[發(fā)明專利]一種仿生機械狗

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210148187.4
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114394171A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴建生;關(guān)云濤;莊哲明;唐昭;張澤;張昊臨;姜昭君;李咪;魏巍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發(fā)明公開了一種仿生機械狗，包括軀體、變形機構(gòu)和腿部機構(gòu)；所述軀體兩側(cè)的前部和后部對稱設(shè)置4組腿部機構(gòu)，所述軀體內(nèi)對應(yīng)每一個腿部機構(gòu)設(shè)置一變形機構(gòu)；本發(fā)明在傳統(tǒng)機器狗的基礎(chǔ)上進行了改進，在機器狗的髖關(guān)節(jié)處加入了一個轉(zhuǎn)動自由度，由此實現(xiàn)了機器狗運動姿態(tài)的轉(zhuǎn)變；并且在軀體內(nèi)對應(yīng)每一條腿部機構(gòu)設(shè)置一個變形機構(gòu)使每一條腿部機構(gòu)可獨立動作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于仿生機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種仿生機械狗。

背景技術(shù)

機器人現(xiàn)在已被廣泛地運用于生活中的各個場景，機器人時代已經(jīng)到來。人們對機器人的需求增大給機器人的環(huán)境適應(yīng)能力、功能性、安全性和穩(wěn)定性等都提出了新的要求。傳統(tǒng)的機器人在各種環(huán)境中進行移動大多使用的是輪子、履帶等，依靠它們與地面的作用實現(xiàn)運動。這種移動方式的好處在于方便快捷，缺點在于適用的場景十分有限，只能夠在平坦的地勢和相對簡單的環(huán)境中應(yīng)用。足式機器人可以充分地克服這些缺點，通過模仿動物的運動，足式機器人不僅可以適應(yīng)多種地形，還可以在復(fù)雜的環(huán)境中實現(xiàn)更加穩(wěn)定的運動。

狗是最常見的哺乳動物之一，具有很強的運動能力，依靠四條腿的爬行，狗幾乎可以去到任何環(huán)境。狗的運動姿態(tài)也很豐富，且運動過程中具有很高的靈活性和穩(wěn)定性。依靠這些能力，機器狗能在人類難以到達的未知環(huán)境或不適合人類工作的場景中替代人類進行工作，因此在搶險救災(zāi)、野外探險、軍事探測等多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。

仿生機器狗是一種新型的仿生移動機器人，是近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點。目前，已有多個企業(yè)做出了較為成熟的機器狗產(chǎn)品，有些已經(jīng)被投入市場為人類服務(wù)。然而，大多數(shù)仿生機器狗都具有如下缺點：

1)運動姿態(tài)單一，只能像傳統(tǒng)意義的狗那樣進行運動，無法同時具備實現(xiàn)多種運動方式的能力，導(dǎo)致機械狗對地形的適應(yīng)能力不足。如遇到較矮的桌子只能繞過，而無法從桌子底下穿過。

2)每一條腿的運動姿態(tài)固定，難以實現(xiàn)復(fù)雜的運動。

為使仿生機械狗能在更多場景下發(fā)揮更多作用，需要從機構(gòu)設(shè)計方面進行突破創(chuàng)新，探索研制環(huán)境適應(yīng)性強、運動靈活、能夠調(diào)整姿態(tài)的新型仿生機器狗。

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，提供一種仿生機械狗。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種仿生機械狗，包括軀體、變形機構(gòu)和腿部機構(gòu)；

所述軀體兩側(cè)的前部和后部對稱設(shè)置4組腿部機構(gòu)，所述軀體內(nèi)對應(yīng)每一個腿部機構(gòu)設(shè)置一變形機構(gòu)；

所述腿部機構(gòu)腰部角鐵、腰部電機支架、二號電機、髖部角鐵、髖部電機支架、三號電機、大腿、四號電機和小腿，所述腰部角鐵與腰部軸連接，所述腰部角鐵上固接腰部電機支架，所述腰部電機支架上安裝二號電機，所述二號電機與髖部角鐵轉(zhuǎn)動連接，所述髖部角鐵上固接髖部電機支架，所述髖部電機支架上安裝三號電機，所述三號電機與大腿上部轉(zhuǎn)動連接，所述大腿下部安裝四號電機，所述四號電機與小腿上部轉(zhuǎn)動連接；

所述變形機構(gòu)包括一號電機、聯(lián)軸器、軀體軸、小錐齒輪、大錐齒輪和腰部軸，所述一號電機通過聯(lián)軸器與軀體軸相連接，所述軀體軸連接小錐齒輪，所述大錐齒輪和腰部軸相連接，所述小錐齒輪和大錐齒輪傳動連接。

在上述技術(shù)方案中，所述軀體由對稱的上殼體和下殼體安裝組成，上殼體和下殼體的內(nèi)壁形成容納變形機構(gòu)的腔體，腔體間的隔板上形成安裝軸承的軸承槽。

在上述技術(shù)方案中，所述腔體包括相對稱的前左區(qū)域、前右區(qū)域、后左區(qū)域和后右區(qū)域，每一區(qū)域均包括由隔板分隔出的第一腔體、第二腔體、第三腔體和第四腔體，第一腔體兩側(cè)的隔板上形成第一軸承槽和第二軸承槽，第二腔體與第三腔體之間的隔板上形成第三軸承槽，第三腔體內(nèi)的隔板上形成第四軸承槽，第三腔體外側(cè)的隔板上形成第五軸承槽。

在上述技術(shù)方案中，所述一號電機上形成有圓餅狀突起，其對應(yīng)安裝于第一軸承槽上。