[发明专利]一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人及运行方法

说明书

本发明公开了一种应用于非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人及运行方法，包括两个箱体平台，头部箱体平台后端面与提拉机构前端相连，提拉机构后端与尾部箱体平台相连，提拉机构侧面两端分别与两凸轮相连，两凸轮各自与直驱电机相连，两直驱电机分别与两支撑杆相连，两支撑杆分别与头部箱体平台和尾部箱体平台相连，五个脊椎关节分别两两铰接连接成脊椎整体，脊椎整体两端与头部箱体平台和尾部箱体平台相连，脊椎整体中心关节与提拉机构相连，移动时，直驱电机、伺服电机、髋关节电机和膝关节电机同时动作，从而带动四足机器人腿部转动，实现机器人的前进、后退、拐弯和跨越小坡度障碍,本发明能够代替人在特殊环境下进行工作，适用于多种非结构地形。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体为一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人及运行方法。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人对产业生产模式、生产效率、劳动市场产生了很大的影响。现在，传统机器人应用市场已经趋于饱和，各种各样的仿生机器人应运而生，满足人们的个性化需求。前市场上基于陆上应用的移动机器人多为轮式且采用刚性脊柱连接，对于非结构特殊环境的适应性较差。目前现有的移动机器人有以下几类：

1)轮式

该类型机器人速度快、效率高、运动噪声低。但该类机器人越障能力差、复杂环境下适应性低。

2)履带式

该类型机器人越障能力、复杂环境适应性较强。但速度、效率较低且无法适应高低落差较大地形。

3)双足式

该类型机器人几乎可以适应大部分复杂地形，越障能力强。但行进速度较低且重心不稳定、易侧翻。

因此，需要提供一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人及运行方法，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人，包括箱体平台、提拉机构、凸轮、脊椎关节、直驱电机、柔性弹簧、支撑杆、尾部箱体平台、髋关节法兰、髋关节电机、大腿法兰、大腿电机、大腿、膝关节电机、小腿、跖骨电机、跖骨，所述头部箱体平台后端面与提拉机构前端相连，所述提拉机构后端与尾部箱体平台相连，所述提拉机构侧面两端分别与两组所述凸轮相连，两组所述凸轮分别与两组直驱电机相连，两组所述直驱电机分别与两个支撑杆相连，两个所述支撑杆分别与头部箱体平台和尾部箱体平台相连，五个脊椎关节分别两两铰接连接成脊椎整体，脊椎整体两端分别与头部箱体平台和尾部箱体平台相连，脊椎整体的中心关节与提拉机构相连，所述柔性弹簧安装于脊椎整体内部，所述头部箱体平台和尾部箱体平台侧端面与髋关节法兰相连，所述髋关节法兰与髋关节电机相连，所述髋关节电机的传动轴外端与大腿法兰相连，所述大腿法兰与大腿电机相连，所述大腿电机的传动轴外端与大腿相连，所述大腿与膝关节电机相连，所述膝关节电机的传动轴外端与小腿的一端相连，所述小腿与跖骨电机相连，所述跖骨电机与跖骨相连。

作为本发明的一种优选实施方式，所述头部箱体和尾部箱体处于同一水平面上。

作为本发明的一种优选实施方式，所述大腿和小腿均为空心骨架。

作为本发明的一种优选实施方式，两个所述支撑杆分别设置于脊椎整体两侧。

作为本发明的一种优选实施方式，所述头部箱体平台前端开设有嵌装槽。

本发明还涉及一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人运行方法，所述运行方法如下：

步骤一：使用者发送预设命令后，髋关节电机、大腿电机、膝关节电机同时开始动作，产生扭矩，从而带动脊柱型仿生四足机器人的大腿和小腿转动，实现前进、后退及转向功能；