[發明專利]一種閉鏈奔跑四足機器人

在審

• 申請號: 202011238598.X
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112550514A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 武建昫;姚燕安;閻紹澤;荀致遠;李曄卓;徐小景
• 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: 范盈

本發明公開了一種閉鏈奔跑四足機器人，包括：一種閉鏈奔跑四足機器人，其特征在于，包括：機器人軀干，第一腿組，第二腿組；機器人軀干包括前軀干架和后軀干架，前軀干架的后端與后軀干架的前端通過水平布置的連接軸鉸接；第一腿組和第二腿組分別連接于前軀干架和后軀干架的下方，第一腿組和第二腿組結構相同，均包括驅動組件以及設于驅動組件兩側的運動組件，驅動組件和運動組件之間通過傳動組件連接。本發明利用盡量簡單的結構，模擬自然界動物的運動結構，并且在運動過程中各結構也盡量貼近了動物運動時各個部位的運動狀態，可以有效地提高機器人的最大運動速度，同時能夠以不同的姿態運動，提高了機器人的地形適應性。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及地面移動機器人，特別涉及一種閉鏈奔跑四足機器人。

背景技術

隨著輪式與履帶式移動機器人的技術趨于成熟，廣泛應用于工業生產、醫療救援、均是對抗等，但是面對非結構化環境時，由于傳統的輪式與履帶式移動方式是將動力轉換為底面摩擦力驅動整機移動向前行駛，在崎嶇、陡峭以及松軟的地形下將無法提供持續的摩擦力，使能耗、移動速度等性能大大降低。然而地球陸地面積約有50％為山地、沙漠和沼澤，且在人口密集的居住區同樣也存在復雜多變的路面環境，自然界中很多動物卻能在這些復雜地形環境下長期生活，行走自如。相較于輪式，腿式移動采用離散的支撐點，可實現復雜地形的移動。

中國專利CN109823438A公開了一種仿生四足機器人，除了用于連接機器人主體框架和四肢的轉軸和電機，該機器人的膝部支架中同樣包含有轉動連接的轉軸和控制轉軸的無刷電機，通過上述結構使得該四足機器人擁有十二自由度，通過協作控制。但是這種結構的四足機器人，一方面傳動結構過于復雜，用于控制傳動結構的系統布設難度高，而且故障率高；另一方面，由于結構的復雜，其運動時消耗的能量過大，使得運動成本過高；此外，同樣是受限于其傳動結構，導致其運行速度不會很快(一般不超過10km/h)。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種閉鏈奔跑四足機器人，最大程度地程度降低腿部結構復雜性，實現在簡單控制方式下的快速奔跑運動。

為解決上述問題，本發明提供如下技術方案，一種閉鏈奔跑四足機器人，包括：一種閉鏈奔跑四足機器人，其特征在于，包括：機器人軀干，第一腿組，第二腿組；

所述機器人軀干包括前軀干架和后軀干架，所述前軀干架的后端與所述后軀干架的前端通過水平布置的連接軸鉸接；

所述第一腿組和所述第二腿組分別連接于所述前軀干架和所述后軀干架的下方，所述第一腿組和所述第二腿組結構相同，均包括驅動組件以及設于驅動組件兩側的運動組件，所述驅動組件和所述運動組件之間通過傳動組件連接。

進一步地，所述前軀干架的后端面靠近底部的位置設有若干位于同一高度且相對布置的第一鉸接座，所述后軀干架的前端面設有若干與所述第一鉸接座配合的第二鉸接座，所述第一鉸接座和所述第二鉸接座上開設有對應的連接軸孔，所述連接軸穿過所述第一鉸接座和所述第二鉸接座；

所述前軀干架的后端面靠近頂部的位置開設有與所述連接軸孔平行的前軸孔，所述后軀干架的前端面靠近頂部的位置開設有與所述連接軸孔平行的后軸孔；所述前軀干架和所述后軀干架之間還設有彈簧減震器，所述彈簧減震器的兩端分別與所述前軸孔和所述后軸孔鉸接。

進一步地，所述前軀干架和所述后軀干架的主體為兩個對稱且豎直布置的銳角三角形框，兩個所述銳角三角形框之間通過若干水平布置的中間桿連接；所述銳角三角形框的最長邊水平布置，所述第一鉸接座和所述第二鉸接座位于所述銳角三角形框的最短邊的底端，所述前軸孔和所述后軸孔位于所述銳角三角形框的最短邊的頂端；所述后軀干架的中間桿長度小于所述前軀干架的中間桿長度。