[发明专利]两足和四足可切换的变拓扑机器人

说明书

本发明提供了一种两足和四足可切换的变拓扑机器人，包括手臂、腿部、控制系统以及躯干，所述手臂与躯干的上端连接，所述腿部与躯干的下端连接，所述控制系统与躯干连接，其中，机器人的手臂具有6个自由度，机器人的腿部具有7个自由度，躯干背后为机器人的控制系统以及传感器组件，用于控制各个关节的运动，探测周围地形与环境，本发明能够在控制系统的控制下能够在四肢外骨骼模式和四足行走探测模式之间进行切换。在四肢外骨骼模式下，能够满足穿戴者人体活动的灵活性需求，提高穿戴者的跳跃能力、负载能力和奔跑速度；在四足行走探测模式下，能够利用相机和激光雷达等传感器，执行自主的移动探测任务，结构灵活简单，实用性强。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种两足和四足可切换的变拓扑机器人。

背景技术

外骨骼机器人是基于机构学、传感器技术、人机工程、计算机技术和智能控制技术等的典型人机一体化系统，可以给穿戴者提供多种帮助，尤其在军事领域有突出作用，有积极的推广意义。

随着仿生机构学、控制技术、驱动技术和人机工程学的不断进步，外骨骼机器人也在不断发展进步，但现有的大多数外骨骼机器人多用于医疗康复领域，仅有下肢外骨骼结构且结构复杂，体型笨重，结构固定，不能满足不同穿戴者的要求。针对现有外骨骼机器人存在的缺陷，本专利提出一种两足和四足可切换的变拓扑机器人。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：201820258533.3，名称为：智能外骨骼机器人的外骨骼结构，该技术包括：用于固定人体上肢的上肢结构、用于固定人体下肢的下肢结构和用于连接上肢结构和下肢结构的背部结构。其中：上肢结构包括肩部件、大臂部件和小臂部件，大臂部件设有向内侧凸起的第一固定部，小臂部件设有向内侧凸起的第二固定部，第一固定部与第二固定部之间设有用于承托人体肘部的弹性连接的托盘。但该外骨骼机器人不适用于战场环境，无法实现机器人的自主行走，只能在机器人被穿戴状态下才可以运动。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种两足和四足可切换的变拓扑机器人。

根据本发明提供的一种两足和四足可切换的变拓扑机器人，包括手臂、腿部、控制系统以及躯干；

所述手臂与躯干的上端连接，所述腿部与躯干的下端连接，所述控制系统与躯干连接；

机器人包括四肢外骨骼模式和四足行走探测模式，在控制系统的控制下机器人能够在四肢外骨骼模式和四足行走探测模式之间进行切换。

优选地，所述手臂包括背关节、背部连杆、肩关节、大臂、肘关节、小臂以及手腕；

所述背部连杆的一端通过背关节与躯干的上端连接，所述背部连杆的另一端通过肩关节与大臂上端连接，所述大臂的下端通过肘关节与小臂上端连接，所述手腕安装在小臂的下端。

优选地，所述大臂、小臂分别采用滑轨结构，所述大臂、小臂分别能够通过滑轨结构调整长度。

优选地，所述背关节、肩关节、肘关节分别采用旋转电机。

优选地，所述腿部包括腰关节、腰部连杆、髋关节、大腿、膝关节、小腿、踝关节以及足部；

所述腰部连杆的一端通过腰关节与躯干的下端连接，所述腰部连杆的另一端通过髋关节与大腿的上端连接，所述大腿的下端通过膝关节与小腿的上端连接，所述足部通过踝关节安装在小腿的下端。

优选地，所述大腿、小腿分别采用滑轨结构，所述大腿、小腿分别能够通过滑轨结构调整长度。

优选地，所述腰关节、髋关节、膝关节、踝关节分别采用旋转电机。

优选地，将人体高度的方向定义为Z向，将人体左右的方向定义为Y向，将人体前后的方向定义为X向，则所述背关节、腰关节在外力的驱使下分别能够绕Z向转动；