[实用新型]一种具有柔性腰的四足行走机器人

说明书

本实用新型公开了一种具有柔性腰的四足行走机器人，本实用新型中位于前端的两条腿部结构通过一组左右腿连接控制机构连接，位于后端的两条腿部结构通过另一组左右腿连接控制机构连接，前后端两条腿部结构之间通过柔性腰部连接机构相连；左右腿连接控制机构中的伺服电机Ⅰ控制腿部机构中的髋关节机架拥有一个左右转弯自由度；腿部机构中的大腿杆和小腿杆在伺服电机Ⅱ的驱动下，具有两个自由度，实现足端杆抬脚及前行两个动作；柔性腰连接机构用于实现俯仰、偏移、伸缩。本实用新型与传统的轮式机器人相比，在足端行走以及柔性腰部的双重作用下，该机器人能在较小的空间内实现较大范围的转动，具有一定的减震能力，以及较高的稳定性，更能适应地形复杂的路面。

技术领域

本实用新型一种具有柔性腰的四足行走机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

随着机器人技术的飞速发展，机器人应用的领域越来越广，而行走机器人又是机器人家族中一类特殊的机器人。在行走机器人这个领域里，美国波士顿动力公司拥有较为顶级的技术，因此生产出在机器人行业中具有代表性的BigDog机器人。该机器人能在多种复杂的地形中行走并具有较强的抗侧向扰动能力。与传统的轮式机器人相比，足式机器人具有无可比拟的优势。虽然基于仿生的足式机器人机构比较复杂，足部的自由度比较多，但其行走过程中足端支撑点是离散的，所以该种机器人能在极其不规则的路面上行走，具有极强的适应能力。目前为止，已经有很多足式四足机器人问市，但是很多机器人的腰部都是刚性的。即使采用柔性腰部，但大部分机构都是采用柔性材料代替原本的刚性材料，不能彻底的做到腰部的柔性。此外这类机器人在减震动和稳定性方面有虽有一定的提高，但在控制机器人运动方面仍然存在一定的缺陷。

发明内容

本实用新型提供了一种具有柔性腰的四足行走机器人，以用于机器人能在较小的空间内实现较大范围的转动等。

本实用新型的技术方案是：一种具有柔性腰的四足行走机器人，包括两组结构相同的左右腿连接控制机构1、柔性腰连接机构2、四条结构相同的腿部机构3、电源箱Ⅰ30a、电源箱Ⅱ30b；其中，位于前端的两条腿部结构3通过一组左右腿连接控制机构1连接，位于后端的两条腿部结构3通过另一组左右腿连接控制机构1连接，前后端两条腿部结构3之间通过柔性腰连接机构2相连；电源箱Ⅰ30a、电源箱Ⅱ30b用于供电；左右腿连接控制机构1中的伺服电机Ⅰ4控制腿部机构3中的髋关节机架12拥有一个左右转弯自由度；腿部机构3中的大腿杆16和小腿杆19在伺服电机Ⅱ26的驱动下，具有两个自由度，实现足端杆21抬脚及前行两个动作；柔性腰连接机构2用于实现俯仰、偏移、伸缩。

所述左右腿连接控制机构1包括：对称布置的伺服电机Ⅰ4、伺服电机支撑架5、支架定位套筒6、高强度轴承7、轴承内圈上支架8a、轴承内圈下支架8b、轴承外圈上支撑架10a、轴承外圈下支撑架10b、联轴器Ⅰ11，及将对称布置的左右伺服电机支撑架5进行连接的左右腿部上连接钢板9a，将对称布置的左右轴承外圈下支撑架10b进行连接的左右腿部下连接钢板9b；其中，轴承内圈上支架8a和轴承内圈下支架8b通过螺丝连接并限制高强度轴承7内圈的前后左右移动，伺服电机支撑架5与轴承外圈上支撑架10a之间通过支架定位套筒6来定位尺寸间隙，伺服电机支撑架5、轴承外圈上支撑架10a以及轴承外圈下支撑架10b通过长螺丝进行连接并且通过长螺丝限制高强度轴承7外圈的左右移动，伺服电机Ⅰ4固定在伺服电机支撑架5上，伺服电机Ⅰ4转轴以键连接的方式与联轴器Ⅰ11一端相连，联轴器Ⅰ11另一端通过螺钉固定在轴承内圈上支架8a上，左右腿部上连接钢板9a、左右腿部下连接钢板9b之间通过螺丝来连接。

所述柔性腰连接机构2包括：虎克铰Ⅰ27a、虎克铰Ⅱ27b、两个连接钢件28、液压缓冲器29；其中，虎克铰Ⅰ27a一端与一个连接钢件28一端、虎克铰Ⅱ27b一端与另一个连接钢件28一端通过焊接的方式进行连接，两个连接钢件28另一端通过液压缓冲器29连接，虎克铰Ⅰ27a另一端、虎克铰Ⅱ27b另一端分别与前后端腿部机构3中的髋关节机架12通过焊接的方式进行连接。