[发明专利]步行机器人

说明书

本发明公开了一种步行机器人，包括下平台、中间平台和上平台；所述下平台通过三维平动机构与所述中间平台相连；所述上平台上设置有多个支撑腿，所述上平台与所述中间平台之间通过转动副连接；所述三维平动机构平动过程中，能够使所述下平台和支撑腿交替着地。本发明步行机器人能够实现灵活的转向功能、且具有结构简单、控制简单等优点，可以广泛应用在搬运、载人步行、娱乐等方面。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种步行机器人。

背景技术

多足机器人自由度多、可变性大、结构复杂，所以控制较为繁琐，但在运动特性方面具有独特的优点，良好的步行灵活性使其具有很强的地面适应能力，而其机构学研究作为多足步行机器人机体设计的理论基础也备受关注。

例如，中国专利申请（CN106697103A），公开了一种基于3-RPC 并联机构的多足步行机器人，通过上下平台的两组腿交替支撑机身和向前移动，只要步长的大小满足使机器人重心始终落在起支撑作用的三条腿所确定的三角形区域内，就能使机器人在平面行走时没有倾覆的危险。此发明用3-RPC并联机构实现上平台的空间平动，但其为了获得足够的运动能力，上平台做的相对较大，易发生侧翻；且无法实现机器人的转向，功能单一。

发明内容

基于现存步行机器人功能单一、无法转向等问题，本发明要解决的技术问题是提供一种能够转向、结构简单的步行机器人。

一种步行机器人，包括下平台、中间平台和上平台；所述下平台通过三维平动机构与所述中间平台相连；所述上平台上设置有多个支撑腿，所述上平台与所述中间平台之间通过转动副连接；所述三维平动机构平动过程中，能够使所述下平台和支撑腿交替着地。

在其中一个实施例中，三维平动机构包括四条支链，所述支链包括摆动杆、伸缩杆、连接摆动杆与伸缩杆的移动副、连接伸缩杆与中间平台的第一虎克铰、以及连接摆动杆与下平台的第二虎克铰。

在其中一个实施例中，所述下平台上的四个第一虎克铰、以及中间平台上的四个第二虎克铰均呈正方形分布。

在其中一个实施例中，所述下平台与所述中间平台均为正方形或十字形。

在其中一个实施例中，所述上平台为圆形平台，所述中间平台与上平台之间通过沿两者中心轴线设置的转轴转动连接。

在其中一个实施例中，所述支撑腿设置有四条，四条支撑腿的着地端呈正方形分布。

在其中一个实施例中，所述下平台的尺寸大于所述中间平台的尺寸；所述中间平台的尺寸大于所述上平台的尺寸。

在其中一个实施例中，所述第一虎克铰的每根转动轴线与第二虎克铰的每根转动轴线分别对应平行；所述第一虎克铰和第二虎克铰各自的两根转动轴线相互垂直。

在其中一个实施例中，所述移动副和所述转动副均为主动驱动副。

在其中一个实施例中，所述支撑腿为弧形杆结构。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：上述步行机器人，通过三维平动机构，实现了上平台与下平台的交替平动；通过转动副，实现了上平台的灵活转向功能，从而实现步行机器人整体的行走；上平台可以放置物体，实现机器人的搬运功能。上述的步行机器人具有结构简单、刚度大、增加转向功能、运动学反解较易实现、控制简单等优点，可以广泛应用在搬运、载人步行、娱乐等方面。

附图说明

图1为本发明步行机器人的结构示意图；

图2为本发明步行机器人的部分结构示意图，图示未示出上平台和支撑腿；

附图标记说明：

下平台100；中间平台200；上平台300；