[发明专利]一种足履复合式四足机器人

说明书

本发明涉及一种足履复合式四足机器人，其特征在于，该四足机器人包括背部支撑板、腿部组件、交互传感器、空间定位传感器、环境扫描传感器、执行机构、能源供应系统和控制系统；背部支撑板底部固定连接腿部组件，背部支撑板顶部一侧对称设置两交互传感器，背部支撑板顶部还设置有空间定位传感器和环境扫描传感器，位于两交互传感器一侧的背部支撑板顶部固定连接执行机构，背部支撑板顶部另一侧固定连接用于放置能源供应系统和控制系统的承重箱；腿部组件、交互传感器、空间定位传感器、环境扫描传感器、执行机构和能源供应系统分别电连接控制系统，本发明可广泛用于抢险救灾和工业应用领域中。

技术领域

本发明涉及一种四足仿生机器人，特别是关于一种足履复合式四足机器人，属于机械自动化领域。

背景技术

四足仿生机器人具有和四足动物相仿的活动度，能够适应复杂环境，执行繁杂任务，在军事和民用领域均具有广阔的应用前景，在军事用途中，利用机器人替代人类从事危险任务，具有重大的现实意义。伴随人工智能和传感技术的发展，四足仿生机器人可以具备空间定位与姿态平衡、图像识别与环境感知、语音识别与语义理解等智能化功能，这将进一步拓展该类机器人的使用场景、提升该类机器人的使用效率。

现有技术(专利US 2013/0218339A1)将仿生机器人与自然语音处理技术结合提出一种可进行人机对话的仿生机器人，该仿生机器人可以直接根据人类的语音命令执行相应功能动作，极大地方便了该类机器人的应用普及。传统的四足机器人大都为足式结构，如专利US8126592B2和专利US 2012/0291873A1为美国Boston Dynamics公司提出的一种四足仿生机器人，专利CN105667624A为中国优宝特智能机器人公司提出的一种四足仿生机器人，专利CN103407514A为中国西北工业大学提出的一种仿生机器人腿。上述各足式机器人均利用四腿跨步实现机器人本体的移动，这种跨步移动的优点是越障能力较强，环境适应能力好，然而足式机器人每一步移动都需要双腿执行跨步动作，因此存在能耗高、振动大和动态平衡困难等问题，且当该足式机器人在平整地面上使用时无需避障行为，此时跨步动作显得尤为多余。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够兼具平动动作以及跨步动作的足履复合式四足机器人。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种足履复合式四足机器人，其特征在于，该四足机器人包括背部支撑板、腿部组件、交互传感器、空间定位传感器、环境扫描传感器、执行机构、能源供应系统和控制系统，其中，所述腿部组件包括均能够进行平动动作和跨步动作的左前腿组件、右前腿组件、左后腿组件和右后腿组件；所述背部支撑板底部分别固定连接所述左前腿组件、右前腿组件、左后腿组件和右后腿组件，所述背部支撑板顶部一侧对称设置两所述交互传感器，所述背部支撑板顶部还设置有所述空间定位传感器和环境扫描传感器，位于两所述交互传感器一侧的所述背部支撑板顶部固定连接所述执行机构，所述背部支撑板顶部另一侧固定连接用于放置所述能源供应系统和控制系统的承重箱；所述腿部组件、交互传感器、空间定位传感器、环境扫描传感器、执行机构和能源供应系统分别电连接所述控制系统，所述控制系统根据所述交互传感器、空间定位传感器和环境扫描传感器采集的各项数据以及预设的各项数据确定工作目标，选择运动模式，控制所述腿部组件和执行机构执行相应运动动作。

进一步地，所述左前腿组件、右前腿组件、左后腿组件和右后腿组件均包括上髋部、下髋部、大腿、小腿、脚部组件、第一髋关节转动副驱动装置、第二髋关节转动副驱动装置、膝关节转动副驱动装置和踝关节转动副驱动装置；每一所述上髋部顶部均固定连接所述背部支撑板，每一所述上髋部底部均通过第一髋关节转动副连接相应所述下髋部顶部，每一所述下髋部均采用倒U形结构，每一所述下髋部底部均通过第二髋关节转动副连接相应所述大腿一端，每一所述大腿另一端均通过膝关节转动副连接相应所述小腿一端，每一所述小腿另一端均通过踝关节转动副连接相应所述脚部组件；每一所述第一髋关节转动副、第二髋关节转动副、膝关节转动副和踝关节转动副均分别通过相应驱动装置电连接所述控制系统。