[发明专利]一种用于仿生机器人的并联腿结构及仿生机器人

说明书

本发明提供一种用于仿生机器人的并联腿结构及仿生机器人，该并联腿结构包括外摆电机、U型架、腿杆组件和两个腿杆电机，外摆电机用于与机器人的机身本体固定，外摆电机的输出端与U型架的端部固定连接；两个腿杆电机的外壳分别固定在U型架的两个侧臂上，且两个腿杆电机的输出轴同轴设置；腿杆组件包括第一腿杆、第二腿杆、踝部关节、足部、两个大腿动力臂和两个膝部关节，两个膝部关节分别位于腿杆电机输出轴轴线的两侧，两个大腿动力臂的第一端分别与两个腿杆电机的输出端固定连接，两个大腿动力臂的第二端通过膝部关节分别与第一腿杆的第一端和第二腿杆的第一端连接。该并联腿结构的腿杆组件在竖直平面内可转动，使机器人具备多种运动模式。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种用于仿生机器人的并联腿结构及仿生机器人。

背景技术

四足步行机器人近年来成为研究热点，主要因为它仿照多足爬行动物和多足哺乳动物的结构及功能，充分结合了仿生学及机器人学的先进技术，具有很多传统轮式和传统履带式机器人所不具备的优良性能。

在四足机器人中，并联腿结构相对于串联腿结构大大提高了机器人的结构强度和稳定向，对机器人的载重/自重比有着非常重要的意义；并且并联腿结构可以实现自身重力的并联分配，从而提高了机器人的承载能力。

随着四足机器人技术的发展，其应用领域也越来越广。目前在一些环境较恶劣的工作场合，一般采用机器人代替人工进行工作，这就要求机器人具有一定的环境自适应能力。而目前的四足机器人所应用的并联腿结构，其虽然具备了较高的刚度及承载能力，但其能够为机器人提供的运动模式比较单一，满足不了机器人对不同工作环境的运动模式的需求。因此，如何使并联腿结构具备多种工作状态，进而使机器人具备多种工作模式，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于仿生机器人的并联腿结构及仿生机器人，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种用于仿生机器人的并联腿结构，所述并联腿结构包括外摆电机、U型架、腿杆组件和两个腿杆电机，

所述外摆电机的外壳用于固定在所述机器人的机身本体上，所述外摆电机的输出端与所述U型架的端部固定连接，以使所述U型架与所述输出端同步旋转；

所述两个腿杆电机的外壳分别固定在所述U型架的两个侧臂上，且两个所述腿杆电机的输出轴同轴设置；

所述腿杆组件包括第一腿杆、第二腿杆、踝部关节、足部、两个大腿动力臂和两个膝部关节，所述两个膝部关节分别位于所述腿杆电机输出轴轴线的两侧，所述两个大腿动力臂的第一端分别与两个腿杆电机的输出端固定连接，所述两个大腿动力臂的第二端通过膝部关节分别与所述第一腿杆的第一端和第二腿杆的第一端连接，所述第一腿杆的第二端和第二腿杆的第二端通过所述踝部关节连接，所述两个腿杆电机用于驱动所述腿杆组件在竖直平面上转动；

所述足部固定在所述第二腿杆的末端。

在本发明的一些实施例中，所述腿杆组件还包括两个大腿支撑臂，所述两个大腿支撑臂的一端分别与两个所述膝部关节连接，所述两个大腿支撑臂的另一端分别与所述两个腿杆电机的外壳固定连接，所述大腿支撑臂与所述外壳之间设有轴承，以使所述大腿支撑臂可绕所述腿杆电机的输出轴轴线转动。

在本发明的一些实施例中，所述膝部关节包括支撑轴，所述大腿动力臂和大腿支撑臂均与所述支撑轴连接，所述大腿动力臂和大腿支撑臂与所述支撑轴之间均具有轴承，以使所述大腿动力臂和大腿支撑臂可绕所述支撑轴的轴线转动。

在本发明的一些实施例中，所述足部与所述第二腿杆之间设有六维力传感器。

在本发明的一些实施例中，所述踝部关节包括轴承座、轴承和连接轴，所述轴承座与所述第二腿杆固定连接，所述连接轴与所述第一腿杆固定，通过轴承用于支撑所述连接轴。