[实用新型]一种气电混合驱动的新型四足机器人

说明书

本实用新型公开了一种气电混合驱动的新型四足机器人，包括依次相连的机器人躯干部、两组髋关节机构、四组腿部机构与腿部切换机构、以及足部机构，本实用新型在四足机器人前进方向的躯干两侧分别设置一对腿部机构、以及带动腿部机构直线水平平移的髋关节机构，并在腿部机构内设一直线垂直平移机构，垂直平移机构通过带动腿部机构上下移动实现抬腿，水平平移机构交替运转与垂直平移机构配合运转，实现四足步态的行走，使得在行走的过程中不需要像四足动物一样有屈膝动作，因此更加节省能量，同时对控制难度要求大大降低，可靠性大大提高。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种气电混合驱动的新型四足机器人。

背景技术

作为一种适用于平坦地面与野外复杂地形的移动平台，四足机器人能被广泛的运用在军事和民用领域，在军事用途中，机器人可以代替人类从事危险任务，在民用领域，可以代替人类执行复杂环境下的搬运任务或安全巡逻，是未来机器人领域重要的发展方向。

目前四足机器人的腿部大多数模仿动物的腿部，也就是“肘”和“膝”，这种结构会导致在静止站立状态电机需要支出相应的扭矩来克服自身重力，不可避免的带来能量损耗，同时由于“肘”和“膝”关节，导致了控制实现的困难。

实用新型内容

为了克服现有技术中仿生四足机器人在静止站立状态需要消耗能量、四足机器人控制难度大等不足与难题，本实用新型旨在提供一种气电混合驱动的新型四足机器人，该机器人通过高压气源与24V直流电作为能量输入，将“肘”和“膝”简化为两个直线机构，直接控制两直线机构便可实现迈腿行走，通过八个直线机构的配合控制就可以实现四足步态；通过腿部与足部的切换结构，实现四足机器人在复杂环境下的行走任务。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种气电混合驱动的新型四足机器人，包括依次相连的机器人躯干部、两组髋关节机构、四组腿部机构、以及足部机构；

其中，机器人躯干部为由铝制方管焊接而成框架体，其构成四足机器人骨架；

其中，髋关节机构沿着四足机器人前进方向对称分布在机器人躯干部两侧，髋关节机构用于带动腿部机构沿着四足机器人前进方向直线水平平移，每组髋关节机构包括驱动电机、两组电机同步带及其配套的同步带轮、两组上下平行的导轨及其匹配的两个滑块I，每组髋关节机构对应两组腿部机构，每组电机同步带对应一组腿部机构，导轨固定安装在机器人躯干部的框架上，滑块I沿着导轨直线往复运动，滑块I与腿部机构相接；电机同步带的外侧带固定安装夹板，夹板与腿部机构相连，电机同步带通过夹板向腿部机构输出动力；

其中，腿部机构末端与足部机构连接，腿部机构包括可垂直伸缩的腿部本体，腿部本体由并列分布的直线长气缸、铝方管以及U型材构成，直线长气缸的活塞杆末端通过连接件与足部机构固定相连，直线长气缸的缸筒末端通过固定支座与U型材末端固定相连，铝方管的底端通过连接件与足部机构固定相连；

其中，每组腿部机构上设置一组腿部切换机构，腿部切换结构包括连接板、切换板、弹簧气缸、固定块、切换固定块，其中连接板将切换板与弹簧气缸相连，切换板通过弹簧气缸的动作实现弹出收回功能，固定块置于U型材内侧，使用螺栓将弹簧气缸固定在U型材上，切换固定块固定在铝方管上端，其凸起处与切换板配合；

其中，每组足部机构包括两个足部特定机构I、直线短气缸、两组线性滑轨、足部特定机构II，足部特定机构I为底部为弧形的坡地行走脚掌，足部特定机构II为长条形的平地行走脚掌，足部特定机构I对称位于左右两侧、足部特定机构II位于两足部特定机构I 之间，直线短气缸的活塞杆末端与足部特定机构II顶部中间固定相连，直线短气缸缸筒与铝方管末端固定相连内，线性滑轨竖立安装在足部特定机构II顶部两侧，线性滑轨上安装与之对应的滑块II，滑块II侧端与足部特定机构I固定相连。