[发明专利]一种四足机器人的二自由度仿生弹性脊柱结构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种四足机器人的二自由度仿生弹性脊柱结构。

背景技术

步行机器人是一种智能机器人，常见的步行机器人以两足式、四足式以及六足式应用较多。其中，四足步行机器人机构简单灵活、承载能力强、稳定性好，在抢险救灾、星球探测、娱乐以及军事等方面有很好的应用前景，最具代表性的是美国波士顿动力公司制作的BigDog。

现阶段，国内外多数对四足机器人的研究都集中步行姿态的调整，而对高空下落的四足机器人的姿态调整的研究很少。例如，高空救援四足机器人这一类的机器人需要从空中下落至地面，为了保证落地的安全性及稳定性，要求机器人以一种正确的姿态着陆，因此对于这类机器人，其空中姿态调整、自动翻正以及落地缓冲就显得尤为重要。而在少数研究高空下落四足机器人的研究中，多数采用了万向节这类简单的刚性构件来实现姿态调整以及自动翻正，这种机构多数情况下姿态调整的精度偏低、地形适应性低，致使高空机器人无法调整到正确姿态或落地时容易倾翻；另外，在落地时刚性躯体无法提供缓冲，容易导致构件损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理、通用性强的四足机器人的二自由度仿生弹性脊柱结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种四足机器人的二自由度仿生弹性脊柱结构，包括前驱、弹性脊柱和后驱，所述弹性脊柱包括弹簧、索传动装置和由多个旋转机构叠加而成的关节传动装置，所述旋转机构包括旋转台和固定框，所述索传动装置包括绳和轮盘，所述后驱通过关节传动装置安装在前驱的右侧，所述轮盘设有多个，轮盘安装在前驱和后驱的内部，所述的旋转台和固定框均设有多个，旋转台通过固定框连接，所述弹簧设置在两个旋转台之间，所述绳穿过弹簧，绳的一端缠绕在轮盘上，绳的另一端固接在前驱或后驱上。

作为本发明进一步的方案：所述前驱和后驱中各设有两个轮盘。

作为本发明进一步的方案：所述的两个旋转台均设有四个弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述绳共设有四根，其中两根绳的一端分别缠绕在前驱内的轮盘上，另一端固接在后驱上，另外两根绳的一端分别缠绕在后驱内的轮盘上，另一端固接在前驱上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构合理、通用性强、可以实现姿态调整以及自动翻正的弹性脊柱结构，采用索传动装置控制关节传动装置被动运动从而实现四足机器人的任意姿态调整和自动翻正。不仅能用于地面上的四足机器人的步行姿态调整，同时能用于高空下落的四足机器人的姿态调整以及自动翻正，并有一定的缓冲作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中弹性脊柱旋转的结构示意图。

图3为本发明中旋转机构的轴侧示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种四足机器人的二自由度仿生弹性脊柱结构，包括前驱1、弹性脊柱和后驱7，所述弹性脊柱包括弹簧4、索传动装置和由多个旋转机构叠加而成的关节传动装置，所述旋转机构包括旋转台3和固定框5，所述索传动装置包括绳2和轮盘6，所述后驱7通过关节传动装置安装在前驱1的右侧，所述轮盘6设有多个，轮盘6安装在前驱1和后驱7的内部，所述的旋转台3和固定框5均设有多个，旋转台3通过固定框5连接，所述弹簧4设置在两个旋转台3之间，弹簧4保证被动运动时各层的旋转角度较为均匀，同时也起到了一定的缓冲作用，所述绳2穿过弹簧4，绳2的一端缠绕在轮盘6上，绳2的另一端固接在前驱1或后驱7上。

所述前驱1和后驱7中各设有两个轮盘6，所述的两个旋转台3均设有四个弹簧4，所述绳2共设有四根，其中两根绳2的一端分别缠绕在前驱1内的轮盘6上，另一端固接在后驱7上，另外两根绳2的一端分别缠绕在后驱7内的轮盘6上，另一端固接在前驱1上。