[發明專利]并聯驅動的腿部可折展四足機器人

有效

• 申請號: 202210440384.3
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114701584B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 聶振國;劉辛軍;徐漢鼎;孟齊志;謝福貴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種并聯驅動的腿部可折展四足機器人，包括機身和四個腿足機構。其中，四個所述腿足機構分布在所述機身的四角處，用于支撐所述機身；每個所述腿足機構包括并聯驅動機構、折展腿部和足部，其中，所述并聯驅動機構設置在所述機身上，所述折展腿部的上端與所述并聯驅動機構相連，所述折展腿部的下端與所述足部相連，所述并聯驅動機構和所述折展腿部共同運動使所述足部具有空間三個移動自由度。本發明的并聯驅動的腿部可折展四足機器人，動態特性好、整機剛度大、工作空間大、輸出端定位和轉角精度高，具有折展性和可收納性，易實現高速、高精度運動。

技術領域

本發明涉及四足機器人技術領域，尤其是涉及一種并聯驅動的腿部可折展四足機器人。

背景技術

從本世紀開始，借著智能制造和人工智能等技術高速發展的潮流，四足機器人的研究也實現了從概念到樣機的過程，并從實驗室逐步轉移到了商業化的應用場景。當前國內外四足機器人的應用場景正不斷豐富和拓展，尤其在警用排爆偵測、電力設施巡檢、野外勘探等場景中需求迫切。然而，四足機器人目前仍然存在載重比低、機動性能差和系統容錯性弱等關鍵問題，阻礙四足機器人的進一步發展。

傳統的四足機器人腿足結構多采用串聯形式實現，為開環結構，具有較大的工作空間和較高的靈活度，但也有其明顯的缺點，例如各運動副之間存在誤差累積導致末端精度低、剛度低、慣性大、動力學性能差和運動部件質量大等問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種并聯驅動的腿部可折展四足機器人，動態特性好、整機剛度大、工作空間大、輸出端定位和轉角精度高，具有折展性和可收納性，易實現高速、高精度運動。

根據本發明實施例的并聯驅動的腿部可折展四足機器人，包括：

機身；

四個腿足機構，四個所述腿足機構分布在所述機身的四角處，用于支撐所述機身；每個所述腿足機構包括并聯驅動機構、折展腿部和足部，其中，所述并聯驅動機構設置在所述機身上，所述折展腿部的上端與所述并聯驅動機構相連，所述折展腿部的下端與所述足部相連，所述并聯驅動機構和所述折展腿部共同運動使所述足部具有空間三個移動自由度。

根據本發明的并聯驅動的腿部可折展四足機器人，易實現高速、高精度操作，具有動態性能好、整機剛度大、工作空間大、輸出端定位和轉角精度高等特點，同時具有折展性和可收納性，具有廣闊的科研及商業化應用前景。

根據本發明的一些實施例，在每個所述腿足機構中，所述并聯驅動機構包括定平臺、三個驅動支鏈和動平臺，所述定平臺固定在所述機身上，所述動平臺位于所述定平臺的下方，三個所述驅動支鏈沿所述定平臺的周向間隔布置，三個所述驅動支鏈的兩端分別與所述定平臺和所述動平臺相連，所述折展腿部分別與所述定平臺和所述動平臺相連；三個所述驅動支鏈與所述定平臺之間、三個所述驅動支鏈與所述動平臺之間、所述折展腿部與所述定平臺之間以及所述折展腿部與所述動平臺之間分別各具有相互垂直的兩個轉動自由度，所述相互垂直的兩個轉動自由度的轉動中心線方向分別為前后方向和左右方向，三個所述驅動支鏈與所述定平臺之間還分別具有一個豎向的移動自由度。

根據本發明的一些實施例，三個所述驅動支鏈中的其中兩個所述驅動支鏈呈左右相對布置，三個所述驅動支鏈中的其中另一個所述驅動支鏈與所述折展腿部呈前后相對布置。

根據本發明的一些實施例，在每個所述腿足機構中，所述定平臺上設有三個第一耳，所述動平臺上設有三個第二耳；三個所述驅動支鏈均包括滑塊和支鏈桿，三個所述滑塊分別可豎向滑動對應地設置在三個所述第一耳上，三個所述支鏈桿的上端對應地與三個所述滑塊相連且下端對應地與三個所述第二耳相連，所述支鏈桿與所述滑塊之間、所述支鏈桿與所述第二耳之間分別具有所述相互垂直的兩個轉動自由度。