[發(fā)明專利]一種四足行走機(jī)器人及其行走方式

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011567513.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112606925B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏阿龍;張秋菊;寧萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇集萃復(fù)合材料裝備研究所有限公司
• 主分類號(hào): B62D57/032
• 分類號(hào): B62D57/032
• 代理公司: 無(wú)錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明涉及一種四足行走機(jī)器人及其行走方式，包括主軀體，主軀體上左右對(duì)稱安裝有外足組件，主軀體中部安裝有輔軀體，輔軀體上左右對(duì)稱安裝有內(nèi)足組件；兩組內(nèi)足組件位于兩組外足組件的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成機(jī)器人行走的四足；兩組內(nèi)足組件在動(dòng)力帶動(dòng)下相對(duì)于輔軀體同步前后運(yùn)動(dòng)，兩組外足組件在動(dòng)力帶動(dòng)下相對(duì)于主軀體同步前后運(yùn)動(dòng)；通過(guò)外足組件和內(nèi)足組件的交替向前或向后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的向前或向后行走，亦可通過(guò)配合輔軀體相對(duì)于主軀體在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行走的轉(zhuǎn)向，完成曲線運(yùn)動(dòng)；本發(fā)明模仿人的雙足動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的行走以及轉(zhuǎn)向或曲線運(yùn)動(dòng)，大大簡(jiǎn)化了足式機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，有效減輕了重量，行走靈活性高，實(shí)用性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行走機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種四足行走機(jī)器人及其行走方式。

背景技術(shù)

移動(dòng)機(jī)器人主要分為輪式，履帶式和足式等幾種類型，其中，輪式機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)地面平整度的要求較高，其行走的地面需連續(xù)平整，因而難以適應(yīng)未知的復(fù)雜路面；履帶式機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于轉(zhuǎn)彎半徑較大，因而靈活度很低；而足式機(jī)器人行走時(shí)其“腿與地面是間斷接觸方式，因而，可以靈活地跨過(guò)崎嶇程度較高的障礙，具備較高的越障能力，滿足在復(fù)雜非結(jié)構(gòu)地形環(huán)境下運(yùn)動(dòng)的要求。

現(xiàn)有技術(shù)中，足式機(jī)器人按照“腿”的數(shù)量從少到多可分為：雙足機(jī)器人、四足機(jī)器人和多足(“腿”的數(shù)量多于四個(gè))機(jī)器人等；其中，雙足機(jī)器人主要是仿照人類的身體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，其外觀和運(yùn)動(dòng)形式都和人類較為接近，但速度、負(fù)載及穩(wěn)定性的性能較差；多足機(jī)器人主要是仿照爬行類昆蟲的身體設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性都和爬行類昆蟲較為接近，多足機(jī)器人在崎嶇地形上的運(yùn)動(dòng)能力相比于雙足機(jī)器人有一定的提高，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，速度較慢，體型龐大，在狹窄空間的越障靈活度較低；而四足機(jī)器人通常是仿照自然界中的四足哺乳動(dòng)物(比如，獵豹、狗和馬等)的身體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，其在移動(dòng)速度和環(huán)境適應(yīng)性方面都有極佳的表現(xiàn)，但現(xiàn)有的四足機(jī)器人不僅機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且控制繁雜，體積和重量都較大，比較笨重。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理的四足行走機(jī)器人及其行走方式，從而大大簡(jiǎn)化了四足機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)和重量，行走靈活性高，實(shí)用性好。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種四足行走機(jī)器人，包括主軀體，主軀體上左右對(duì)稱安裝有外足組件，主軀體中部安裝有輔軀體，輔軀體上左右對(duì)稱安裝有內(nèi)足組件；兩組內(nèi)足組件位于兩組外足組件的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成機(jī)器人行走的四足；兩組內(nèi)足組件在動(dòng)力帶動(dòng)下相對(duì)于輔軀體同步前后運(yùn)動(dòng)，兩組外足組件在動(dòng)力帶動(dòng)下相對(duì)于主軀體同步前后運(yùn)動(dòng)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

單組外足組件的結(jié)構(gòu)為：包括固裝于主軀體上表面端部的電機(jī)座，電機(jī)座側(cè)面安裝有行走電機(jī)，行走電機(jī)輸出端貫穿電機(jī)座后其端部安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)臂一端，轉(zhuǎn)動(dòng)臂另一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于機(jī)械腿頂端；位于轉(zhuǎn)動(dòng)臂下方的主軀體與機(jī)械腿之間還共同轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有連桿，所述機(jī)械腿底面的前端和后端分別通過(guò)連接板安裝有阻尼器，阻尼器構(gòu)成機(jī)械腿與地面接觸的足部。

所述機(jī)械腿為前后對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)為：包括中部豎直的中梁，中梁底端固裝有開(kāi)口向下的小U型架，小U型架前后設(shè)置的兩豎直臂底面共同固裝有開(kāi)口向下的大U型架，大U型架前后設(shè)置的兩豎直臂底面分別通過(guò)連接板安裝阻尼器。

所述中梁上部的前側(cè)和后側(cè)分別與小U型架頂面之間安裝有傾斜的側(cè)支梁；所述大U型架內(nèi)頂面與其兩豎直臂的底端之間分別安裝有傾斜的加強(qiáng)梁。

所述外足組件與內(nèi)足組件的結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)足組件的電機(jī)座安裝于輔軀體上表面的端部。

所述主軀體和輔軀體均為框架結(jié)構(gòu)，輔軀體間隔平行設(shè)置于主軀體上方的中部，輔軀體通過(guò)轉(zhuǎn)向電機(jī)相對(duì)于主軀體在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。