一种具有柔性腰的四足行走机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108657307A(43)申请公布日2018.10.16(21)申请号201810628820.3(22)申请日2018.06.19(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人伞红军陈浩张道义普江华吴鹏葛天佑臧家秀(51)Int.Cl.B62D57/032(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种具有柔性腰的四足行走机器人(57)摘要本发明公开了一种具有柔性腰的四足行走机器人，本发明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。本发明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。CN108657307ACN108657307A权利要求书1/2页1.一种具有柔性腰的四足行走机器人，其特征在于：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Ⅰ（30a）、电源箱Ⅱ（30b）；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）之间通过柔性腰部连接机构（2）相连；电源箱Ⅰ（30a）、电源箱Ⅱ（30b）用于供电；左右腿连接控制机构（1）中的伺服电机Ⅰ（4）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Ⅱ（26）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。2.根据权利要求1所述的具有柔性腰的四足行走机器人，其特征在于：所述左右腿部连接控制机构（1）包括：对称布置的伺服电机Ⅰ（4）、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）、轴承外圈下支架（10b）、联轴器Ⅰ（11），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，轴承内圈上支撑架（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Ⅰ（4）固定在伺服电机支撑架（5）上，伺服电机Ⅰ（4）转轴以键连接的方式与联轴器Ⅰ（11）一端相连，联轴器Ⅰ（11）另一端通过螺钉固定在轴承内圈上支撑架（8a）上，左右腿上连接钢板（9a）、左右腿下连接钢板（9b）之间通过螺丝来连接。3.根据权利要求1所述的具有柔性腰的四足行走机器人，其特征在于：所述柔性腰部连接机构（2）包括：虎克铰Ⅰ（27a）、虎克铰Ⅱ（27b）、两个连接钢件（28）、液压缓冲器（29）；其中，虎克铰Ⅰ（27a）一端与一个连接钢件（28）一端、虎克铰Ⅱ（27b）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Ⅰ（27a）另一端、虎克铰Ⅱ（27b）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。4.根据权利要求1所述的具有柔性腰的四足行走机器人，其特征在于：所述腿部机构（3）包括：由髋关节机架（12）、摇杆Ⅰ（13）、摇杆Ⅱ（17）、连杆Ⅰ（18）构成的平行四边行机构，凸台（14），对称连接的两个联轴器Ⅱ（15），大腿杆（16），小腿杆（19），轴承端盖（20），足端杆（21），伺服电机Ⅱ（26），转轴（31），由连杆Ⅱ（22）、连杆Ⅲ（23）、连杆Ⅳ（24）、连杆Ⅴ（25）构成的缩放机构；其中平行四边行机构各机构之间通过转轴、轴承以及轴承端盖进行连接，缩放机构各机构之间通过转轴、轴承以及轴承端盖进行连接；其中，左右腿部连接控制机构（1）中的轴承内