一种四足仿生机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115194732A(43)申请公布日2022.10.18(21)申请号202210632766.6(22)申请日2022.06.06(71)申请人江苏信息职业技术学院地址214000江苏省无锡市钱藕路1号(72)发明人叶春(74)专利代理机构无锡万里知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32263专利代理师王传林(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J19/02(2006.01)B62D57/032(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种四足仿生机器人(57)摘要本发明公开了一种四足仿生机器人，包括身躯及四组仿生物腿部结构，每条仿生物腿部结构使用三颗直流无刷电机与皮带驱动，以逆向运动学算出三颗直流无刷电机的各轴角度并控制电机，完成前进、匍匐等动作。其中第一直流无刷电机与第二直流无刷电机相差90度，第三直流无刷电机的位置平行于第二直流无刷电机并使用皮带与皮带轮驱动支撑小腿，减少支撑小腿末端的转动惯量。小巧的机身与腿式结构可以在崎岖不平的地形如:石子地、泥地、草丛等复杂地形进行探索。本发明的四足仿生机器人可以远程控制，依探索需求加装各种传感器，配合WIFI传回使用者端，代替人类进入高危险环境进行侦察搜救，减少人员的伤亡。CN115194732ACN115194732A权利要求书1/1页1.一种四足仿生机器人，其特征在于：包括身躯（15）及四组仿生物腿部结构（16），两组仿生物腿部结构（16）分别安装在身躯（15）的前后两端；所述仿生物腿部结构（16）包括第一直流无刷电机（1）、第二直流无刷电机（3）、第三直流无刷电机（5）、定位轴承（7）、皮带连接件（8）、皮带轮（9）和支撑小腿（11），其中第一直流无刷电机（1）安装在外壳（12）上，第一直流无刷电机（1）和第二直流无刷电机（3）通过第一电机连接件（2）连接，且第一直流无刷电机（1）的转动轴和第二直流无刷电机（3）的转动轴相互垂直，第二直流无刷电机（3）和第三直流无刷电机（5）通过第二电机连接件（4）连接，且第二直流无刷电机（3）的转动轴和第三直流无刷电机（5）的转动轴位于同一直线上；第三直流无刷电机（5）上设有定位键（6），定位键（6）的外端穿入皮带连接件（8）的前端，定位轴承（7）套装在定位键（6）上并安装在皮带连接件（8）内，皮带轮（9）穿套在皮带连接件（8）后端的轴上，皮带套装在定位轴承（7）和皮带轮（9）上；支撑小腿（11）的顶部固定在皮带轮（9）上，支撑小腿（11）的底部连接脚掌；所述身驱（15）包括外壳（12）和支撑骨架（14），支撑骨架（14）设置在外壳（12）内，外壳（12）内设有主控计算机和电池，主控计算机内设有以Python进行编写的腿部逆向运动学程序；操作者通过蓝牙控制器、无线遥控器或者计算机远程发送指令给主控计算机，主控计算机接收指令并通过腿部逆向运动学程序将支撑小腿（11）的末端点的笛卡尔坐标转换为第一、第二、第三直流无刷电机的转动角度，控制第一、第二、第三直流无刷电机转动，从而控制机器人的姿态。2.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述支撑小腿（11）上宽下窄，支撑小腿（11）整体为上部和下部方向相互垂直的H型钢结构，支撑小腿（11）的顶部固定在皮带轮（9）的两侧，支撑小腿（11）的材质为铝合金，由CNC削切加工处理得到。3.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述外壳（12）上设有GPIO端口和USB接口，摄影机及传感器安装在外壳（12）上并接入相应的接口。4.根据权利要求3所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述传感器包括人体红外线传感器、烟雾传感器和温湿度传感器。5.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述外壳（12）上设有主控计算机电源开关和电机紧急断电开关。6.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述皮带连接件（8）的外侧设有挡板（10）。7.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述支撑骨架（14）和皮带连接件（8）的材质为POM，外壳（12）的材质为铝合金。8.根据权利要求1所述的四足仿生机器人，其特征在于：所述外壳（12）内设有电池仓（13），电池安装在电池仓（13）中，所述电池为7颗3.7V的18650锂电池，搭配24V20A的锂电池保护板，并以24V转5V的降压电路给主控计算机和第一、第二、第三直流无刷电机提供能源。2CN115194732A说明书1/4页一种四足仿生机器人技术领域[0001]本发明涉及机器人领域，具体为一种四足仿生机器人。背景技术[0002]随着机器人技术的不断发展，移动机器人逐渐成为应用和研究重要的角色，移动机器人又可分为轮式、履带式和腿足