[发明专利]一种液压四足机器人蜂窝夹层轻量化结构

说明书

本发明公开了一种液压四足机器人蜂窝夹层轻量化结构，一种液压四足机器人蜂窝夹层轻量化结构，包括，轻量化板块，为液压四足机器人的连接部和第一支撑部的主体部分，所述轻量化板块上设置有蜂窝槽，所述蜂窝槽中设置有蜂窝芯子；包括左前腿，所述左前腿包括连接部、第一支撑部、第二支撑部和足端，所述第一支撑部和所述连接部连接，所述第二支撑部与第一支撑部连接，所述足端设置于所述第二支撑部端部；本发明可以使足式机器人结构件在强度允许范围内，实现结构的轻量化，可以充分提高机器人步态切换及高速运动的稳定性。

技术领域

本发明涉及液压四足机器人技术领域，尤其是一种液压四足机器人蜂窝夹层轻量化结构。

背景技术

目前国内外在仿生四足机器人研究上已经取得了一定的进展，但现有的四足机器人在结构仿生轻量化方面有所欠缺，多数足式机器人腿部强度过于冗余，造成腿部质量过大，影响整体运动性能。在高速运动过程中尤为显著。因此，各国学者也在材料和结构方面寻求突破。近年来，轻量化高强度的材料及结构受到越来越多人的关注。

结构轻量化是仿生四足机器人研究的一个重要方向。结构轻量化尤其是腿部结构的轻量化可以显著减小腿部转动惯量，在机器人高速运动的情况下可以显著增加机器人动态稳定性。此外也降低了整机控制难度。

虽然目前已经出现较多的仿生四足机器人轻量化方法，但多数结构优化是基于传统机加工并且在仿生机理研究上上有所欠缺。导致整体结构出现外形仿生度较高，但在结构在微小处仿生不能达到期望的效果甚至忽略结构微小处的仿生。

研究表明动物骨骼不是完全的实心，而是一种类似夹心结构，最外层面是骨皮质，骨皮质的是骨骼的主要组成部分，骨质坚硬、致密，抗压及抗扭曲能力强。而内部主要是骨松质。骨松质主要集中在长管装骨的两端，由大量骨小梁相互交织构成，呈海绵状。骨小梁的排列方向与骨所承受的压力和张力的方向一致，因而能承受较大的重量。骨松质配布于长骨的两端，短骨、扁骨和不规则骨的内部。骨松质按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。

另外自然界中较为突出的轻质坚固的结构有蜂窝结构体，研究表明正六角形的建筑结构，密合度最高、所需材料最简、可使空间最大。根据平面投影几何形状，蜂窝夹芯材料可分为六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带六边形等。在这些蜂窝夹芯材料中，以加强带六边形强度最高，正方形蜂窝次之。由于正六边形蜂窝制造简单，用料省，强度也较高，故应用最广。因此要在不大幅度削弱结构强度的条件下实现轻量化，需要进一步提升结构的仿生契合度。四足机器人腿部参照动物骨骼的生物特性，采用夹层结构，才能进一步实现结构的轻量化和提升足式机器人的整体动态特性。

目前应用力学性能较好的轻量化结构为蜂窝夹层结构，夹层与表板一般用胶粘结在一起，也可以用熔焊、焊接连接，形成整体，在总体受力分析中，上下两表面板只承受表面内的拉、压和剪切力，不能承受弯矩和扭矩，而中间夹层只承受垂直于夹层中面的切力。夹层结构的两表板之间距离较大，所以夹层结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多，失稳临界应力显著提高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是现有的四足机器人在结构仿生轻量化方面有所欠缺，多数足式机器人腿部强度过于冗余，造成腿部质量过大，影响整体运动性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种液压四足机器人蜂窝夹层轻量化结构，包括，

轻量化板块，为液压四足机器人的连接部和第一支撑部的主体部分，所述轻量化板块上设置有蜂窝槽，所述蜂窝槽中设置有蜂窝芯子。