[发明专利]2D四足机器人的转弯结构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是一种2D四足机器人的转弯结构及其控制方法，可以用于康复医疗、玩具、军事等领域。

背景技术

目前，机器人的研究在世界各国都是一个热点，对2D足式机器人的研究更是如火如荼，目前已面世2D足式机器人已经取得了一定的成果，但也有明显的缺点，特别是在转弯的控制结构和方法上均存在一定的缺陷，例如，不同于3D足式机器人，2D足式机器人在结构上缺少髋关节的侧向运动，因此2D双足机器人一般无法正常实现转弯行走。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、稳定以及有效的能够使2D四足机器人转弯的装置及其控制方法，该装置及控制方法可以实现2D四足机器人的转弯。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：2D四足机器人的转弯结构，包括直腿Ⅰ、直腿Ⅱ、直腿Ⅲ、直腿Ⅳ，以及设置于所述直腿Ⅰ、直腿Ⅱ、直腿Ⅲ和直腿Ⅳ上部的机器人上部平台，安装于所述机器人上部平台上的滚珠丝杆，联轴器、电机、拉丝Ⅰ以及拉丝Ⅱ，所述滚珠丝杆由螺杆、滚珠滑块和滚珠构成，滚珠隐含在所述滚珠滑块与螺杆结合处，所述螺杆通过联轴器连接电机，在所述直腿Ⅰ、直腿Ⅱ、直腿Ⅲ和直腿Ⅳ上分别固定设置锁扣Ⅰ、锁扣Ⅱ、锁扣Ⅲ和锁扣Ⅳ，所述拉丝Ⅰ和拉丝Ⅱ均呈“人”字形，拉丝Ⅰ和拉丝Ⅱ的上端分别固定在滚珠滑块上，拉丝Ⅰ的两下端分别固定在锁扣Ⅰ和锁扣Ⅱ上，拉丝Ⅱ的两下端分别固定在锁扣Ⅲ和锁扣Ⅳ上。还包括与电机连接的编码器，用于测量电机的转速。

为了更好地实现本发明，所述呈“人”字形的拉丝Ⅰ由两根柔性钢丝构成，其中第一条柔性钢丝的长度大于2D四足机器人同一侧内外直腿1/2处正常叉开时的间隔距离，第二条柔性钢丝长度大于，，其中为直腿长度的，为2D四足机器人上部平台长度的，将第二条柔性钢丝的一端固定在第一条柔性钢丝的中点；拉丝Ⅱ的构成方式与拉丝Ⅰ相同。拉丝上端分别固定在滚珠滑块的中点，拉丝下端分别固定在锁扣上，以此安装在机器人上，拉丝Ⅰ和拉丝Ⅱ均处于绷紧的状态呈现“人”字形。

一种2D四足机器人的转弯结构的控制方法，包括2D四足机器人发出转弯指令，控制转弯结构的电机转动进而带动滚珠滑块向左或向右移动，使得拉丝Ⅱ或拉丝Ⅰ向上拉紧从而减小机器人右侧或左侧步长，以使机器人两侧产生步长差，进而使得机器人向右或向左转弯。机器人初始状态和机器人直行状态下，滚珠滑块位于螺杆中间。

本发明的有益效果是：本2D四足机器人的转弯结构，通过简单的滚珠丝杆加拉丝结构，在确保机械系统低复杂度的情况下，控制2D四足机器人两侧腿部产生步长差来实现转弯。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图说明对本发明作进一步的阐述，其中：

图1是本发明的结构及其在2D四足机器人平台上的安装示意图（正面）；

图2是2D四足机器人利用本发明转弯的状态示意图；

图中：1-机器人上部平台，2-滚珠丝杆，3-螺杆，4-滚珠滑块，5-联轴器，6-电机，7-编码器，8-拉丝Ⅱ，9-锁扣Ⅳ，10-锁扣Ⅲ，11-直腿Ⅳ，12-直腿Ⅲ，13-直腿Ⅱ，14-直腿Ⅰ，15-锁扣Ⅰ，16-锁扣Ⅱ，17-拉丝Ⅰ。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。