[发明专利]一种仿生八足特种机器人

说明书

本发明公开了机器人技术领域的一种仿生八足特种机器人，旨在解决现有技术中轮式和履带式机器人在复杂地面环境中运动能力不足的技术问题，一种仿生八足特种机器人，包括躯干，躯干左、右两侧各有四条机械足，所述机械足包括第一行走机构和第二行走机构，第一行走机构通过机架与躯干固连，第二行走机构和第一行走机构分别与电机2的转子和定子连接，第一行走机构和第二行走机构互相配合实现躯干平稳运动。本发明所述仿生八足特种机器人可以通过机构调整，模仿多种八足类生物，如蜘蛛、螃蟹等，整体的运动速度可调，结构紧凑、性能可靠、变化灵活具有越障功能。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种仿生八足特种机器人。

背景技术

轮式和履带式机器人由于移动速度快、运动效率巧、控制方便、性能可靠等优点，一直是地面移动机器人的首选类型。但是，在对复杂地形环境适应性、运动灵活性、运动效率等方面，轮式和履带式机器人都存在明显局限性。人们迫切需求一种能够在复杂环境中作业的机器人，相对于轮式和履带式机器人，多足步行机器人特别是八足机器人有着超强的环境适应能力，同时对地面破坏小、灵活度高，而且其冗余结构也保证了在一条腿失去运动能力的情况下同样保证稳定的行走。优化八足仿生机器人设计，正成为国内外八足仿生机器人的研究热点与难点。目前，国内外对于八足仿生特种机器人的研究还不够深入，机构设计不够优化，只能模仿单一八足类生物的运动且运动速度不可调节，具有很大局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生八足特种机器人，以解决现有技术中轮式和履带式机器人在复杂地面环境中运动能力不足的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种仿生八足特种机器人，包括躯干，躯干左、右两侧各有四条机械足，所述机械足包括第一行走机构和第二行走机构，第一行走机构通过机架与躯干固连，第二行走机构和第一行走机构分别与电机2的转子和定子连接，第一行走机构和第二行走机构互相配合实现躯干平稳运动。

左侧四条所述机械足等距排列，在机构设计与运动副连接上完全相同；右侧四条所述机械足等距排列，在机构设计与运动副连接上完全相同；左、右两侧的机械足在机构设计与运动副连接上完全镜像对称。

所述第一行走机构包括摆杆，摆杆一端与电机1的转子固连，另一端与电机2的定子固连，电机2的转子与第二行走机构固连；电机1的定子与机架固连。

电机1与电机2为带自锁的步进电机。

所述第二行走机构包括T形架，T形架通过第一通孔与电机2的转子固连；T形架的一条横臂与电机3的定子固连，曲柄一端与电机3的转子固连，另一端与连杆铰接，连杆的另一端与摇杆上的第二通孔铰接；T形架的另一条横臂与螺母的凸台上的第三通孔铰接，螺母在丝杠的驱动下沿丝杠轴线上下移动；丝杠一端伸入丝杠支撑座的支撑孔内，另一端通过联轴器与电机4的转子连接，电机4的定子通过第一电机固定架和第二电机固定架与摇杆固连，丝杠支撑座与摇杆固连。

所述摇杆的一端与弹簧固连，弹簧的另一端与足底的平面端固连，足底的另一端为球面。

所述电机3位伺服电机，所述电机4为带自锁的步进电机。

所述第二通孔的轴线与第三通孔的轴线的公垂线与丝杠的轴线平行。

摆杆与曲柄摇杆机构发生相对转动时的自由度J2、曲柄滑块机构中曲柄自由度J3、滚珠丝杠机构中丝杠与螺母构成的自由度J4均位于XOY平面内，摆杆与机架构成的自由度J1位于XOZ平面内。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

（1）本发明所述仿生八足特种机器人可以通过机构调整，模仿多种八足类生物，如蜘蛛、螃蟹等，整体的运动速度可调，结构紧凑、性能可靠、变化灵活具有越障功能；

（2）本发明所述仿生八足特种机器人各机械足上的电机1、电机2、电机3、电机4各自独立互相配合，控制灵活；