[发明专利]一种单驱动仿生多足机器人及其重构转向方法

说明书

本发明公开了一种单驱动仿生多足机器人及其重构转向方法。该单驱动仿生多足机器人包括：机架(A)、左后腿(B)、左前腿(C)、右后腿(D)和右前腿(E)。通过仿猎豹腿部结构，在机器人腿部安装有阿基里斯腱(E‑5)、足底方肌(E‑9)、橡胶垫(E‑11)具有缓冲储能的元件。四条腿通过带传动与电机(A‑1)连接，实现单驱动。通过在腿中肱二头肌连接杆(E‑3)安装的推杆、液压缸等直线驱动使腿部支撑相长度变化，实现重构转向。由于整机为单驱动，结构简单，控制容易，可靠性高。机器人的腿部加入了弹性元件，降低了腿部与地面的冲击，提高移动效率。在转向控制策略上，提出了重构转向。本发明可用于军事侦查、运载等。

技术领域

本发明涉及一种单驱动仿生多足机器人及其重构转向方法,具体讲由单电机驱动多足机器人运动,腿部结构仿猎豹，通过腿部重构的方式实现机器人转向。该发明可用于军事侦查、运载等。

背景技术

猎豹作为奔跑速度最快的陆地生物，最高时速可达120km/h，其腿部有大量的肌腱和韧带等被动柔性结构，在奔跑过程中实现能量的存储和释放。从仿生的角度出发，在足式机器人腿部加入弹性元件，可以降低足端与地面冲击，有利于足式机器人快速移动，实现奔跑步态。

足式机器人的驱动数量越多，虽然可以提高机器人运动的灵活性，但是同时增加了机器人的质量，并且使控制变得复杂，难以实现机器人快速高效的移动。

中国专利申请CN106184461A公开一种仿鸵鸟后肢机械腿。该腿部采用与气缸相连的闸线牵引足端，通过气缸的运动实现足端的抬腿运动，机构为两个自由度。

中国专利申请CN107200080A公开一种足式步行机器人。该机器人有四条腿，每条腿采用一个电机进行驱动。

发明内容

本发明要解决的技术问题：通过仿猎豹腿部结构，设计一种单驱动的多足机器人，并且可以通过重构的方式实现转向。

本发明的技术方案：

一种单驱动仿生多足机器人由机架、左后腿、左前腿、右后腿和右前腿组成。

所述的左后腿、左前腿、右后腿和右前腿通过仿猎豹腿部结构，在腿部安装阿基里斯腱、足底方肌、橡胶垫具有缓冲储能的元件。

所述的右前腿与左后腿、左前腿、右后腿的机械结构，杆件形状以及装配方式完全相同。

所述的左后腿、左前腿、右后腿与右前腿，均布于机架的四个角，通过带传动与电机连接实现单驱动。

所述的重构转向方法通过在腿中肱二头肌连接杆安装的推杆或液压缸直线驱动使腿部支撑相长度变化，实现重构转向。

本发明的有益效果：

本发明所述的多足机器人腿部主动自由度为1，且四个足只需要一个电机进行控制，结构简单，控制容易，可靠性高。机器人的腿部结构加入了弹性元件，降低了腿部与地面的冲击，有利于提高移动效率。在转向控制策略上，提出了重构转向。

附图说明

图1一种单驱动仿生多足机器人的整体三维图；

图2单腿三维图；

图3足底方肌连接杆上、足底方肌和足底方肌连接杆下的装配示意图；

图4机架三维图；

图5单腿安装示意图；

图6腿部重构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种单驱动仿生多足机器人由机架A、左后腿B、左前腿C、右后腿D和右前腿E组成。