[实用新型]机构构型可变电动四足机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机构构型可变的电动四足机器人，属于足式移动机器人技术领域。

背景技术

轮式和履带式移动机器人在结构化环境下移动迅捷而平稳，但是难以穿行在树木林立、灌木丛生的复杂山林地貌环境；双足机器人在复杂环境中的平衡难以控制，且负重能力弱；六足、八足等多足机器人，体型较大不灵活且能耗高；四足机器人是最佳的多足机器人形式，具有适应复杂地形、运动灵活和越障能力强等方面的巨大优势。仿爬行动物四足机器人在行进过程中具有较高的稳定性，能够较好地通过复杂崎岖的环境；仿哺乳动物四足机器人在平坦地形中，行动速度快，效率高，能耗利用率高。

实用新型内容

为克服现有机器人技术中的不足，本实用新型提出一种机构构型可变的电动四足机器人，该机器人可根据具体地形变换机构构型，具备四足爬行、四足步行及部分爬行-部分步行的多种运动模式。

为了实现上述目的，本实用新型的机构构型可变电动四足机器人采用以下技术方案：

该机器人，包括躯干以及连接在躯干上的四条腿；每条腿均由三条传动链构成，分别为第一传动链、第二传动链和第三传动链，第一传动链与躯干连接，第二传动链与第一传动链连接，第三传动链与第二传动链连接。

所述第一传动链包括髋关节平台、第一电机、第一谐波减速器和髋关节轴，髋关节平台连接在躯干上，第一谐波减速器连接在髋关节平台上，第一电机连接在第一谐波减速器上，第一电机的输出轴与第一谐波减速器的输入端连接，髋关节轴连接在第一谐波减速器的输出端。

所述第二传动链包括第二电机、第二谐波减速器和大腿杆件，第一谐波减速器连接在第一传动链中的髋关节轴上，第二电机连接在第二谐波减速器上，第二电机的输出轴与第二谐波减速器的输入端相连，大腿杆件连接在第一谐波减速器的输出端。

所述第三传动链包括第三电机、第三谐波减速器、上摇臂、中间连杆、摇臂销轴、小腿杆件和脚掌，第三谐波减速器连接在第二传动链中的大腿杆件上，第三电机连接在第三谐波减速器上，第三电机的输出轴与第三谐波减速器的输入端相连，第三谐波减速器的输出端连接有上摇臂，中间连杆的两端分别与上摇臂和摇臂销轴连接，小腿杆件与摇臂销轴连接，脚掌连接在小腿杆件上，小腿杆件通过膝关节轴与第二传动链中的大腿杆件铰接在一起。

所述电机均采用盘式电机。

上述机构构型可变电动四足机器人主要适用于复杂多样的地形、地貌和地面作业环境，每条腿均具有三个主动关节，采用盘式电机进行驱动。第一传动链工作时，髋关节轴相对髋关节平台旋转；第二传动链工作时，大腿杆件相对于第一传动链中的髋关节轴旋转；第三传动链工作时，小腿杆件相对于大腿杆件旋转。当行走在地形崎岖起伏、地面软硬变化的地形环境中时，机器人可变化为爬行机构构型，从而降低重心，使运动更加平稳；当行走在平坦地形环境中时，机器人可变化为步行机构构型，从而加快行进速度，提高能量的利用效率。

本实用新型可根据具体地形变换机构构型，具备四足爬行、四足步行及部分爬行-部分步行的多种运动模式，具有以下特点：

1.采用爬行机构构型时，稳定性高，能够较好地通过崎岖复杂的地形。

2.采用步行机构构型时，行动速度快，效率高，能耗利用率高。

3.采用电机驱动，可以极大地减小噪声，并使机械本体更加轻便灵活。

附图说明

图1是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的整体结构示意图。

图2是本实用新型中单腿的外部结构示意图。

图3是本实用新型中单腿的内部结构剖视图。

图4是单腿中第二传动链和第三传动链的结构示意图。

图5是单腿的第三传动链中小腿杆件与第二传动链中大腿杆件左右侧板的连接示意图。

图6是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的步行机构构型示意图。

图7是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的对角爬-步机构构型示意图。

图8是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的爬行机构构型示意图。

图9是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的前步-后爬机构构型示意图。

图10是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的前爬-后步机构构型示意图。

图11是本实用新型机构构型可变电动四足机器人的同侧爬-步机构构型示意图。