[實用新型]一種四自由度狹窄足印機器人

有效

• 申請號: 201620315260.2
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN206210245U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 潘楠;孫亞軍;秦野秋;楊敬樹;羿澤光
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種四自由度狹窄足印機器人，屬于機器人技術領域。

背景技術

機器人技術是一門新興的綜合性學科，涉及了機械、電子、計算機、材料、傳感器、控制技術及人工智能等眾多學科，體現了一個國家的智能化和自動化研究水平。雙足機器人是機器人家族中最重要的成員之一，它涉及仿生學、人工智能、機械創新、計算機仿真學、通訊等相關學科，在科研、生產、生活方面的價值都十分突出。雙足機器人具有傳統的輪式、履帶式機器人的無法比擬的優越性，傳統的輪式、履帶式機器人在不平坦的地面工作時，會大增加其能耗，而在松軟地面或者嚴重崎嶇不平的地形上行進時，它們就舉步維艱了，雙足機器人在該地形的推進有獨特的優越性能。雙足機器人對環境的適應能力強，不僅可以在狹窄的空間中工作，還能夠跨越障礙、上下臺階、甚至在不平整地面上運動，這些優勢使其具有更廣闊的應用前景。

在機器人設計的教與學的過程中，還沒有一種有效的教學工具，能形象、直觀地使學生領會競走機器人的工作原理，并同時能提高學生的動手能力、激發學生的創造能力。

發明內容

本實用新型提供了一種四自由度狹窄足印機器人，以用于在機器人設計的教與學的過程中提供具有前后行走、旋轉功能的機器人問題。

本實用新型的技術方案是：一種四自由度狹窄足印機器人，包括軀干部1、左腿結構和右腿結構，所述左腿結構和右腿結構相同，右腿結構包括右腿胯部舵機2、右舵機固定架Ⅰ4、U形架Ⅰ6、右腿腳部舵機8、右舵機固定架Ⅱ10、右腳底板12，左腿結構包括左腿胯部舵機3、左舵機固定架Ⅰ5、U形架Ⅱ7、左腿腳部舵機9、左舵機固定架Ⅱ11、左腳底板13；

所述右腿胯部舵機2、左腿胯部舵機3的輸出軸向上與軀干部1相固定，右腿胯部舵機2、左腿胯部舵機3的殼體分別與右舵機固定架Ⅰ4、左舵機固定架Ⅰ5相固定，U形架Ⅰ6、U形架Ⅱ7開口向下，右舵機固定架Ⅰ4、左舵機固定架Ⅰ5分別與U形架Ⅰ6、U形架Ⅱ7的上面板相固定，右腿腳部舵機8、左腿腳部舵機9的輸出軸分別固定于U形架Ⅰ6、U形架Ⅱ7的側板上，右腿腳部舵機8的殼體通過右舵機固定架Ⅱ10固定于右腳底板12，左腿腳部舵機9的殼體通過左舵機固定架Ⅱ11固定于左腳底板13。

還包括用于控制舵機運行的電路部分，所述電路部分包括電源、單片機、無線串口通信數據模塊以及上位機；電源用于提供電能，單片機產生控制舵機運行的脈沖信號，單片機通過無線串口通信數據模塊與上位機相通訊。

其中，所示的電源用于給各個舵機、單片機的工作提供穩定的電源，單片機發出PWM脈沖信號對舵機的轉動角度進行控制。單片機通過無線串口通信數據模塊與上位機通信，單片機根據接收的上位機的控制指令對舵機的運行進行控制，還可將運行狀態信息上傳至上位機。

本實用新型的工作原理是：

建立空間直角坐標系o-xyz，x軸方向與競走機器人所要行走的正前方相一致，y軸垂直于x軸和z軸所在的平面并指向機器人的右側，z軸方向與競走機器人站立的豎直方向相一致；所述右腿胯部舵機2、左腿胯部舵機3的輸出軸所在的方向均與z軸的方向相一致，右腿腳部舵機8、左腿腳部舵機9的輸出軸所在的方向均與x軸負方向一致。

機器人前進，后退和旋轉具體實施方式如下：