[发明专利]一种两段式的可滚动四足机器人

说明书

一种两段式的可滚动四足机器人，包括躯干、四条结构相同的腿和电控部分；所述躯干为身体中心的矩形箱体，两侧装有固定孔，用于和腿部连接；所述腿分为大腿和小腿；所述大腿为连接躯干的第一段不可变形的部分，由两个完全一样的U形舵机支架十字交叉构成，两者靠螺钉固定，大腿的两端通过螺钉固定在舵机上；所述小腿由两块近似半圆弧的侧板构成，两块侧板平行相对，由支撑柱进行固定；侧板内侧装有舵机；所述电控部分包括：单片机、舵机及其驱动板和六轴传感器；舵机作为关节连接大腿和小腿，躯干上的舵机连接了大腿和躯干；舵机驱动大腿和小腿发生偏转运动，使机器人变形呈圆柱状态。本发明可完成爬行和滚动运动，地形适应性好，结构简单。

技术领域

本发明设计一种具有圆弧腿型结构的四足机器人，具体涉及一种能通过变形实现滚动和爬行的四足机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

发明专利CN102728066A中公开了一种可翻滚四足机器人，该机器人具有圆弧外形的多段躯干结构，在变形成圆型结构后通过控制伺服电机使各部件之间产生偏转运动，实现机器人沿着身体纵向滚动。但是该机器人为了实现变形，在躯干上增加了爬行运动中非必需的自由度，降低了电机使用效率。因为该机器人各关节旋转轴都在一个方向上，所以机器人难以抵御横向干扰，实用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有滚动前进功能的四足机器人。

为达上述目的，本发明一种两段式的可滚动四足机器人，包括躯干、四条结构相同的腿和电控部分，其特征在于：

所述躯干为身体中心的矩形箱体，两侧装有固定孔，用于和腿部连接；

所述腿分为大腿和小腿；

所述大腿为连接躯干的第一段不可变形的部分，由两个完全一样的标准U形舵机支架十字交叉构成，两者靠螺钉固定，材料为铝合金；大腿的两端通过螺钉固定在舵机上；

所述小腿由两块近似半圆弧的侧板构成，两块侧板平行相对，由支撑柱进行固定；侧板内侧装有舵机；小腿能将躯干包围，闭合形成圆形，通过大腿和小腿之间的舵机运动带动机器人滚动；小腿外缘呈圆弧形；小腿的侧板为碳纤维，支撑柱为尼龙柱；小腿采用镂空设计，减轻了质量，降低了舵机扭力的要求，还具有较高的强度；

所述电控部分包括：Aduino mega2560单片机，zx361舵机及其配套驱动板，JY-61六轴传感器；舵机作为关节连接大腿和小腿，躯干上的舵机连接了大腿和躯干；舵机驱动大腿和小腿发生偏转运动，机器人可变形呈圆柱状态。

本发明一种两段式的可滚动四足机器人每条腿装有3个舵机驱动关节旋转，三个关节的旋转轴互相正交，因此可以通过控制舵机的转动完成腿的移动；左右两侧的腿可通过变形闭合成圆形；通过小腿的开闭运动，机器人的移动速度得到较大的提高；对于四条腿，由身体内侧到外侧的关节活动范围都分别是：90度，90度，270度；

规定机器人长边所在直线的方向为机器人前进/后退方向，开有圆孔的一侧为前进方向；则机器人左侧的两条大腿和两条小腿可向下收成互相平行的半圆，右侧的两条大腿和小腿向上收成另一半圆；当传感器监测到躯干为正面向上，则可以控制左侧的两条小腿开闭运动推动机器人前进，当传感器监测到躯干为反面向上，则驱动右侧的两条小腿开闭运动，循环往复，向前滚动；当机器人不发生开闭运动时，机器人整体呈圆柱状。

本发明相对于现有技术的优点在于：一种两段式的可滚动四足机器人可完成爬行和滚动运动，地形适应性好，结构简单。

附图说明

图1为本发明的爬行状态立体示意图。

图2为本发明的爬行状态结构主视图。

图3为本发明的爬行状态结构俯视图。

图4为本发明的滚动状态立体示意图。