一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102390459A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102390459A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110314611.X(22)申请日2011.10.17(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人高峰田兴华金振林齐臣坤郭为忠(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.B62D57/032(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人(57)摘要一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人，由机架和四条结构相同的并联腿构成。每条并联腿包括腿部机架、三个直线驱动器、三个O型连接件、大腿、膝关节、小腿和足部。每条并联腿具有三个驱动自由度，三个直线驱动器可以协同驱动腿部进行仿生运动，例如前后摆，左右摆，腿部绕膝关节弯曲等。足部采用缓冲连接，可在一个迈步周期内完成减震储能再利用。四条腿采用对称布置或同向布置，通过一定的步态可实现机器人的全方位仿生运动。本发明采用的并联仿生腿结构简单、控制容易，运动精度高，具有高速响应能力及高承载能力，适用于野外复杂的非结构地形条件下的高速、高负载运输作业及危险环境作业。CN1023945ACCNN110239045902390464A权利要求书1/1页1.一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人，其特征在于，包括：机架（1）和四条结构相同的并联腿，其中，所述并联腿主要包括：腿部机架（2）、直线驱动器A（3）、o型连接件A（4）、直线驱动器B（5）、o型连接件B（6）、直线驱动器C（7）、o型连接件C（8）、大腿（9）、膝关节（10）、小腿（11）和足部（12）；腿部机架（2）固连在机架（1）上，o型连接件A（4）通过铰链与腿部机架（2）连接，直线驱动器A（3）的一端通过铰链与o型连接件A（4）连接，另一端通过铰链与膝关节（10）的一端连接；o型连接件B（6）通过铰链与腿部机架（2）连接，直线驱动器B（5）的一端通过铰链与o型连接件B（6）连接，另一端通过铰链与膝关节（10）的另一端连接；o型连接件C（8）通过铰链与腿部机架（2）连接，直线驱动器C（7）的一端通过铰链与o型连接件C（8）连接，另一端通过铰链与小腿（11）连接；大腿（9）的一端通过铰链与直线驱动器C（7）的一端连接，另一端铰接在膝关节（10）上；小腿（11）的一端铰接在膝关节（10）上，另一端与足部（12）缓冲连接。2.如权利要求1所述的一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人，其特征在于，所述四条并联腿的布置方式采用对称布置或同向布置。3.如权利要求2所述的一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人，其特征在于，所述直线驱动器A（3）、直线驱动器B（5）、直线驱动器C（7）采用任意类型能满足驱动要求的直线驱动系统替换。2CCNN110239045902390464A说明书1/3页一种有膝关节并联腿结构四足仿生机器人技术领域[0001]本发明涉及机械工程中机器人技术领域，尤其涉及一种用于野外复杂的非结构地形条件下的高速、高负载运输作业及危险环境作业的有膝关节并联腿结构四足仿生机器人。背景技术[0002]高速、高承载四足仿生机器人是模仿四足动物运动形式的特种机器人，该类机器人能够在复杂的非结构环境中稳定的行走，可以代替人完成许多危险作业，在军事、矿山开采、核能工业、星球表面探测、消防及营救、建筑业、农林采伐、示教娱乐等行业有着许多潜在的应用前景。长期以来，四足仿生机器人技术一直是国内外机器人领域研究的热点之一。[0003]申请号为200910005416.1的中国发明专利公开了一种四足仿生步行机构，其主要特征在于：四足步行机构可以在复杂环境中前进、后退、转弯，同时对侧向冲击有很稳定的姿态保持能力；四足步行机构的结构简单紧凑，提高了步行机构的承载能力，使其具有更高的应用价值；该发明还具有较强的延展性，可以向四足以上偶数对步行机构拓展。该步行机构的结构为串联结构，由于结构和驱动限制，无法满足在高速运载条件下，高承重的要求。申请号为200910098461的中国发明专利公开了一种机器人腿结构。该发明包括基座和运动平台，基座通过传动机构与运动平台连接；传动机构包括固定在基座上的电机和与电机连接的运动单元；运动单元包括能使机器人腿机构向后摆动的第一运动单元和使运动平台下压或上提的第二运动单元；第一运动单元包括一顶端固定在基座上的支撑杆，与第一电机连接第一丝杆机构和一与运动平台铰接的第一定长杆；第一定长杆包括直杆部分和向外凸出的凸块部分，支撑杆的与直杆部分铰接，第一丝杆机构与凸块部分铰接；第二单元包括与第二电机连接的第二丝杆机构和与运动平台铰接的第二