[發明專利]一種四足機器人平臺

有效

• 申請號: 201610538365.9
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106005089B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 張小俊;丁國帥;史延雷;張明路
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群

1.一種四足機器人平臺，該平臺包括機身模塊和腿模塊，其特征在于所述的腿模塊為平面五桿機構柔性腿，該柔性腿包括俯仰驅動關節模塊、連桿機構模塊和足尖模塊；所述連桿機構一端連接俯仰驅動關節模塊，另一端連接足尖模塊；

所述俯仰驅動關節模塊、包括變剛度主動柔性關節、驅動電機、諧波減速器、同步帶、諧波減速器及其驅動電機安裝在同一支撐架上，其中一個諧波減速器集成了變剛度主動柔性關節作為輸出；支撐架左側上部安裝兩個驅動電機，這兩個驅動電機的輸出軸穿過支撐架上對應得軸孔，驅動電機輸出軸在穿過對應軸孔后安裝著同步帶輪；在驅動電機的下方，有兩個諧波減速器對應的安裝在支撐架左側，諧波減速器的輸入軸穿過支撐架上對應的軸孔，諧波減速器輸入軸在穿過對應軸孔以后，安裝有同步帶輪；同步帶安裝在諧波減速器和對應驅動電機的同步帶輪上；在諧波減速器的右側，其中一個安裝著變剛度主動柔性關節；以上支撐架可以視作一個方形的框架結構，左右前后為四塊板材，上下部位為鏤空的，沒有板材之類的覆蓋，以上驅動電機，諧波減速器，變剛度主動柔性關節均安裝在支撐架構成的框架結構內；

所述足尖包括三維力學傳感器，三維力學傳感器支架和足弓；三維力學傳感器下面與三維力學傳感器支架連接，三維力學傳感器支架下面與足弓連接，足弓為對稱結構；所述連桿機構具有A、B、C、D、E、F、G、H、R和I共10個鉸接點，利用所述的10個鉸接點，把各連桿鉸接為一個常規的四桿機構、一個帶有彈簧桿的四桿機構和一個平面五邊形五桿機構；其中，連桿AB、BG、GR和AR構成一個常規的平行四邊形四桿機構；連桿BC、CD、DE和EB構成另一個帶有彈簧桿的平行四邊形四桿機構，其中連桿CD是所述的彈簧桿；依次連接鉸接點A、B、F、H和I的各連桿構成一個平面五邊形五桿機構；鉸接點A、R、I用于把所述連桿機構固定在俯仰驅動關節上；

所述腿模塊采用順向對稱布置于機身模塊的下底板，其中，機身模塊左側兩個腿模塊的結構形式完全相同，右側兩個腿模塊的結構形式也完全相同，左右兩側的腿模塊在結構形式上呈鏡像對稱結構形式。

2.根據權利要求1所述的四足機器人平臺，其特征在于所述機身模塊包括機器人橫擺運動驅動關節、桁架、機身上底板、機身支撐桿以及機身下底板，機身模塊中機器人橫擺運動驅動關節數量為四個，每個機器人橫擺運動驅動關節由一個驅動電機，一個諧波減速器，以及連接二者的同步帶組成，機器人四肢的橫擺運動驅動關節對稱布置在機身上底板的底面，但是各個諧波減速器上均可安裝變剛度主動柔性關節，從而使四足機器人腿部的橫擺運動具有主動可控的剛度控制能力；機身模塊各零部件連接方式為：機身下底板上間隔均布著二十根機身支撐桿，機身支撐桿上連接著機身上底板，這樣機身上底板，機身下底板以及機身支撐桿便構成了“保護籠”，用于安裝機器人的橫擺運動驅動關節以及其他零部件，機身上底板上又連接著桁架，橫擺運動驅動關節對稱安裝在機身上底板，呈左右前后對稱分布。

3.根據權利要求1所述的四足機器人平臺，其特征在于所述機身模塊各零部件連接方式為：機身下底板上間隔均布著機身支撐桿，機身支撐桿上連接著機身上底板，這樣機身上底板，機身下底板以及機身支撐桿便構成了“保護籠”結構，“保護籠”上部為機身上底板，機身上底板上又連接著桁架，機身上底板和桁架視為機身模塊的上層，“保護籠”視為機身模塊的下層，從而構成上下分層結構，橫擺運動驅動關節對稱安裝在機身模塊的下層，連接在機身上底板，呈左右前后對稱分布。

4.根據權利要求2所述的四足機器人平臺，其特征在于所述橫擺運動驅動關節通過橫擺運動驅動關節諧波減速器組件與俯仰運動驅動關節一端的外殼連接，俯仰運動驅動關節另一端上突出的短軸與所述橫擺運動驅動關節軸承支座套裝在一起，這樣的安裝方式保證了俯仰運動驅動關節可以繞著橫擺運動驅動關節諧波減速器組件與橫擺運動驅動關節軸承支座的軸線旋轉。

5.根據權利要求1所述的四足機器人平臺，其特征在于所述足弓系數為0.33，采用彈簧鋼制成。