[发明专利]一种仿生四足机器人

说明书

本发明公开了一种仿生四足机器人，包括作为四足机器人主体框架和四肢，主体框架的两端铰接于四足机器人的前肢单元和后肢单元，四足机器人的四肢结构相对其主体框架中垂面呈镜像对称，四足机器人前肢、后肢单元包含：转动连接的第一转轴，控制该转轴的第一无刷电机，四足机器人四肢包含膝部支架，膝部支架中包含有转动连接的第三转轴和控制转轴的第二、第三无刷电机；膝部支架与第一转轴固连，从而与前肢单元与后肢单元转动连接；其中，机械腿的上肢通过第三转轴与膝部支架转动连接，机械腿的下肢通过第二转轴与上肢转动连接。通过采用本技术方案，该四足机器人拥有十二自由度，通过协作控制。

技术领域

本发明属于机器人领域，更具体地说，本发明涉及一种仿生四足机器人。

背景技术

随着机器人技术发展，仿生机器人作为其一细分类别在科研、教育、医疗等领域发挥着重要的作用。仿生四足机器人作为仿生机器人的一个类别，以四足动物为模板，作为移动机器人平台，在应对复杂环境乃至特殊地形时拥有相对于传统轮式移动机器人所不具备的优点，有着较高的应用前景与潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种仿生四足机器人的设计方案。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种仿生四足机器人，包括作为四足机器人主体框架和四足机器人四肢，所述主体框架的两端铰接于四足机器人的前肢单元和后肢单元，该前肢单元和后肢单元分别包括：左前肢、右前肢、左后肢、右后肢以及转动连接的第一转轴和控制该转轴的第一无刷电机；四足机器人的四肢结构相对于四足机器人主体框架中垂面呈镜像对称；四足机器人四肢中分别设置有与前肢单元、后肢单元相连接的膝部支架，其中，膝部支架与第一转轴固连，从而与前肢或后肢单元转动连接；四足机器人四肢中还包括用于肢体活动的机械腿。

本发明公开的一种仿生四足机器人，其特征在于，所述机械腿中包括构成机械腿的上肢与下肢；控制上肢和下肢运动的第二无刷电机和第三无刷电机。该上肢和下肢通过第二转轴相连，第二无刷电机和第三无刷电机设在所述膝部支架内，上肢与膝部支架之间设有第三转轴，上肢通过第三转轴与膝部支架转动连接，该第三转轴通过第三同步带与第三无刷电机输出轴进行传动，以控制与第三转轴固连的上肢相对膝部支架转动。所述第一无刷电机的输出端通过第一同步带与第一转轴的轴心进行传动，以控制第一转轴旋转，且控制与第一转轴固连的膝部支架相对前肢或后肢单元转动。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述第三转轴上有与其转动连接的第一连杆。下肢与第一连杆通过第二连杆转动连接，构成铰链丝杆结构。所述第二无刷电机的输出端通过第二同步带与第一连杆传动，以通过铰链丝杆结构控制下肢转动。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述膝部支架中的第二无刷电机和第三无刷电机之间设置有固定结构，该固定结构的侧部设置有用于张紧第三同步带的第一定滑轮，所述膝部支架底部设置有用于张紧第二同步带的第二定滑轮。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述前肢单元与后肢单元为相同的模块设计，所述机械腿结构相对主体框架中垂面呈镜像对称。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述四足机器人的主体框架内设置有控制系统。控制系统内包括中控模块、传感器模块、电机驱动模块。所述传感器模块包括位于机器人转动关节处的霍尔编码器，以反馈关节的位置信息；位于机器人主体的激光雷达与摄像头模组，用于感知机器人周边环境；位于机器人主体的陀螺仪模组，用于反馈机器人主体位姿。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述电机驱动模块总共包括十二个子驱动单元，每个子驱动单元通过关节处霍尔编码器独立闭环控制单个无刷电机，受控于中控模块。

本发明公开的一种仿生四足机器人，所述主体框架内还包括电源模组，电源模组分别设置有第一输出端和第二输出端，且第一输出端为电机驱动模块供电，第二输出端为中控模块、传感器模块供电。