[发明专利]同轴五杆机构四足机器人

说明书

本发明创造提供了一种同轴五杆机构四足机器人，包括机器人框架，机器人框架上对称设有结构完全相同的四个腿部五杆机构，腿部五杆机构包括小齿轮a、与所述小齿轮a啮合的大齿轮a、与所述大齿轮a铰接的连杆a、小齿轮b、与所述小齿轮b啮合的大齿轮b、与所述大齿轮b铰接的连杆b，所述大齿轮a和所述大齿轮b同轴，所述小齿轮a和所述小齿轮b与一电机轴连接。本发明创造采用对称的五杆机构代替关节式的仿生腿，可实现现有四足的足端轨迹。取消髋关节的自由度，将其中的大腿连杆设计成一大齿轮，与电机直驱的小齿轮行程形成齿轮系，可有效放大低成本小扭矩电机的有效力矩。本发明创造所述的机器人成本低，体积小。

技术领域

本发明创造涉及一种用于物流运输、星际探测、资源勘测的足类机器人，尤其是涉及一种同轴五杆机构四足机器人。

背景技术

目前，公认的四足机器人是由液压驱动或者昂贵的大扭矩盘式无刷电机驱动的12自由度的四足机器人。由液压或者大扭矩电机驱动仿生腿的髋关节、臀关节和膝关节，画出有效空间里的足端轨迹，实现奔跑、跳跃等步态。但是，液压执行机构的效率也往往很差，例如运动流体中的粘性损失、伺服阀内部泄漏和压力降。为了获得有效的关节扭矩，现有四足增加了质量，减少了有效功率。由于电机的限制，其负载能力也有限制，且成本高昂。

发明内容

为了克服现有的四足成本高、负载能力小、依靠关节驱动和自身重量大、体积大的不足，本发明创造旨在提出一种同轴五杆机构四足机器人，不仅成本低廉，自身重量12.5KG，可在负载5KG的情况下实现奔跑、跳跃和爬坡等动作。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种同轴五杆机构四足机器人，包括机器人框架，所述机器人框架上对称设有结构完全相同的四个腿部五杆机构，所述腿部五杆机构包括小齿轮a、与小齿轮a啮合的大齿轮a、与所述大齿轮a铰接的连杆a、小齿轮b、与小齿轮b啮合的大齿轮b、与所述大齿轮b铰接的连杆b，所述大齿轮a和所述大齿轮b同轴，所述小齿轮a和所述小齿轮b与一电机轴连接。

进一步的，所述连杆a和所述连杆b通过推力球轴承和螺栓夹紧，形成旋转副I。

进一步的，所述连杆a与所述大齿轮a通过推力球轴承和螺栓夹紧，形成旋转副II。

进一步的，所述连杆b与所述大齿轮b通过推力球轴承和螺栓夹紧，形成旋转副III。

进一步的，所述大齿轮b通过轴承和螺栓固定在齿轮固定板上。

进一步的，所述大齿轮a通过轴承和螺栓固定在电机固定板上。

进一步的，所述电机固定在所述机器人框架上，外接法兰联轴器，所述小齿轮a固定在所述法兰联轴器内侧，所述小齿轮b固定在所述法兰联轴器外侧。

进一步的，所述连杆b外部套设有硅胶材料。

进一步的，所述硅胶材料通过螺栓与所述连杆b连接。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：采用对称的五杆机构代替关节式的仿生腿，可实现现有四足的足端轨迹。取消髋关节的自由度，将其中的大腿连杆设计成一大齿轮，与电机直驱的小齿轮行程形成齿轮系，可有效放大低成本小扭矩电机的有效力矩。小齿轮的分度圆直径大于电机最大直径，可将电机全部固定在内部，只留输出轴外伸，可有效减小机器人体积。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例立体方向结构示意图；

图2为本发明创造实施例主视方向结构示意图。

附图标记说明：