[发明专利]一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人结构，具体的说是一种多足机器人结构。

背景技术

机器人或车辆的移动方式主要有轮式、履带式、跨步式和混合式。其中轮式、履带式的移动方式受到环境的限制，工作范围较小。跨步行走的步行机器人或者车辆取代轮式、履带式机器人或者车辆能够完成一些复杂环境的工作，还可以节约能源；已经越来越需要多足步行车辆或机器人满足人们的特殊需要，提高运输工具在崎岖道路或者无路的情况下的通过能力，或者从事一些人体自身无法完成的工作，从古代的“木牛流马”到现代美国波士顿动力公司研制出了一种名叫“大狗”的四脚行走的机器人，这是为美国军方所设计的专门用来负重运输的机器人，多脚行走的机器人越来越受到各国的科学界的重视。

目前，多足步行车辆或机器人大都采用多只电动马达驱动或者液压驱动，完全依赖多只电动马达驱动的机器人，自重大，其动能是通过电能转化而来，能源利用率低，电能是电池提供的，实际运行过程中不能长时间连续工作，完全依赖液压驱动能源利用率同样低，自重大；现有跨步行驶的多足步行车辆存在以下共同缺点：(一)、实际运行过程中传动效率低；(二)、实际运行过程中动力不足；(三)、不能完整模仿自然界中的四足动物，实现连贯、圆滑、平稳地行走。(四)、能源补给不方便，实际运行过程中不能长时间连续工作。

发明内容

本发明的目的是在现有机器人技术的基础上，提供一种可以由内燃机通过凸轮传动机构直接刚性传递驱动力，由液压驱动系统提供转向动力和调整平衡姿态的四足步行机器人。

为了解决上述现有技术中的问题，本发明采用如下技术方案：

一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：包括有方框机架，在该方框机架四个角上设有四个腿单元，每个腿单元通过竖直方向运动机构和其腿机构顶部的水平运动机构与该方框机架连接，设计在该方框机架上的燃油动力系统通过复合驱动机构与每个腿单元上的水平运动机构和竖直方向运动机构分别连接。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述水平运动机构包括固定在机架上的托盘以及滑行在托盘上的滑盘，所述滑盘为圆形盖状，其中心朝下固定一球铰，所述托盘中部开一孔，滑盘盖在托盘中部孔上，球铰穿过孔，球铰可以在孔中设定范围内水平移动。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述退机构由小腿、连杆、大腿、上摇臂相互铰链连接组成活动的平行四边形结构，上摇臂上端与滑盘通过所述球铰铰接，所述竖直方向运动机构由铰链连接在方匡机架上的山字轴摆动机架、支撑杆、山字轴组成，支撑杆与山字轴摆动机架铰链连接，另一端滑行在机架滑槽中，山字轴为十字轴万向节中的十字轴的变形体，其实际功能与十字轴万向节相同，大腿通过山字轴与山字轴摆动机架铰接，大腿的万向节铰链连接点、上摇臂上端铰球中心点、大腿与上摇臂的铰链连接点此三点连线组成的三角形A，大腿的万向节铰链连接点、大腿与小腿的铰链连接点、小腿末端点此三点连线组成的三角形B，大腿的万向节铰链连接点的选择满足所述三角形A相似于三角形B。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：该方框机架上的燃油动力系统由内燃机通过无级变速机构输出驱动力带动凸轮轴构成。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述复合驱动机构由滑块铰链连接液压传动系统的液压缸构成，复合驱动机构连接于凸轮轴与各个腿单元之间。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述液压传动系统包含调节上下运动液压缸、左右运动液压缸和调节前后运动液压缸，调节前后运动液压缸一端和滑块铰链连接，另一端铰链连接在滑盘中心，调节上下运动液压缸一端和滑块固定连接，另一端和机架滑槽中的支撑杆上端铰链连接，左右运动液压缸在机架压槽内，通过导槽滚轮与前后运动液压缸的导槽相互连接。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述小腿末端安装三维传感器，可以感知机械腿的落地情况。

如上所述一种可以由内燃机刚性传递驱动力的四足步行机器人，其特征在于：所述液压缸为伺服液压缸。