[發(fā)明專利]一種企鵝仿生機(jī)器人及行走方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910705976.1
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN110466643B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅雙慶;程洪;況逸群;郝家勝
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/032
• 分類號(hào): B62D57/032
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種企鵝仿生機(jī)器人由外殼部裝、軀干部裝、腿部部裝和翅膀部裝組成；其中，每個(gè)腿部部裝有2個(gè)自由度，每個(gè)翅膀部裝也有2個(gè)自由度，整個(gè)腿部部裝和翅膀部裝安裝在軀干上，在髖關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器驅(qū)動(dòng)下，腿部部裝可以繞電機(jī)軸線即Z軸旋轉(zhuǎn)，在踝關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器驅(qū)動(dòng)下，腳底板可以繞電機(jī)軸線即X軸旋轉(zhuǎn)；在Y軸驅(qū)動(dòng)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，翅膀可以繞舵機(jī)軸線即Y軸旋轉(zhuǎn)；在X軸驅(qū)動(dòng)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)下，翅膀可以繞舵機(jī)軸線即X軸旋轉(zhuǎn)；在Y、X軸線兩個(gè)舵機(jī)的同時(shí)配合驅(qū)動(dòng)下，能夠模擬企鵝翅膀的運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種企鵝仿生機(jī)器人及行走方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的企鵝仿生機(jī)器人分為兩大類，觀賞型機(jī)器人和實(shí)用型機(jī)器人。

觀賞型機(jī)器人主要依靠外形吸引人群，使用熱固性塑料制造一個(gè)企鵝外殼，刷上顏料就能很逼真，其仿生效果好，但其缺點(diǎn)是：功能單一，過于看重企鵝的實(shí)體，一些功能性元件無法配置，缺乏與人們之間的互動(dòng)性，因此觀賞型的企鵝機(jī)器人只能當(dāng)做一個(gè)模型或者是裝飾品使用。

實(shí)用型企鵝仿生機(jī)器人，為了防止企鵝仿生機(jī)器人傾倒而導(dǎo)致的機(jī)器人整體的損壞，采用了四輪底盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，相當(dāng)于在一個(gè)貨車上面搭載了一個(gè)擁有各式各樣傳感器的人機(jī)交互模塊。實(shí)用型企鵝仿生機(jī)器人有很強(qiáng)大的功能，還存在的缺點(diǎn)是：不能體現(xiàn)出企鵝仿生機(jī)器人的仿生特點(diǎn)，過于看中功能，整個(gè)機(jī)器人的規(guī)劃都是基于零部件，而不是按照企鵝的實(shí)體尺寸來進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且對(duì)于企鵝仿生來說，最重要的其實(shí)就是企鵝的仿生步態(tài)，這是一個(gè)極為重要的技術(shù)要點(diǎn)，也是技術(shù)難點(diǎn)。但現(xiàn)在的功能型仿生機(jī)器人都是通過四輪驅(qū)動(dòng)來行動(dòng)，不能逼真實(shí)現(xiàn)模仿企鵝的步態(tài)。

專利CN106313064B，提供了一種企鵝仿生機(jī)器人，包括軀干組件、手臂組件、腳部組件及頭部組件，所述軀干組件包括軀干支撐架、安裝于軀干支撐架上的腳部驅(qū)動(dòng)軸、電源及驅(qū)動(dòng)電機(jī)、及安裝于軀干支撐架底部的底盤組件；所述腳部組件包括上端借助曲柄與腳部驅(qū)動(dòng)軸活動(dòng)連接的腳支撐臂，所述腳支撐臂的下端安裝有腳支撐板，所述軀干支撐架上安裝有橫向定位桿，所述橫向定位桿的端部置于所述腳支撐臂的豎向滑槽中，腳支撐臂由腳部驅(qū)動(dòng)軸及曲柄驅(qū)動(dòng)時(shí)，腳支撐臂的上端繞著所述腳部驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡為圓形，其下端的軌跡為橢圓軌跡。該企鵝仿生機(jī)器人能夠模擬企鵝的行走步態(tài)，仿生效果好，使機(jī)器人能夠應(yīng)用于現(xiàn)場實(shí)際迎賓，實(shí)用性高。

然而，專利CN106313064B雖然能擺動(dòng)向前移動(dòng)，但其其本質(zhì)任然是輪式移動(dòng)，而不是真正的腿式行走。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種企鵝仿生機(jī)器人，在控制電機(jī)數(shù)量的同時(shí)，通過電機(jī)帶動(dòng)企鵝仿生機(jī)器人邁腿行走。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種企鵝仿生機(jī)器人，其特征在于，包括：外殼部裝、軀干部裝、腿部部裝、翅膀部裝；

所述外殼部裝，能夠做成各種卡通或真實(shí)企鵝形狀，由翅膀部裝的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)配合，逼真的模擬企鵝翅膀的運(yùn)動(dòng)；

所述軀干部裝，包括軀干支架、控制單元、電池、編碼器、控制節(jié)點(diǎn)板和安裝支架；其中，控制單元、電池、編碼器、控制節(jié)點(diǎn)板都通過安裝支架固定到軀干支架上；編碼器作用為反饋關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以便控制器判斷腿部姿態(tài)，髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)通過編碼器各感知一個(gè)編碼器。控制單元通過支架支撐固定到軀干支架，電池通過兩個(gè)C型支架固定到軀干支架上

所述腿部部裝，包括兩條腿部，每個(gè)腿部有2個(gè)自由度；每條腿部均包括：髖關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器、大腿、踝關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器、腳踝、腳底板、髖關(guān)節(jié)編碼器部件和踝關(guān)節(jié)編碼器；

其中，髖關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器又包括：髖關(guān)節(jié)電機(jī)、髖關(guān)節(jié)電機(jī)減速器連接法蘭和髖關(guān)節(jié)減速器；髖關(guān)節(jié)電機(jī)通過螺釘固定到髖關(guān)節(jié)電機(jī)減速器連接法蘭上，髖關(guān)節(jié)減速器通過螺釘固定到髖關(guān)節(jié)電機(jī)減速器連接法蘭的另一側(cè)，以此組成髖關(guān)節(jié)電機(jī)及減速器部裝；