[發明專利]電驅動四足仿生機器人

有效

• 申請號: 201610006541.4
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105667624B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 范永;陳彬
• 申請（專利權）人: 山東優寶特智能機器人有限公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及仿生機器人技術領域，尤其涉及一種電驅動四足仿生機器人。

背景技術

腿足式機器人是移動機器人領域的一個重要分支，與常見的輪式或履帶式移動機器人相比，腿足式機器人具有更好的移動靈活性和復雜地形的適應能力。其中四足機器人相對于單足或雙足機器人運動更加穩定，與六足或更多足的機器人相比結構又更加簡單，因此四足機器人成為了機器人界一個新的研究熱點。

自上世紀60年代后期以來，國內外許多科學家開始研究開發機器人實驗平臺，國外較有代表性的有美國的BigDog、LittleDog和LS3機器人，意大利的HyQ機器人，瑞士的StralETH機器人、日本的Tekken和TITAN系列機器人等，國內則先后有清華大學、哈爾濱工業大學、西北工業大學、上海交通大學、山東大學、國防科技大學等多家單位研制了不同形式的四足機器人并取得了一定的成果。然而上述機器人均針對實驗室研究或特殊任務設計，且造價昂貴。

近年來出現了一批小型商業化的四足機器人，但其結構仿生性差，體態不夠逼真，行走速度慢，動作規劃欠缺，步態穩定性差。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種電驅動四足仿生機器人，前后軀干單獨設計，通過腰部自由度連接，腰部自由度可實現前后軀干的相對俯仰運動，使得整體運動更加協調、穩定。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

電驅動四足仿生機器人，包括驅動機器人運動的電控系統，還包括頭部，所述頭部通過頸部、頭部連桿與前軀干連接，頭部和頸部聯動，所述前軀干與后軀干連接；所述后軀干的后部設有尾部，所述尾部還通過尾部連桿與所述前軀干鉸接，實現尾部與前軀干的聯動；所述前軀干的兩側分別設有前腿，所述后軀干的兩側分別設有后腿；所述后腿的長度長于前腿；所述前軀干的最寬處寬于后軀干的最寬處。

所述前軀干包括依次相接的前軀干前部、前軀干中部和前軀干后部，所述前軀干前部的寬度小于前軀干后部的寬度，所述前軀干后部的寬度小于前軀干中部的寬度。所述后軀干包括依次相接的后軀干前部、后軀干中部和后軀干后部，所述后軀干后部的寬度小于后軀干前部的寬度，所述后軀干前部的寬度小于后軀干中部的寬度。

所述前軀干后部與后軀干前部鉸接，形成腰部。這樣整體是肩寬胯窄，加之腰部的自由度，總體呈現前寬后窄中間細的結構，使得體態更加優美。前后軀干單獨設計，通過腰部自由度連接，腰部自由度可實現前后軀干的相對俯仰運動，使得整體運動更加協調、穩定。

所述前軀干前部與所述頸部的一端和頭部連桿的一端都鉸接，所述頸部的另一端和頭部連桿的另一端都與頭部鉸接。頸部和頭部連桿的兩端分別固定在頭部和前軀干，其四個鉸接點形成四個自由度的封閉四邊形，由頸部與前軀干連接處的主動自由度實現頭頸聯動效果。頭部連桿機構的優點是：可以保證在調節頭部傳感器相對位置時，不改變傳感器相對軀干的姿態，保證測量場相對于軀干的有效范圍。

所述尾部的兩端中的一端設有上下兩個鉸接點，所述后軀干后部與所述尾部的上鉸接點鉸接，所述尾部的下鉸接點與所述尾部連桿的一端鉸接，所述尾部連桿的另一端與所述前軀干后部鉸接。尾部通過尾部連桿與腰部自由度聯動。尾部連桿的兩端分別鉸接在前軀干后部和尾部，加之尾部與后軀干的鉸接點和腰部的鉸接點，形成四個自由度的封閉四邊形，由腰部主動自由度實現尾部的聯動效果。可根據頭部的前后移動，而由腰部帶動尾部的相對移動，從而在體型運動及調整過程中保持整體質心穩定。

所述前腿包括肩部橫擺關節，所述肩部橫擺關節的上端鉸接前軀干，下端通過肩部俯仰關節鉸接第一前臂，所述第一前臂通過肘部俯仰關節鉸接第二前臂，所述第二前臂通過腕關節鉸接前腳趾，所述第二前臂與前腳趾之間連接彈性減振體。

所述后腿包括髖部橫擺關節，所述髖部橫擺關節的上端鉸接后軀干，下端通過髖膝俯仰關節鉸接第一后臂，所述第一后臂通過踝關節鉸接第二后臂，所述第二后臂通過指關節鉸接后腳趾，所述第二后臂與后腳趾之間連接彈性減振體。