[发明专利]基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人

权利要求书

1.基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：包括：机身(1)、四个髋关节(10)和四组腿足结构；每组所述腿足结构包括：一个多级电动缸、一个单级电动缸和一个伺服电机旋转关节；

所述髋关节(10)和所述腿足结构一一对应，一个髋关节(10)和一组腿足结构组成一套单腿机构，四套单腿机构分别安装在机身(1)上；

每套所述单腿机构中：所述髋关节(10)通过旋转轴A(11)分别与机身(1)和伺服电机旋转关节相连，所述伺服电机旋转关节用于驱动所述髋关节(10)绕所述旋转轴A(11)的轴线转动；所述多级电动缸的缸筒通过旋转轴B(12)与髋关节(10)相连，所述单级电动缸的作动端与所述多级电动缸的缸筒相连，用于驱动所述多级电动缸的缸筒绕所述旋转轴B(12)的轴线转动；其中旋转轴A(11)和旋转轴B(12)分别沿所述机身(1)的左右方向和前后方向设置；

所述髋关节(10)绕所述旋转轴A(11)的转动实现所述单腿机构的前后摆动；所述多级电动缸绕所述旋转轴B(12)的转动实现所述单腿机构的左右摆动；所述多级电动缸通过自身的伸缩实现所述单腿机构的抬腿和落腿运动。

2.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述伺服电机旋转关节包括：伺服电机(13)和行星齿轮减速机(14)；

所述髋关节(10)位于所述机身(1)上的髋关节安装槽内，所述髋关节(10)为矩形框架结构；所述旋转轴A(11)分为两部分，分别与髋关节(10)位于机身(1)前后方向上的两条侧边相连；其中一条侧边上的旋转轴A(11)与所述行星齿轮减速机(14)相连，另一条侧边上的旋转轴A(11)通过轴承支撑在所述机身(1)上。

3.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述单级电动缸包括：单级电动缸缸筒(6)、单级电动缸缸杆(7)和内置同轴伺服电机；

所述单级电动缸的缸筒(6)通过十字轴万向节(9)与所述机身(1)连接，单级电动缸缸杆(7)与多级电动缸缸筒位于机身(1)前后方向上的一个侧面连接，通过所述单级电动缸缸杆(7)的伸缩推拉多级电动缸缸筒，使多级电动缸绕旋转轴B(12)的轴线转动。

4.如权利要求3所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述单级电动缸的缸筒(6)通过十字轴万向节(9)与所述机身(1)连接，单级电动缸缸杆(7)向上倾斜后与多级电动缸缸筒位于机身(1)前后方向上的一个侧面连接，即多级电动缸绕旋转轴B(12)轴线的转动由单级电动缸斜拉驱动。

5.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述多级电动缸包括：多级电动缸缸筒(2)、多级电动缸外活塞(3)、多级电动缸内活塞(4)和多级电动缸伺服电机(5)；

所述多级电动缸外活塞(3)的一端与多级电动缸缸筒(2)相连，另一端与多级电动缸内活塞(4)相连；所述多级电动缸伺服电机(5)用于控制多级电动缸外活塞(3)和多级电动缸内活塞(4)的伸缩。

6.如权利要求1或5所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述多级电动缸的缸筒内置位移传感器和拉压力传感器。

7.如权利要求1或3或4所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述单级电动缸的缸筒内置位移传感器和拉压力传感器。

8.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述机身(1)上搭载有环境感知传感器和/或作业工具。

9.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：四套单腿机构呈矩形分布且对称安装在机身(1)上。

10.如权利要求1所述的基于多级电动缸并联式腿足结构的电动四足机器人，其特征在于：所述四足机器人的运动控制由一个上位主控计算机和四个下位嵌入式控制器完成；四个下位嵌入式控制器分别对应控制四套单腿结构。