[發明專利]一種單驅動仿生多足機器人及其重構轉向方法

有效

• 申請號: 201810430904.6
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108909870B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 姚燕安;徐小景;武建昫;寧亞飛;巢鑫迪
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 李靜波

本發明公開了一種單驅動仿生多足機器人及其重構轉向方法。該單驅動仿生多足機器人包括：機架(A)、左后腿(B)、左前腿(C)、右后腿(D)和右前腿(E)。通過仿獵豹腿部結構，在機器人腿部安裝有阿基里斯腱(E?5)、足底方肌(E?9)、橡膠墊(E?11)具有緩沖儲能的元件。四條腿通過帶傳動與電機(A?1)連接，實現單驅動。通過在腿中肱二頭肌連接桿(E?3)安裝的推桿、液壓缸等直線驅動使腿部支撐相長度變化，實現重構轉向。由于整機為單驅動，結構簡單，控制容易，可靠性高。機器人的腿部加入了彈性元件，降低了腿部與地面的沖擊，提高移動效率。在轉向控制策略上，提出了重構轉向。本發明可用于軍事偵查、運載等。

技術領域

本發明涉及一種單驅動仿生多足機器人及其重構轉向方法,具體講由單電機驅動多足機器人運動,腿部結構仿獵豹，通過腿部重構的方式實現機器人轉向。該發明可用于軍事偵查、運載等。

背景技術

獵豹作為奔跑速度最快的陸地生物，最高時速可達120km/h，其腿部有大量的肌腱和韌帶等被動柔性結構，在奔跑過程中實現能量的存儲和釋放。從仿生的角度出發，在足式機器人腿部加入彈性元件，可以降低足端與地面沖擊，有利于足式機器人快速移動，實現奔跑步態。

足式機器人的驅動數量越多，雖然可以提高機器人運動的靈活性，但是同時增加了機器人的質量，并且使控制變得復雜，難以實現機器人快速高效的移動。

中國專利申請CN106184461A公開一種仿鴕鳥后肢機械腿。該腿部采用與氣缸相連的閘線牽引足端，通過氣缸的運動實現足端的抬腿運動，機構為兩個自由度。

中國專利申請CN107200080A公開一種足式步行機器人。該機器人有四條腿，每條腿采用一個電機進行驅動。

發明內容

本發明要解決的技術問題：通過仿獵豹腿部結構，設計一種單驅動的多足機器人，并且可以通過重構的方式實現轉向。

本發明的技術方案：

一種單驅動仿生多足機器人由機架、左后腿、左前腿、右后腿和右前腿組成。

所述的左后腿、左前腿、右后腿和右前腿通過仿獵豹腿部結構，在腿部安裝阿基里斯腱、足底方肌、橡膠墊具有緩沖儲能的元件。

所述的右前腿與左后腿、左前腿、右后腿的機械結構，桿件形狀以及裝配方式完全相同。

所述的左后腿、左前腿、右后腿與右前腿，均布于機架的四個角，通過帶傳動與電機連接實現單驅動。

所述的重構轉向方法通過在腿中肱二頭肌連接桿安裝的推桿或液壓缸直線驅動使腿部支撐相長度變化，實現重構轉向。

本發明的有益效果：

本發明所述的多足機器人腿部主動自由度為1，且四個足只需要一個電機進行控制，結構簡單，控制容易，可靠性高。機器人的腿部結構加入了彈性元件，降低了腿部與地面的沖擊，有利于提高移動效率。在轉向控制策略上，提出了重構轉向。

附圖說明

圖1一種單驅動仿生多足機器人的整體三維圖；

圖2單腿三維圖；

圖3足底方肌連接桿上、足底方肌和足底方肌連接桿下的裝配示意圖；

圖4機架三維圖；

圖5單腿安裝示意圖；

圖6腿部重構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種單驅動仿生多足機器人由機架A、左后腿B、左前腿C、右后腿D和右前腿E組成。