[发明专利]一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构

说明书

本发明涉及机器人技术领域。目的是提供一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构，该结构应具有适应性好、可靠性高的特点。技术方案是：一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构，其特征在于：该结构包括包括规则排列的若干花瓣形脊柱节、对两两相邻的脊柱节进行分别进行连接的若干多自由度万向节、依次穿越所有脊柱节且同时连接这些脊柱节的若干气动肌肉、用于向各气动肌肉分别供气的气源；所述脊柱节上设有若干供气动肌肉穿插固定的通孔。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构。

背景技术

多足机器人在当前获得了大范围的应用，其中包括未知地形考察、外星球探索、灾情险情救援、军事目的等。面对复杂的地形和未知的环境，机器人需要具有优良的环境适应能力和自主运动能力，目前，国内外研究学者对机器人的腿部步态实现及机构设计也做了深入研究，并提出了改善腿部结构而促进机器人运动的技术。

在腿部结构方面，已尝试增加多个自由度、装配多种传感器、采用可调节的形体结构、腿部运动的同时带动身体躯干部分配合运动等多种方式，并且对各种结构都进行了探索，结果发现机器人在运动过程中仍存在运动不稳定、运动速度较慢等缺点。而刚性机器人在运动过程中存在的局限性较大，包括步态不稳定、运动过程中产生的冲击较强、在遇到复杂地形时运动速度较慢等问题，在实际环境中的适应性有限。因此在增强机器人的运动能力方面仍需要做进一步的深入研究。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构，该结构应具有适应性好、可靠性高的特点。

本发明的技术方案是：

一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构，其特征在于：该结构包括包括规则排列的若干花瓣形脊柱节、对两两相邻的脊柱节进行分别进行连接的若干多自由度万向节、依次穿越所有脊柱节且同时连接这些脊柱节的若干气动肌肉、用于向各气动肌肉分别供气的气源；所述脊柱节上设有若干供气动肌肉穿插固定的通孔。

所述气源包括若干气泵，每个气泵通过输气管连通一条气动肌肉。

所述万向节固定在脊柱节的中心，气动肌肉均匀布置在万向节的周围。

所述万向节包括固定在脊柱节端面的两个节叉以及可转动地定位在两个节叉中的十字轴。

所述脊柱节的中心设有固定节叉的沉孔，通孔均匀布置在沉孔的四周。

本发明的有益效果是：

本发明采用模拟动物脊柱弯曲的方式，通过气动肌肉的收缩实现脊柱的弯曲，具有结构简单、传动性能好、整体可靠性高等特点，能够提高机器人移动的速度和稳定性，解决了机器人在复杂地形运动时运动性差、不稳定的缺陷。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中脊柱节的立体结构示意图。

图3是本发明中万向节的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，一种用于多足机器人的仿生柔性脊柱结构，包括若干脊柱节1、若干气动肌肉3以及气源。

所述脊柱节的两侧端面的中心设有沉孔3.2，沉孔的周围均匀布置若干通孔3.1，脊柱节的横截面与花朵形状类似。所有的脊柱节从前往后依次排列，两两相邻的脊柱节之间均通过一万向节2连接，每条气动肌肉分别依次穿过各个脊柱节上的对应通孔并且与通孔固定，这些气动肌肉均匀布置在万向节的周围。所述气动肌肉由气源驱动，气动肌肉充气时会发生收缩，使得脊柱节依靠万向节进行摆动。