[發明專利]一種四足機器人

在審

• 申請號: 201810184666.5
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108297965A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張伏;王亞飛;陳新輝;鄭莉敏;馬田樂;陳天華;陳自均;徐銳良;王甲甲;付三玲
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 陳佳麗

1.一種四足機器人，其特征在于：包括四條機械腿（1）、機架（2）、設置于機架（2）上的重心偏移調節機構（3）以及控制系統，所述四條機械腿（1）設置于機架（2）的底部，所述的重心偏移調節機構（3）包括橫截面為方形的機構框架（4），設機構框架任一相對的兩條邊長度所在方向為X方向，另外相對的兩條邊長度所在方向為Y方向，垂直于X和Y所在平面的為Z方向，沿機構框架（4）X方向的兩條邊分別設有X方向絲桿Ⅰ（5）和X方向絲桿Ⅱ（6），沿機構框架Y方向的兩條邊分別設有Y方向光軸Ⅰ（7）和Y方向絲桿（8），X方向絲桿Ⅰ（5）、X方向絲桿Ⅱ（6）、Y方向光軸Ⅰ（7）以及Y方向絲桿（8）的兩端均通過設置于機構框架（4）四角處的聯軸器（9）固定，每個聯軸器（9）可沿其所在機構框架（4）Z方向的邊上下滑動，X方向絲桿Ⅰ（5）、X方向絲桿Ⅱ（6）、Y方向光軸Ⅰ（7）以及Y方向絲桿（8）上均設有可沿機構框架（4）上設置的軌道槽滑動的滑塊（10），在X方向絲桿Ⅰ（5）和X方向絲桿Ⅱ（6）之間設有平行于Y方向光軸Ⅰ（7）和Y方向絲桿（8）的Y方向光軸Ⅱ（11），Y方向光軸Ⅱ（11）的兩端分別固定于X方向絲桿Ⅰ（5）和X方向絲桿Ⅱ（6）上設置的滑塊（10）內，在Y方向光軸Ⅰ（7）和Y方向絲桿（8）之間設有平行于X方向絲桿Ⅰ（5）和X方向絲桿Ⅱ（6）的X方向光軸（12），X方向光軸（12）的兩端分別固定于Y方向光軸Ⅰ（7）和Y方向絲桿（8）上設置的滑塊（10）內，X方向光軸（12）和Y方向光軸Ⅱ（11）的相交處設置聯軸器固定，在該聯軸器的底面上設置有配重器（17），X方向絲桿Ⅰ（5）與Y方向光軸Ⅰ（7）的相交處設有垂直于X方向絲桿Ⅰ（5）和Y方向光軸Ⅰ（7）所在平面的Z方向絲桿（13）；

所述控制系統包括設置于機架（2）上的加速度傳感器、6個超聲波傳感器、分別設置于X方向絲桿Ⅰ（5）端部、Y方向絲桿（8）端部和Z方向絲桿（13）端部的X方向電機（16）、Y方向電機（15）和Z方向電機（14）以及控制器，其中3個超聲波傳感器設置于四足機器人的前方，另外3個超聲波傳感器設置于四足機器人的后方，所述加速度傳感器和6個超聲波傳感器分別與控制器連接，控制器分別與X方向電機（16）、Y方向電機（15）和Z方向電機（14）連接。

2.根據權利要求1所述的一種四足機器人，其特征在于：所述的機械腿包括由上至下依次連接的固定頂板（1-1）、髖關節、大腿、膝蓋關節（1-18）、小腿（1-11）以及足（1-12），所述髖關節包括3組球鉸組件，所述球鉸組件由依次連接的球鉸座（1-2）、球鉸（1-3）和球鉸連接件（1-4）構成，球鉸座（1-2）設置于固定頂板（1-1）的底部；所述大腿為并聯結構，包括大腿支撐架（1-6）和2個電動缸（1-5），大腿支撐架（1-6）與其中一個球鉸連接件連接，2個電動缸（1-5）分別與另外2個球鉸連接件連接，電動缸（1-5）的下端通過電動缸固定架（1-7）與大腿支撐架（1-6）連接，電動缸（1-5）的伸縮變化帶動大腿支撐架（1-6）動作，實現大腿的俯仰運動和橫滾運動；所述膝蓋關節（1-18）上端與大腿支撐架（1-6）的底端鉸接，下端與小腿（1-11）固定連接，膝蓋關節（1-18）上設有用于驅動膝蓋關節（1-18）運動的驅動機構，所述驅動機構包括伺服電機（1-13）、同步輪（1-14）、同步帶（1-15）、減速輪（1-16）和行星減速器（1-17），所述伺服電機（1-13）與設置于大腿支撐架（1-6）上的同步輪（1-14）連接以驅動同步輪（1-14）的轉動，減速輪（1-16）設置于膝蓋關節（1-18）與大腿支撐架（1-6）的鉸接軸（1-8）的軸端，且減速輪（1-16）與行星減速器（1-17）連接，同步帶（1-15）套設于同步輪（1-14）和減速輪（1-16）上，伺服電機（1-13）通過同步輪（1-14）、同步帶（1-15）、減速輪（1-16）和行星減速器（1-17）驅動膝蓋關節（1-18）運動，從而帶動機械腿的小腿（1-11）抬起和放下；所述小腿（1-11）為串聯結構，小腿（1-11）連接于膝蓋關節（1-18）的下端部且小腿（1-11）與膝蓋關節（1-18）之間設有緩沖彈簧（1-9）和三維力傳感器（1-10）；足（1-12）固定設置于小腿（1-11）的下端部。