[发明专利]一种应用于四足机器人的悬挂系统

说明书

本发明公开一种应用于四足机器人的悬挂系统，包括四个机架连接组件、四个悬挂机构和四个单腿连接组件。其中机架连接组件安装于机架上；所述的悬挂机构包括支撑架、横臂组件与连杆组件；通过支撑架、横臂组件与机架连接组件间构成左右两侧的两套平行四杆机构；且两套平行四杆机构间通过连接杆组件相连。两套平行四杆机构之间安装有减震器，其两端分别与机架上连接件和单腿连接组件上的减震器支座连接。单腿连接组件安装于单腿结构的髋关节端部。本发明悬挂系统可以在四足机器人移动过程中在机器人单腿模块与机身之间起到减震缓冲的作用，增加了单腿与机身之间的柔性，且在机器人运动过程中，不会影响到单腿的姿态，对四足机器人的运动影响较小。

技术领域

本发明涉及四足机器人技术领域，具体是一种应用于四足机器人的悬挂系统。

背景技术

目前，常规的移动机器人包括轮式机器人和履带式机器人，与它们相比，足式机器人具有更强的地形适应能力以及更好的机动性能。其中，以四足哺乳动物为参考对象的四足机器人比两足机器人有更好的静态稳定性和更强的地面适应能力，比六足机器人行动灵活、结构简单、控制较为容易且具有更好的承载能力。长期以来，四足机器人一直是国内外足式机器人领域的研究热点之一。

悬挂系统是最初应用在汽车制造中汽车车架与车轮或车桥之间的一切连接装置的总称。通过悬挂系统，可以有效地降低移动平台的震动，缓解平台关键零件之间的冲击，提高平台的稳定性和可靠性。公开号为CN 106114103 A的发明专利提出了一种轮式移动机器人的多连杆悬挂系统，在机器人移动过程中均起到缓冲减震的作用，但目前悬挂系统在四足机器人中未见相关的研究应用。

高承载的四足机器人在抢险救灾、排雷探险、星球探测和军事领域都有着广泛的应用。通过在四足机器人机身上装载各种精密仪器及设备，其可以在一些危险复杂的环境中完成运输任务和操作任务。这就要求四足机器人在负载状态下具有较强的机动能力和运动稳定性，同时在机器人运动过程中保证本体内设备的完整性以及减少机身所受的运动冲击。在机器人机械结构方面，机身的柔性不足限制了机器人的机动性能以及地形适应能力，影响了机器人本体抗冲击的能力。传统的四足机器人的柔性主要表现在它们的腿部足端柔性和机身腰椎柔性。

公开号为CN 103625572 A的发明专利提出了一种带有弹性四杆机构的四足机器人腿，弹性的腿结构可以减少足端落地时产生的冲击力，并且能够储存和释放能量；公开号为CN 103303389 A的发明专利提出一种可调控柔性弯曲式四足机器人仿生腰椎结构体系，解决了机器人的腰椎结构死板僵硬、冲击损害大等缺点，在运动过程中起到缓冲减震作用。然而，四足机器人的腿部柔性的缓冲效果与地面对足端的接触力有关，其缓冲效果受地形影响较大；腰椎柔性虽然可以缓冲地面对机器人本体的运动冲击，但是由于机器人机身结构是柔性的，在机器人运动过程中本体上装载的精密仪器设备容易因为机身的形变而造成一定程度的损坏。通过对动物的肩部和髋部结构的作用机理进行分析，其在动物本体与腿结构的之间起到良好的缓冲运动冲击的作用。因此，机器人的机身与单腿之间的柔性机构的研究具有十分重要的意义。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种应用于四足机器人的悬挂系统，是一种应用于四足机器人机身与单腿之间的悬挂系统。

本发明应用于四足机器人的悬挂系统，包括机架连接组件、悬挂机构与单腿连接组件。

所述机架连接组件安装于四足机器人的机架上，具有一个减震器连接位与两侧的悬挂机构连接件。所述悬挂机构通过左右两侧的支撑架、横臂组件，与机架连接组件中的悬挂机构连接件共同构成左右两侧的两套平行四杆机构；两套平行四杆机构间通过连接杆组件相连。

所述单腿连接组件包括安装于髋关节顶端的髋关节连接件，髋关节连接件上安装的减震器支座；减震器两端分别安装于机架连接组件上的减震器连接位与减震器支座上。