用于安裝第二水平方向舵機(jī)9的第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2，如圖7和圖8所示，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12和四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13，四個(gè)第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13分布在一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12周圍，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-14；如圖9所示，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11相配合的第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22和四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23，四個(gè)第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23分布在一個(gè)第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22周圍，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-24；所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的開口朝向第二連接板45設(shè)置，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的開口朝向第三連接板46設(shè)置，所述第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板50-1的橫梁部分和第二水平方向舵機(jī)安裝板50-2的橫梁部分通過穿過第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11和第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第二垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔50-12和第二水平方向舵機(jī)舵盤外露孔50-22，以及第二垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-14和第二水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔50-24的直徑均為8mm，所述第二垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔50-11和第二垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-13，以及第二水平方向舵機(jī)安裝板連接孔50-21和第二水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔50-23的直徑均為2.1mm；

所述第三正交關(guān)節(jié)51包括用于安裝第三垂直方向舵機(jī)10的第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1和用于安裝第三水平方向舵機(jī)11的第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2，如圖10和圖11所示，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12和四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13，四個(gè)第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13分布在一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12周圍，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-14；如圖12所示，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11相配合的第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22和四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23，四個(gè)第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23分布在一個(gè)第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22周圍，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-24；所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的開口朝向第三連接板46設(shè)置，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的開口朝向第四連接板47設(shè)置，所述第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板51-1的橫梁部分和第三水平方向舵機(jī)安裝板51-2的橫梁部分通過穿過第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11和第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21的螺絲固定連接；具體實(shí)施時(shí)，所述第三垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔51-12和第三水平方向舵機(jī)舵盤外露孔51-22，以及第三垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-14和第三水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔51-24的直徑均為8mm，所述第三垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔51-11和第三垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-13，以及第三水平方向舵機(jī)安裝板連接孔51-21和第三水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔51-23的直徑均為2.1mm；

所述第四正交關(guān)節(jié)52包括用于安裝第四垂直方向舵機(jī)12的第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1和用于安裝第四水平方向舵機(jī)13的第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2，如圖13和圖14所示，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上傾斜凸起部分，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12和四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13，四個(gè)第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13分布在一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12周圍，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的右側(cè)向上傾斜凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-14；如圖15所示，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上豎直凸起部分，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的橫梁部分設(shè)置有四個(gè)與第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11相配合的第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的左側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22和四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23，四個(gè)第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23分布在一個(gè)第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22周圍，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的右側(cè)向上豎直凸起部分設(shè)置有一個(gè)第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-24；所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的開口朝向第四連接板47設(shè)置，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的左側(cè)向上傾斜凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的左側(cè)，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的開口朝向第五連接板48設(shè)置，所述第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的左側(cè)向上豎直凸起部分位于所述蛇形機(jī)器人的底部，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板52-1的橫梁部分和第四水平方向舵機(jī)安裝板52-2的橫梁部分通過穿過第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11和第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21的螺絲固定連接。具體實(shí)施時(shí)，所述第四垂直方向舵機(jī)舵盤外露孔52-12和第四水平方向舵機(jī)舵盤外露孔52-22，以及第四垂直方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-14和第四水平方向舵機(jī)右側(cè)安裝孔52-24的直徑均為8mm，所述第四垂直方向舵機(jī)安裝板連接孔52-11和第四垂直方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-13，以及第四水平方向舵機(jī)安裝板連接孔52-21和第四水平方向舵機(jī)左側(cè)安裝孔52-23的直徑均為2.1mm。

所述第一正交關(guān)節(jié)49、第二正交關(guān)節(jié)50、第三正交關(guān)節(jié)51和第四正交關(guān)節(jié)52具有相同的結(jié)構(gòu)，即通過一個(gè)垂直方向舵機(jī)安裝板和一個(gè)水平方向舵機(jī)安裝板將前一個(gè)單元模塊后側(cè)的垂直方向舵機(jī)與后一個(gè)單元模塊前側(cè)的水平方向舵機(jī)連接。垂直方向舵機(jī)安裝板與垂直方向舵機(jī)連接，負(fù)責(zé)蛇形機(jī)器人抬頭、躬身的越障變形姿態(tài)；水平方向舵機(jī)安裝板與水平方向舵機(jī)連接，負(fù)責(zé)蛇形機(jī)器人轉(zhuǎn)彎、蜿蜒的避障功能。

本實(shí)施例中，如圖16和圖17所示，所述第一連接板44包括八邊形的第一連接底板44-1和連接在第一連接底板44-1后側(cè)且用于連接第一垂直方向舵機(jī)6的第一舵機(jī)連接板44-2，所述第一連接板44的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一電機(jī)20的第一電機(jī)連接孔44-11，所述第一連接板44的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二電機(jī)21的第二電機(jī)連接孔44-12，所述第一連接底板44-1的前端設(shè)置有用于連接夜視攝像頭19的夜視攝像頭連接板44-14，所述夜視攝像頭連接板44-14上設(shè)置有夜視攝像頭連接孔44-15，所述第一連接底板44-1的前側(cè)設(shè)置有紅外傳感器連接孔44-16和兩個(gè)分別位于紅外傳感器連接孔44-16左右兩側(cè)且分別用于連接第一超聲波傳感器16和第二超聲波傳感器17的超聲波傳感器連接孔44-17，所述第一連接底板44-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第一舵機(jī)連接板44-2的第一舵機(jī)連接板連接孔44-13；所述第一舵機(jī)連接板44-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第一舵機(jī)連接板44-2的橫梁部分設(shè)置有與第一舵機(jī)連接板連接孔44-13相配合的第二舵機(jī)連接板連接孔44-21，所述第一舵機(jī)連接板44-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第一垂直方向舵機(jī)6的第一垂直方向舵機(jī)連接孔44-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第一連接底板44-1的上下兩邊長均為40mm，左右兩邊長均為38mm，其余四邊長均為26.9mm；所述第一電機(jī)連接孔44-11和第二電機(jī)連接孔44-12的直徑均為2.1mm，所述第一舵機(jī)連接板連接孔44-13、第二舵機(jī)連接板連接孔44-21、和第一垂直方向舵機(jī)連接孔44-22的直徑均為2.1mm；

如圖18和圖19所示，所述第二連接板45包括八邊形的第二連接底板45-1和連接在第二連接底板45-1后側(cè)且用于連接第二垂直方向舵機(jī)8的第二舵機(jī)連接板45-2，所述第二連接底板45-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三電機(jī)22的第三電機(jī)連接孔45-11，所述第二連接底板45-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四電機(jī)23的第四電機(jī)連接孔45-12，所述第二連接底板45-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第一水平方向舵機(jī)7的第一水平方向舵機(jī)連接孔45-14，所述第二連接底板45-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第二舵機(jī)連接板45-2的第三舵機(jī)連接板連接孔45-13；所述第二舵機(jī)連接板45-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第二舵機(jī)連接板45-2的橫梁部分設(shè)置有與第三舵機(jī)連接板連接孔45-13相配合的第四舵機(jī)連接板連接孔45-21，所述第二舵機(jī)連接板45-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第二垂直方向舵機(jī)8的第二垂直方向舵機(jī)連接孔45-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第二連接底板45-1的上下兩邊長均為40mm，左右兩邊長均為38mm，其余四邊長均為26.9mm；所述第三電機(jī)連接孔45-11和第四電機(jī)連接孔45-12的直徑均為2.1mm，所述第三舵機(jī)連接板連接孔45-13、第四舵機(jī)連接板連接孔45-21、第一水平方向舵機(jī)連接孔45-14和第二垂直方向舵機(jī)連接孔45-22的直徑均為2.1mm；

如圖20和圖21所示，所述第三連接板46包括八邊形的第三連接底板46-1和連接在第三連接底板46-1后側(cè)且用于連接第三垂直方向舵機(jī)10的第三舵機(jī)連接板46-2，所述第三連接底板46-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第五電機(jī)24的第五電機(jī)連接孔46-11，所述第三連接底板46-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第六電機(jī)25的第六電機(jī)連接孔46-12，所述第三連接底板46-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第二水平方向舵機(jī)9的第二水平方向舵機(jī)連接孔46-14；所述第三連接底板46-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第三舵機(jī)連接板46-2的第五舵機(jī)連接板連接孔46-13；所述第三舵機(jī)連接板46-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第三舵機(jī)連接板46-2的橫梁部分設(shè)置有與第五舵機(jī)連接板連接孔46-13相配合的第六舵機(jī)連接板連接孔46-21，所述第三舵機(jī)連接板46-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第三垂直方向舵機(jī)10的第三垂直方向舵機(jī)連接孔46-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第三連接底板46-1的上下兩邊長均為40mm，左右兩邊長均為38mm，其余四邊長均為26.9mm；所述第五電機(jī)連接孔46-11和第六電機(jī)連接孔46-12的直徑均為2.1mm，所述第五舵機(jī)連接板連接孔46-13、第六舵機(jī)連接板連接孔46-21、第二水平方向舵機(jī)連接孔46-14和第三垂直方向舵機(jī)連接孔46-22的直徑均為2.1mm；

如圖22和圖23所示，所述第四連接板47包括八邊形的第四連接底板47-1和連接在第四連接底板47-1后側(cè)且用于連接第四垂直方向舵機(jī)12的第四舵機(jī)連接板47-2，所述第四連接底板47-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第七電機(jī)26的第七電機(jī)連接孔47-11，所述第四連接底板47-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第八電機(jī)27的第八電機(jī)連接孔47-12，所述第四連接底板47-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第三水平方向舵機(jī)11的第三水平方向舵機(jī)連接孔47-14；所述第四連接底板47-1的后側(cè)設(shè)置有六個(gè)用于連接第四舵機(jī)連接板47-2的第七舵機(jī)連接板連接孔47-13；所述第四舵機(jī)連接板47-2包括橫梁部分和設(shè)置在橫梁部分左右兩側(cè)的向上凸起部分，所述第四舵機(jī)連接板47-2的橫梁部分設(shè)置有與第七舵機(jī)連接板連接孔47-13相配合的第八舵機(jī)連接板連接孔47-21，所述第四舵機(jī)連接板47-2的兩側(cè)向上凸起部分各設(shè)置有兩個(gè)用于連接第四垂直方向舵機(jī)12的第四垂直方向舵機(jī)連接孔47-22；具體實(shí)施時(shí)，所述第四連接底板47-1的上下兩邊長均為40mm，左右兩邊長均為38mm，其余四邊長均為26.9mm；所述第七電機(jī)連接孔47-11和第八電機(jī)連接孔47-12的直徑均為2.1mm，所述第七舵機(jī)連接板連接孔47-13、第八舵機(jī)連接板連接孔47-21、第三水平方向舵機(jī)連接孔47-14和第四垂直方向舵機(jī)連接孔47-22的直徑均為2.1mm；

如圖24所示，所述第五連接板48包括八邊形的第五連接底板48-1，所述第五連接底板48-1的左側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第九電機(jī)28的第九電機(jī)連接孔48-11，所述第五連接底板48-1的右側(cè)設(shè)置有兩個(gè)用于連接第十電機(jī)29的第十電機(jī)連接孔48-12，所述第五連接底板48-1的前側(cè)設(shè)置有四個(gè)用于連接第四水平方向舵機(jī)13的第三水平方向舵機(jī)連接孔48-13。具體實(shí)施時(shí)，所述第五連接底板48-1的上下兩邊長均為40mm，左右兩邊長均為38mm，其余四邊長均為26.9mm；所述第九電機(jī)連接孔48-11和第十電機(jī)連接孔48-12的直徑均為2.1mm，所述第三水平方向舵機(jī)連接孔48-13的直徑均為2.1mm。

所述第二連接板45、第三連接板46和第四連接板47的結(jié)構(gòu)相同。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一速度舵機(jī)15可以安裝在第二連接底板45-1的中間位置處或第三連接底板46-1的中間位置處，所述第二速度舵機(jī)14可以安裝在第三連接底板46-1的中間位置處或第四連接底板47-1的中間位置處。

本實(shí)施例中，如圖25和圖26所示，所述第一葉片輪34、第二葉片輪35、第三葉片輪36、第四葉片輪37、第五葉片輪38、第六葉片輪39、第七葉片輪40、第八葉片輪41、第九葉片輪42和第十葉片輪43的結(jié)構(gòu)相同且均包括內(nèi)圓箍61和連接在內(nèi)圓箍61上且伸出內(nèi)圓箍61外部的三個(gè)彈簧葉片62，所述內(nèi)圓箍61的中心位置處設(shè)置有軸孔63，所述內(nèi)圓箍61的圓周上相互間隔120°設(shè)置有三個(gè)卡槽64，三個(gè)彈簧葉片62與內(nèi)圓箍61連接的一端分別卡合連接在三個(gè)卡槽64內(nèi)，所述彈簧葉片62伸出內(nèi)圓箍61外部的一端端部為弧形彎曲部62-1，三個(gè)彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲方向相同，所述內(nèi)圓箍61上徑向設(shè)置有與軸孔63相連通的結(jié)構(gòu)縫65；所述內(nèi)圓箍61的中心位置處設(shè)置有圓形凸起61-1，所述軸孔63設(shè)置在圓形凸起61-1的中心位置處；所述內(nèi)圓箍61靠近外圓周的位置處設(shè)置有圓環(huán)形凸起61-2，所述內(nèi)圓箍61上徑向均勻設(shè)置有多個(gè)位于圓環(huán)形凸起61-2的外圈外部的矩形凸起61-3。具體實(shí)施時(shí)，所述彈簧葉片62卡合連接在卡槽64內(nèi)后再通過膠與內(nèi)圓箍61粘接，所述內(nèi)圓箍61的直徑為20mm，所述彈簧葉片62的長度為40mm，寬度為8mm；所述軸孔63的形狀為d形，所述軸孔63的圓弧邊的直徑為2.5mm；所述彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲角度為150°。將軸孔63設(shè)計(jì)為d形，是為了與電機(jī)的d形輸出軸相配合。

在內(nèi)圓箍61上連接彈簧葉片62時(shí)，將多個(gè)彈簧葉片62的弧形彎曲部62-1的彎曲方向設(shè)置為相同方向，這樣的葉片輪應(yīng)用在蛇形機(jī)器人上后，一方面能夠防止蛇形機(jī)器人前進(jìn)時(shí)將雜物卷起卡住葉片輪，另一方面在蛇形機(jī)器人翻越障礙物時(shí)，彈簧葉片62能夠起到掛鉤的作用。通過設(shè)置結(jié)構(gòu)縫65，避免了由于熱脹冷縮造成的電機(jī)的輸出軸不易安裝到軸孔63中的現(xiàn)象發(fā)生。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一電機(jī)20的輸出軸連接在第一葉片輪34的軸孔63內(nèi)，所述第二電機(jī)21的輸出軸連接在第二葉片輪35的軸孔63內(nèi)，所述第三電機(jī)22的輸出軸連接在第三葉片輪36的軸孔63內(nèi)，所述第四電機(jī)23的輸出軸連接在第四葉片輪37的軸孔63內(nèi)，所述第五電機(jī)24的輸出軸連接在第五葉片輪38的軸孔63內(nèi)，所述第六電機(jī)25的輸出軸連接在第六葉片輪39的軸孔63內(nèi)，所述第七電機(jī)26的輸出軸連接在第七葉片輪40的軸孔63內(nèi)，所述第八電機(jī)27的輸出軸連接在第八葉片輪41的軸孔63內(nèi)，所述第九電機(jī)28的輸出軸連接在第九葉片輪42的軸孔63內(nèi)，所述第十電機(jī)29的輸出軸連接在第十葉片輪43的軸孔63內(nèi)。

本發(fā)明的蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制方法，包括以下步驟：

步驟一、數(shù)據(jù)采集及傳輸：蛇形機(jī)器人開始行走后，所述夜視攝像頭19實(shí)時(shí)拍攝蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像，并將拍攝到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像傳輸給主控制器30，主控制器30再通過通信模塊56將其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像傳輸給上位計(jì)算機(jī)60，上位計(jì)算機(jī)60實(shí)時(shí)顯示蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像；同時(shí)，第一超聲波傳感器16、第二超聲波傳感器17和紅外傳感器18對蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并將檢測到的信號傳輸給避障模塊33，避障模塊33再將其接收到的信號實(shí)時(shí)傳輸給主控制器30；

步驟二、數(shù)據(jù)分析處理：所述主控制器30對其接收到的避障模塊33輸出的信號進(jìn)行分析處理，判斷出蛇形機(jī)器人行走前方是否有障礙物；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方?jīng)]有障礙物時(shí)，所述主控制器30不發(fā)出改變蛇形機(jī)器人位姿的控制信號，所述蛇形機(jī)器人繼續(xù)行走；當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方有障礙物時(shí)，所述主控制器30調(diào)用canny算法邊緣檢測模塊對其接收到的蛇形機(jī)器人行走的環(huán)境圖像進(jìn)行邊緣檢測處理，得到蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度h；

步驟三、蛇形機(jī)器人位姿控制：所述主控制器30將蛇形機(jī)器人行走前方障礙物的高度h與蛇形機(jī)器人越障與避障的障礙物高度閾值12cm相比較，當(dāng)h≤12cm時(shí)，所述主控制器30制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則并根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，使蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障行駛；當(dāng)h＞12cm時(shí)，所述主控制器30輸出控制信號給第一水平方向舵機(jī)7、第二水平方向舵機(jī)9、第三水平方向舵機(jī)11和第四水平方向舵機(jī)13，使蛇形機(jī)器人繞開障礙物前行；

其中，所述主控制器30制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則并根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，使蛇形機(jī)器人進(jìn)行越障行駛的具體過程為：

步驟301、所述主控制器30制定蛇形機(jī)器人位姿控制專家規(guī)則：

規(guī)則一、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為h≤5cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角為15°，并使第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

規(guī)則二、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為5cm＜h≤8cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角為35°，并使第三垂直方向舵機(jī)10和第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

規(guī)則三、當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h的取值為8cm＜h≤12cm時(shí)，主控制器30輸出控制信號，使第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角為45°，第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角為45°，第三垂直方向舵機(jī)10的俯仰角為25°，并使第四垂直方向舵機(jī)12同步前行翻越障礙物；

步驟302、所述主控制器30根據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法輸出對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制的控制信號，具體過程為：

步驟3021、所述主控制器30定義步驟301中制定的規(guī)則一中的舵機(jī)角度為θ1＝[θ11,θ12,θ13]^t，其中，θ11為第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角且θ11＝45°，θ12為第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角且θ12＝15°，θ13為第三垂直方向舵機(jī)10的俯仰角且θ13＝0°；定義步驟301中制定的規(guī)則二中的舵機(jī)角度為θ2＝[θ21,θ22,θ23]^t，其中，θ21為第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角且θ21＝45°，θ22為第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角且θ22＝35°，θ23為第三垂直方向舵機(jī)10的俯仰角且θ23＝0°；定義步驟301中制定的規(guī)則三中的舵機(jī)角度為θ3＝[θ31,θ32,θ33]^t，其中，θ31為第一垂直方向舵機(jī)6的俯仰角且θ31＝45°，θ32為第二垂直方向舵機(jī)8的俯仰角且θ32＝45°，θ33為第三垂直方向舵機(jī)10的俯仰角且θ33＝25°；

步驟3022、所述主控制器30將θi＝[θi1,θi2,θi3]^t，i＝1,2,3輸入預(yù)先建立并訓(xùn)練好的模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)中，得出極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出，極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出即為主控制器30對蛇形機(jī)器人位姿進(jìn)行控制時(shí)，控制第一垂直方向舵機(jī)6的實(shí)際俯仰角、控制第二垂直方向舵機(jī)8的實(shí)際俯仰角和控制第三垂直方向舵機(jī)10的實(shí)際俯仰角；

其中，預(yù)先建立并訓(xùn)練模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)的具體過程為：

步驟30221、產(chǎn)生訓(xùn)練樣本集：當(dāng)蛇形機(jī)器人行走前方的障礙物高度h為步驟301中制定的規(guī)則一、規(guī)則二和規(guī)則三中三種不同高度時(shí)，隨機(jī)選取10組蛇形機(jī)器人在越障時(shí)第一垂直方向舵機(jī)6、第二垂直方向舵機(jī)8和第三垂直方向舵機(jī)10的角度θi＝[θi1,θi2,θi3]^t,i＝1,2,3，作為極限學(xué)習(xí)機(jī)的訓(xùn)練樣本集；

步驟30222、建立極限學(xué)習(xí)機(jī)：以θi＝[θi1,θi2,θ3i]^t,i＝1,2,3作為極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸入神經(jīng)元，輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為3個(gè)；以第一垂直方向舵機(jī)6的實(shí)際俯仰角f(θ1)、第二垂直方向舵機(jī)8的實(shí)際俯仰角f(θ2)和第三垂直方向舵機(jī)10的實(shí)際俯仰角f(θ3)為極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出，定義f(θ)＝[f(θ1)f(θ2)f(θ3)]^t，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1個(gè)，隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)為6個(gè)，建立模型為3-6-1網(wǎng)絡(luò)的極限學(xué)習(xí)機(jī)；極限學(xué)習(xí)機(jī)的輸出方程為hj(θi)為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)關(guān)于θi的輸出向量且e為自然常數(shù)，p為極限學(xué)習(xí)機(jī)隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)，qj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的輸入且aj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)和輸入層之間的連接權(quán)值，bj為第j個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的閾值；h為3×6維隱層輸出矩陣且h＝[h(θ1)h(θ2)h(θ3)]^t，h(θi)為隱層關(guān)于θi的輸出向量且h(θi)＝[h1(θi),h2(θi),…,h6(θi)]；c為δθi對應(yīng)的懲罰因子，δθi為極限學(xué)習(xí)機(jī)輸出的實(shí)際俯仰角與極限學(xué)習(xí)機(jī)的期望輸出俯仰角之間的差值；y為極限學(xué)習(xí)機(jī)的期望輸出俯仰角且y＝[y1y2y3]^t，當(dāng)h≤5cm時(shí)，y1為45°，y2為15°，y3為0°；當(dāng)5cm＜h≤8cm時(shí)，y1為45°，y2為35°，y3為0°；當(dāng)8cm＜h≤12cm時(shí)，y1為45°，y2為45°，y3為25°；

本實(shí)施例中，步驟30222中所述c的取值為0.01～20。

步驟30223、訓(xùn)練極限學(xué)習(xí)機(jī)：采用步驟30221中的訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練極限學(xué)習(xí)機(jī)，且在進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，采用粒子群算法尋找極限學(xué)習(xí)機(jī)隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解，并最終使極限學(xué)習(xí)機(jī)輸出的實(shí)際俯仰角與期望輸出俯仰角之間的差值趨近于0；在尋找p的最優(yōu)解時(shí)，粒子通過跟蹤兩個(gè)最優(yōu)值更新自己，一是粒子本身所找到的最優(yōu)解，另一個(gè)是整個(gè)種群目前找到的最優(yōu)解，采用的公式為：

其中，η表示一個(gè)粒子，xη(t)表示粒子在t時(shí)刻的位置，對應(yīng)t時(shí)刻隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解；xη(t+1)表示粒子在t+1時(shí)刻的位置，對應(yīng)t+1時(shí)刻隱層輸出矩陣的權(quán)系數(shù)p的最優(yōu)解；vη(t)表示粒子在t時(shí)刻的速度，vη(t+1)表示粒子在t+1時(shí)刻的速度，表示粒子的歷史最好位置，表示整個(gè)種群目前找到的最好位置，ω為慣性系數(shù)且0＜ω＜1，c1和c2均為學(xué)習(xí)因子且取值均為非負(fù)實(shí)數(shù)，r1和r2均為均勻分布在(0,1)區(qū)間上的隨機(jī)數(shù)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。