[发明专利]一种电驱动仿生四足机器人

说明书

本公开提供了一种电驱动仿生四足机器人。包括躯体组件、两个前腿组件、两个后腿组件、两个前腿关节组件和两个后腿关节组件；前腿组件和后腿组件均包括大腿件和小腿件；前腿关节组件和后腿关节组件均包括：髋关节摇摆电机、摇摆连杆、髋关节旋转电机和膝关节电机；髋关节摇摆电机安装于所述躯体组件上，髋关节摇摆电机通过驱动所述摇摆连杆摆动，带动髋关节旋转电机左右摆动；髋关节旋转电机的输出轴与大腿件相连并驱动大腿件前后摆动；膝关节电机通过膝关节连接杆驱动小腿件前后摆动。本公开将关节的驱动电机集中设置在髋关节位置，降低腿部组件的负重，能够增强腿部组件活动的灵活性，实现机器人的轻便化，有利于运动和平衡的控制。

技术领域

本公开涉及仿生四足机器人，尤其涉及一种电驱动仿生四足机器人。

背景技术

四足仿生机器人的研究长期以来一直是国内外机器人领域研究的热点之一。该类机器人能够在复杂的非结构环境中稳定地行走，可以代替人完成许多危险作业，在军事、矿山开采、核能工业、星球表面探测、消防及营救、建筑业、农林采伐、示教娱乐等行业有着许多潜在的应用前景。四足仿生机器人的研究始于20世纪60年代，产生了许多具有代表性的机器人样机。近几年来，高速、高承载、低能耗、自带动力源的机器人设计成为了四足机器人的研究重点。目前国内外著名的研究成果有美国波士顿动力公司承担研制的BigDog、AlphaDog、LittleDog和猎豹Cheetah，意大利IIT大学研制的HyQ机器人，日本千叶工大米田完教授研制的Hyperion 4机器人，山东大学研制的液压驱动四足仿生机器人等。现有的四足机器人的腿部机械结构几乎都为串联机构组成。这种串联结构简单，控制建模容易，但由于驱动器多安装在腿部，使得下级驱动器成为上级驱动器的负载，驱动能力要求高。国内外对并联腿式机器人的研究多放在单足或双足步行机器人方向。例如日本早稻田大学的WL系列步行椅的设计，广濑研究室的Para-Walker的设计。国内则有燕山大学王洪波等提出的四足/两足可重组步行器的构想。并联式腿结构具有较大的刚度，可提高机器人的载重自重比，但在机构本身的工作空间方面受限，较难完成高速度的行走越障作业。

公开号为CN 101927793 A公开了一种“匍匐与直立运动互变的变结构四足机器人结构”，该四足机器人有机体和固定在上面的四条肢体，每条肢体采用三个舵机控制，舵机间为串联结构，这种结构连接杆件多，结构复杂，不适用于要求小型、轻便的仿生机器人。同时该结构中机体是一个整体，限制了运动的灵活性。

公开号为CN 101811525 A公开了一种“具有质心调整装置的液压驱动四足机器人移动机构”，该机器人机构的在躯干下面布置四条腿，均采用液压驱动，每条腿有具有冗余自由度，增加了机构控制的复杂性。另外液压驱动提高了整套机构的体积和重量，不方便携带运输和拆装。

公开号为CN 101791994 A公开了“一种凸轮驱动控制式四足机器人的行走机构”，机构分为前后腿组件和连接前后腿组件的万向连接组件。其中万向节连接组件仅仅是提供一个被动的运动形式，不能对人为的对其控制，不利于机构的运动和平衡控制。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种电驱动仿生四足机器人。

本公开的技术方案是这样实现的：

一种电驱动仿生四足机器人，包括：躯体组件、两个前腿组件、两个后腿组件、两个前腿关节组件和两个后腿关节组件；

所述前腿组件和所述后腿组件均包括大腿件和小腿件；所述小腿件与所述大腿件可转动地相连；

所述前腿关节组件和所述后腿关节组件均包括：髋关节摇摆电机、摇摆连杆、髋关节旋转电机和膝关节电机；

所述髋关节摇摆电机安装于所述躯体组件上，所述摇摆连杆的一端与所述髋关节摇摆电机的输出轴相连，另一端与所述髋关节旋转电机的壳体相连，所述髋关节摇摆电机通过驱动所述摇摆连杆摆动，带动所述髋关节旋转电机左右摆动；