[发明专利]一种转弯机器人及转弯方法

说明书

本发明公开了一种转弯机器人及转弯方法，包括机体支架，在机体支架的四个角上各设有一条腿，每条腿有三个摆动自由度，分别是侧摆髋关节、前摆髋关节和前摆膝关节；位于前端的两个侧摆髋关节通过侧摆支架I焊接在机体机架前端；位于后端的两个侧摆髋关节通过侧摆支架II焊接在机体机架的后端；每个侧摆髋关节通过侧摆液压缸控制其摆动的方向；侧摆液压缸一端连接侧摆支架I或II上，另一端连接在侧摆髋关节上；前摆髋关节通过前摆液压缸控制其摆动的方向；前摆液压缸一端连接侧摆髋关节上，另一端连接在大腿上；通过前摆液压缸的伸缩即可实现大腿的前摆运动；膝关节的前摆由膝液压缸控制；机器人小腿由小腿液压缸组成，小腿长度可伸缩控制。

技术领域

本发明公开了一种转弯机器人以及转弯方法。

背景技术

目前，四足机器人转弯的实现基本都是通过步态规划，规划方法复杂，难度大，并且会降低四足机器人的性能。

发明内容

为了解决现有技术只存在的技术问题，本发明公开了一种转弯机器人及转弯方法，本发明设计的四足机器人可以通过调整自身结构实现转弯，不需要进行复杂的步态规划。

本发明采用的技术方案如下：

一种转弯机器人，包括机体支架，在所述的机体支架的四个角上各设有一条腿，每条腿具有三个摆动自由度，分别是侧摆髋关节、前摆髋关节和前摆膝关节；位于前端的两个侧摆髋关节通过侧摆支架I焊接在机体机架前端；位于后端的两个侧摆髋关节通过侧摆支架II焊接在机体机架的后端；每个侧摆髋关节通过一个侧摆液压缸控制其摆动的方向；侧摆液压缸一端连接侧摆支架I或II上，另一端连接在侧摆髋关节上；前摆髋关节通过一个前摆液压缸控制其摆动的方向；前摆液压缸一端连接侧摆髋关节的端部凸耳上，另一端连接在大腿上；通过前摆液压缸的伸缩即可实现大腿的前摆运动；膝关节的前摆由膝液压缸控制；由机器人小腿由小腿液压缸组成，小腿长度可以通过小腿液压缸的伸缩控制。

进一步的，所述的侧摆支架I或II的中部各设有两个凸耳，在每个侧摆髋关节上也各设有一个凸耳，侧摆液压缸的一端连接在侧摆支架I或II的凸耳上，另外一端连接在侧摆髋关节的凸耳上。

进一步的，所述的侧摆髋关节的中部和端部还各设有一个凸耳，侧摆髋关节的中部凸耳与大腿铰接，形成前摆髋关节，端部的凸耳连接前摆液压缸。

利用上面的装置进行转弯的第一种方法：

机器人转弯运动的实现主要是通过缩短同一侧腿的小腿长度，左右两侧腿的长度不同，在机器人迈步的过程中两侧的腿会出现步长差，从而实现转弯。

具体的：当机器人向右侧转弯时，需要将右侧两条腿的小腿液压缸收缩，保持左侧腿的腿长不变，此时，侧摆角度不变，各腿与机体垂直；当机器人向左侧转弯时，需要将左侧两条腿的小腿液压缸收缩，保持右侧腿的腿长不变。

利用上面的装置进行转弯的第二种方法：

机器人转弯运动的实现先缩短同一侧腿的小腿长度，保持另一侧的小腿长度不变；然后再控制侧摆液压缸，实现对机器人质心的调整，进而实现转弯。

具体的：当机器人向右转弯时，将右侧两条腿缩短，保持左侧两条腿的腿长不变；再分别伸长左侧腿的侧摆液压缸和缩短右侧腿的侧摆液压缸；实现右转弯；

当机器人向左转弯时，将左侧两条腿缩短，保持右侧两条腿的腿长不变；再分别伸长右侧腿的侧摆液压缸和缩短左侧腿的侧摆液压缸；实现左转弯。

进一步的，两侧腿的侧摆髋关节角度均逆时针转α角；

δ表示的是两侧腿的长度差；W机体宽。

本发明的有益效果如下：