[发明专利]一种企鹅仿生机器人及行走方法

说明书

本发明公开了一种企鹅仿生机器人由外壳部装、躯干部装、腿部部装和翅膀部装组成；其中，每个腿部部装有2个自由度，每个翅膀部装也有2个自由度，整个腿部部装和翅膀部装安装在躯干上，在髋关节电机及减速器驱动下，腿部部装可以绕电机轴线即Z轴旋转，在踝关节电机及减速器驱动下，脚底板可以绕电机轴线即X轴旋转；在Y轴驱动舵机驱动下，翅膀可以绕舵机轴线即Y轴旋转；在X轴驱动舵机驱动下，翅膀可以绕舵机轴线即X轴旋转；在Y、X轴线两个舵机的同时配合驱动下，能够模拟企鹅翅膀的运动。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，更为具体地讲，涉及一种企鹅仿生机器人及行走方法。

背景技术

现有的企鹅仿生机器人分为两大类，观赏型机器人和实用型机器人。

观赏型机器人主要依靠外形吸引人群，使用热固性塑料制造一个企鹅外壳，刷上颜料就能很逼真，其仿生效果好，但其缺点是：功能单一，过于看重企鹅的实体，一些功能性元件无法配置，缺乏与人们之间的互动性，因此观赏型的企鹅机器人只能当做一个模型或者是装饰品使用。

实用型企鹅仿生机器人，为了防止企鹅仿生机器人倾倒而导致的机器人整体的损坏，采用了四轮底盘驱动设计，相当于在一个货车上面搭载了一个拥有各式各样传感器的人机交互模块。实用型企鹅仿生机器人有很强大的功能，还存在的缺点是：不能体现出企鹅仿生机器人的仿生特点，过于看中功能，整个机器人的规划都是基于零部件，而不是按照企鹅的实体尺寸来进行设计。而且对于企鹅仿生来说，最重要的其实就是企鹅的仿生步态，这是一个极为重要的技术要点，也是技术难点。但现在的功能型仿生机器人都是通过四轮驱动来行动，不能逼真实现模仿企鹅的步态。

专利CN106313064B，提供了一种企鹅仿生机器人，包括躯干组件、手臂组件、脚部组件及头部组件，所述躯干组件包括躯干支撑架、安装于躯干支撑架上的脚部驱动轴、电源及驱动电机、及安装于躯干支撑架底部的底盘组件；所述脚部组件包括上端借助曲柄与脚部驱动轴活动连接的脚支撑臂，所述脚支撑臂的下端安装有脚支撑板，所述躯干支撑架上安装有横向定位杆，所述横向定位杆的端部置于所述脚支撑臂的竖向滑槽中，脚支撑臂由脚部驱动轴及曲柄驱动时，脚支撑臂的上端绕着所述脚部驱动轴转动的轨迹为圆形，其下端的轨迹为椭圆轨迹。该企鹅仿生机器人能够模拟企鹅的行走步态，仿生效果好，使机器人能够应用于现场实际迎宾，实用性高。

然而，专利CN106313064B虽然能摆动向前移动，但其其本质任然是轮式移动，而不是真正的腿式行走。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种企鹅仿生机器人，在控制电机数量的同时，通过电机带动企鹅仿生机器人迈腿行走。

为实现上述发明目的，本发明一种企鹅仿生机器人，其特征在于，包括：外壳部装、躯干部装、腿部部装、翅膀部装；

所述外壳部装，能够做成各种卡通或真实企鹅形状，由翅膀部装的两个转动运动配合，逼真的模拟企鹅翅膀的运动；

所述躯干部装，包括躯干支架、控制单元、电池、编码器、控制节点板和安装支架；其中，控制单元、电池、编码器、控制节点板都通过安装支架固定到躯干支架上；编码器作用为反馈关节转动角度，以便控制器判断腿部姿态，髋关节、踝关节通过编码器各感知一个编码器。控制单元通过支架支撑固定到躯干支架，电池通过两个C型支架固定到躯干支架上

所述腿部部装，包括两条腿部，每个腿部有2个自由度；每条腿部均包括：髋关节电机及减速器、大腿、踝关节电机及减速器、脚踝、脚底板、髋关节编码器部件和踝关节编码器；

其中，髋关节电机及减速器又包括：髋关节电机、髋关节电机减速器连接法兰和髋关节减速器；髋关节电机通过螺钉固定到髋关节电机减速器连接法兰上，髋关节减速器通过螺钉固定到髋关节电机减速器连接法兰的另一侧，以此组成髋关节电机及减速器部装；