[發(fā)明專利]一種十二自由度的四足機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910020090.3
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109436125B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 張良安;余大壯;唐鍇;馮卓;崔越
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發(fā)明公開一種十二自由度的四足機器人，屬于工業(yè)機器人技術領域。該機器人包括四個結(jié)構相同的機器人腿、平板機身及直流電源，四個結(jié)構相同的機器人腿均布在平板機身的四周，機器人腿包括腿部伸縮機構、髖關節(jié)機構及腿部擺動機構；腿部擺動機構固連于髖關節(jié)機構末端，腿部伸縮機構為本四足機器人提供用于直線運動的移動自由度，髖關節(jié)機構為本四足機器人提供側(cè)傾控制以及姿態(tài)保持的轉(zhuǎn)動自由度，腿部擺動機構為本四足機器人提供用于抬腿，放腿的轉(zhuǎn)動自由度。本發(fā)明采用單腿具有兩轉(zhuǎn)動一移動自由度替代傳統(tǒng)四足機器人單腿三轉(zhuǎn)動自由度的技術方案，解決了傳統(tǒng)四足機器人速度慢，效率低以及難以精準控制的問題，并且本機器人腿部結(jié)構簡單，更能夠適應于草地、叢林等植被覆蓋的復雜地形。

技術領域：

本發(fā)明屬于工業(yè)機器人技術領域，具體涉及一種十二自由度的四足機器人。

背景技術：

傳統(tǒng)移動機器人主要包括履帶式移動機器人、輪式移動機器人，相對上述兩種機器人，足式機器人能更好適應于外部環(huán)境，可在不規(guī)則和較為復雜的地面行進，并具備一定越障能力。

傳統(tǒng)四足機器人腿部往往采用肘式或膝式設計，并常搭載電動缸或其他驅(qū)動元件，雖可實現(xiàn)預期運動但其腿部機構往往較為復雜，容易被地面雜物附著和纏繞，甚至出現(xiàn)被絆倒的情況。故當前在民用方面，四足機器人在草地等植被覆蓋場所的適用性不佳，在軍用方面，對于叢林等場合也缺乏適配性。與此同時，傳統(tǒng)四足機器人前進運動完全依靠腿部擺動，從功耗角度而言效率較低。本發(fā)明對上述兩問題進行了結(jié)構性的優(yōu)化，將傳統(tǒng)四足機器人單腿三轉(zhuǎn)動自由度的技術方案改為單腿具有兩轉(zhuǎn)動自由度和一移動自由度，保證該四足機器人單腿腿部活動區(qū)域相較于傳統(tǒng)四足機器人相同甚至更大的的同時，能實現(xiàn)腿部結(jié)構的簡化，效率的提升以及重心一定程度的降低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對現(xiàn)有四足機器人的技術不足，提供一種腿部結(jié)構更簡單，效率更高，穩(wěn)定性更佳的十二自由度的四足機器人，該四足機器人可用于山地，沙漠，泥濘地帶以及植被覆蓋區(qū)域。本發(fā)明使用腿部伸縮機構提供直線運動的移動自由度，使用髖關節(jié)機構提供側(cè)傾控制以及姿態(tài)保持的轉(zhuǎn)動自由度，使用腿部擺動機構提供抬腿，放腿的轉(zhuǎn)動自由度。三者組合，可以實現(xiàn)四足機器人前進、后退、轉(zhuǎn)彎及跳躍的運動期望。

本發(fā)明提供的一種十二自由度的四足機器人包括四個結(jié)構相同的機器人腿、平板機身1及直流電源5，所述四個結(jié)構相同的機器人腿均布在所述平板機身1的四周，所述直流電源5設置在所述平板機身1的后部，所述機器人腿包括腿部伸縮機構2、髖關節(jié)機構3及腿部擺動機構4。

所述腿部伸縮機構2包括輔助安裝板7、第一驅(qū)動電機8、絲杠螺母9、連接桿件10、連接軸承11、絲杠固定法蘭12、絲杠固定軸承13、花鍵軸14及花鍵軸末端法蘭15，所述輔助安裝板7固連在所述平板機身1上，所述第一驅(qū)動電機8固連在所述輔助安裝板7上，所述絲杠螺母9套接所述第一驅(qū)動電機8的絲杠并保持活動連接，所述絲杠固定法蘭12安裝在所述平板機身1上，所述絲杠固定軸承13安裝在所述絲杠固定法蘭12上，所述絲杠固定軸承13兩側(cè)設置卡簧以軸向固定，所述絲杠固定軸承13套接所述第一驅(qū)動電機8的絲杠末端，所述連接桿件10的一端套接所述絲杠螺母9，并使用螺釘將所述連接桿件10與所述絲杠螺母9固連，所述連接桿件10的另一端套接所述連接軸承11，所述連接軸承11兩側(cè)設置卡簧以軸向固定，所述連接軸承11套接所述花鍵軸14中部并保持固連，所述花鍵軸末端法蘭15套接所述花鍵軸14末端并保持固連。