[发明专利]一种可灵活转向行进的多足步行机器人

说明书

本发明属于机器人领域，并公开了一种可灵活转向行进的多足步行机器人，包括躯干单元和多个行走腿单元，行走腿单元包括第一支撑架、第一电机驱动模块、第二支撑架、被动足模块和两个腿部推进模块；腿部推进模块包括第二电机驱动模块、大腿和小腿；所述被动足模块包括被动支撑足和被动转动关节，所述被动支撑足固定安装在所述被动转动关节上，所述被动转动关节可转动安装在其中一个所述小腿的下端。本机器人的第一电机驱动模块可以驱动行走腿单元整体旋转从而改变推进平面，再与被动旋转关节和支撑足结合起来，可实现机器人原地360度灵活转向，转向所需力矩极小仅需克服关节摩擦力，腿部推进模块可以实现机器人的行走推进功能。

技术领域

本发明属于机器人领域，更具体地，涉及一种可灵活转向行进的多足步行机器人。

背景技术

足式机器人因其离散支撑方式，使其具备得天独厚的地形适应性，进而使其成为代替人，扩展人的功能的理想载体。具有非常广阔的应用前景，例如：国防军事、抢险救灾、星球表面探测、助老助残、家居助手、安防、教育娱乐等。多个发达国家都将其作为具有战略意义的前沿技术，纷纷投入巨资，支持开展全面和深入的研究工作。例如美国BostonDynamics公司在美国国防先端研究计划署(DARPA)的长期支持下，在2004年至今，发布了多款性能领先的液压四足、两足及电动四足机器人，展示了一定的复杂环境适应能力。引领着足式机器人发展方向。

在已公布的、技术较为成熟的多足机器人中，腿部结构基本采用哺乳构型或昆虫构型，都存在着转弯不灵活，转弯步态控制复杂的不足。

发明内容

本发明针对现有足式机器人转向运动性能较低，控制复杂的不足，目的是提供一种结构简单、容易制造和控制、可原地360度灵活转向的多足步行机器人。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种可灵活转向行进的多足步行机器人，其特征在于，包括躯干单元和安装在所述躯干单元上的多个行走腿单元，其中，

每个所述行走腿单元均包括第一支撑架、第一电机驱动模块、第二支撑架、被动足模块和两个腿部推进模块，其中所述第一支撑架安装在所述躯干单元上，所述第一电机驱动模块安装在所述第一支撑架上，该第一电机驱动模块包括第一电机，该第一电机的电机轴竖直设置并且该电机轴上安装所述第二支撑架，两个所述腿部推进模块均安装在所述第二支撑架上；

每个所述腿部推进模块均包括第二电机驱动模块、大腿和小腿，其中，所述第二电机驱动模块包括第二电机，所述第二电机的电机轴水平设置并且该电机轴上安装所述大腿的上端，所述大腿的下端通过水平设置的第一铰轴铰接所述小腿的上端；

两个所述小腿的下端通过水平设置的第二铰轴铰接在一起；

所述被动足模块包括被动支撑足和被动转动关节，所述被动支撑足固定安装在所述被动转动关节上，所述被动转动关节可转动安装在其中一个所述小腿的下端。

优选地，所述躯干单元优选由多根板材或管材拼接而成，并且整体呈正方形、长方形、正五边形或正六边形。

优选地，对于长方形的躯干单元而言，设置在所述躯干单元上的行走腿单元的个数为四个，并且每个行走腿单元分别设置在长方形的躯干单元的一个顶点处。

优选地，对于长方形的躯干单元而言，设置在所述躯干单元上的行走腿单元的个数为六个，并且躯干单元的每条长边上分别设置三个所述行走腿单元。

优选地，对于正五边形的躯干单元而言，设置在所述躯干单元上的行走腿单元的个数为五个，并且每个行走腿单元分别设置在躯干单元的一个顶点处。

优选地，对于正六边形的躯干单元而言，设置在所述躯干单元上的行走腿单元的个数为六个，并且每个行走腿单元分别设置在躯干单元的一个顶点处。

优选地，所述电机驱动模块还包括安装在所述电机上的编码器和电磁制动器。