[发明专利]机器人腿部行走机构及其四足机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机械机器人领域，特别涉及一种机器人腿部行走机构及其四足机器人。

背景技术

由于足式机器人具有提高运输工具在崎岖道路或者无路的情况下的通过能力的优点，其被广泛应用在复杂崎岖的地形环境中，该类机器人在复杂的非结构环境中稳定行走可具有良好的移动性。现有的足式机器人的腿部结构多为通过大腿驱动小腿，或者大腿和小腿分别设置驱动机构的方式实现，结构复杂，且足式机器人的大腿与小腿连接处形成关节，由于足式机器人关节受力的复杂性及其特殊性，即在关节运动速度和驱动力矩大小这两者的均衡性上有特殊要求，如何达到减轻腿部质量和腿部摆时的惯量，同时提高机器人在非结构地形条件下的高速、负载能力是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种机器人腿部行走机构及其四足机器人，可减轻腿部质量和腿部摆时惯量的同时，提高了机器人在非结构地形条件下的高速、负载能力。

本发明的机器人腿部行走机构，包括小腿杆、用于驱动小腿杆抬腿的大腿主驱动部分和用于驱动小腿杆迈步的大腿副驱动部分，还包括依次铰接于大腿主驱动部分的动力输出端、大腿副驱动部分的动力输出端、小腿杆的第一连杆和两端分别铰接于大腿副驱动部分的动力输出端、小腿杆的第二连杆，大腿副驱动部分的动力输出端、第一连杆、小腿杆和第二连杆以相互的铰接点为支点形成可变形的平行四边形连杆机构。

进一步，大腿主驱动部分为曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构的连杆形成大腿主动杆作为大腿主驱动部分的动力输出端。

进一步，大腿主驱动部分还包括为大腿主驱动部分的动力输入端的第一曲柄和一端与机器人的机架铰接另一端与大腿主动杆铰接的摇杆。

进一步，大腿副驱动部分、第一连杆、大腿主驱动部分的动力输出端与机器人的机架构成五杆机构。

进一步，大腿副驱动部分包括第二曲柄和作为大腿副驱动部分的动力输出端的大腿辅助杆。

进一步，机器人腿部行走机构还包括驱动第一曲柄圆周运动的第一动力装置和驱动第二曲柄圆周运动的第二动力装置。

进一步，机器人腿部行走机构还包括固定于小腿杆底部的足部，所述足部为半圆形结构。

进一步，足部由弹性材料制成。

本发明还公开了一种应用所述的机器人腿部行走机构的四足机器人，包括机架，机架的两侧分别设置两组机器人腿部行走机构。

本发明的有益效果：本发明的机器人腿部行走机构及其四足机器人，采用复合连杆结构，具有抬腿和迈步两个自由度，并通过设置对应的大腿主驱动部分和大腿副驱动部分，省去了驱动器在腿部上的安装，减小了腿部质量和腿部摆时的惯量，并可通过分别调节大腿主驱动部分和大腿副驱动部分的动力输出速比，从而实现小腿杆以不同的步幅进行行走，提高了机器人在非结构地形条件下的高速、负载能力；同时，平行四边形连杆机构相当于腿部结构的大腿与小腿的关节结构，运用平行四边形连杆机构相对杆始终保持平行，且第一连杆、第二连杆的角位移、角速度和角加速度也始终相等的特点将大腿主驱动部分和大腿副驱动部分在大腿副驱动部分与第一连杆的铰接点处形成的运动轨迹于小腿杆输出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明中机器人腿部行走机构的结构示意图；

图2为本发明中的四足机器人的结构示意图；

图3为图2俯视图。

具体实施方式