[發明專利]基于變胞機構的多功能六足仿生機器人

有效

• 申請號: 202210915347.3
• 申請日: 2022-07-30
• 公開（公告）號: CN115352549B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 程達;王一芳
• 申請（專利權）人: 程達
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發明公開了一種基于變胞機構的多功能六足仿生機器人，包括機架、凸輪驅動機構、行走及轉向變胞連桿機構、前腿連桿機構、中腿變胞連桿機構和后腿變胞連桿機構；凸輪驅動機構和行走及轉向變胞連桿機構沿機架中心長度方向布設；前腿連桿機構與機架前端兩側側板活動連接；中腿變胞連桿機構、后腿變胞連桿機構分別與機架中部、后端兩側回轉架轉動連接。前腿連桿機構、中腿變胞連桿機構、后腿變胞連桿機構和行走及轉向變胞連桿機構通過滑槽、拉簧和限位擋銷相互配合運動，由兩個原動件實現抬腿、落腿、模式切換、行走和轉向動作。本發明具有功能多、結構緊湊、重量輕、成本低、能耗低等特點，可應用于軍事、救援、工業、農業、開發益智玩具等場合。

技術領域

本發明涉及仿生機器人技術領域，尤其涉及基于變胞機構的多功能六足仿生機器人。

背景技術

隨著機器人技術的快速發展，機器人在軍事、救援、工業、農業等場合的需求日益增加，其中仿生機器人就是模仿自然界中生物的外部形狀、運動原理和行為方式的系統，能從事生物特點工作的機器人。仿生機器人的類型很多，主要為仿人、仿生物和生物機器人三大類。

近年來，隨著科技的發展，仿生機械也得到了快速的發展，例如仿生狗、仿生鳥、仿生蜘蛛、仿生魚、仿生青蛙等。上述的仿生機器人動作精巧，能實現多自由度、精巧細微的動作，一些場合需要機器人完成的動作較多，需要機器人的自由度較多，而現有大多數仿生機器人都是由一個電機控制一個自由度，實現不同的動作。如申請公布號CN104802875A公開的一種六足仿生爬行機器人，其六條仿生C形腿對應配置的六個電機，每個自由度都用一個電機去控制，進而每條腿可獨立控制，無疑增加了控制結構的數量，還會能耗較高。

仿生機械中極少有針對仿生蟬的研究，蟬有很高的營養價值，而且蟬蛻具有很高的藥用價值，但隨著生態的破壞和人們的捕捉，蟬的數量在逐年減少，影響了生態平衡，研究仿生蟬的意義在于呼吁人們保護蟬及其他數量減少的生物。

針對仿生蟬的設計，其需要進行爬洞、出洞、爬地面、上樹和爬樹等不同模式的動作，面對不同的工作模式，需要設計同時滿足這些模式的爬行機構，如果每個關節處都設計電機來驅動，就會導致蟬整體體積變大、重量變重、成本增加，而且增加了控制難度。

發明內容

本發明旨在解決現有爬行機器人自由度控制結構數量多、體積大的問題，提供基于變胞機構的多功能六足仿生機器人，通過兩個原動件即可實現仿生機器人六足在不同工作模式下的相互配合運動。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

基于變胞機構的多功能六足仿生機器人，包括機架、布設在機架中心的凸輪驅動機構和行走及轉向變胞連桿機構、布設在機架前端兩側的左前腿連桿機構和右前腿連桿機構、布設在機架中部兩側的左中腿變胞連桿機構和右中腿變胞連桿機構以及布設在機架后端兩側的左后腿變胞連桿機構和右后腿變胞連桿機構；

所述凸輪驅動機構和行走及轉向變胞連桿機構均沿機架中心長度方向布設，凸輪驅動機構控制仿生機器人六足的抬腿、落腿以及不同運動模式的切換動作，行走及轉向變胞連桿機構將仿生機器人六足關聯起來，使其實現行走及轉向動作，凸輪驅動機構和行走及轉向變胞連桿機構分別與機架活動連接；

所述機架前端左右兩側均設置有側板以形成矩形中空框體結構，所述左前腿連桿機構、右前腿連桿機構分別通過所述側板與機架活動連接；

所述機架中部、后端左右兩側均設置有回轉架，所述左中腿變胞連桿機構、右中腿變胞連桿機構、左后腿變胞連桿機構、右后腿變胞連桿機構分別通過所述回轉架與機架轉動連接。

進一步地，所述凸輪驅動機構包括左前腿驅動凸輪、右前腿驅動凸輪、左中腿驅動凸輪、右中腿驅動凸輪、左后腿驅動凸輪、右后腿驅動凸輪、擺桿一、擺桿二、擺桿三、擺桿四、擺桿五、擺桿六、繩子一、繩子二、繩子三、繩子四、繩子五、繩子六、電機一、凸輪軸、定滑輪一、定滑輪二；