[发明专利]一种含有直线关节的四足机器人行走机构

说明书

本发明公开了一种含有直线关节的四足机器人行走机构，包括机器人躯干部分，所述机器人躯干部分两侧设置两对腿部机构，每一对腿部机构沿机器人躯干部分对称设置，腿部机构通过髋关节与机器人躯干部分连接，腿部机构底部与足部机构连接；所述腿部机构包括腿部本体，所述腿部本体内配合设置直线关节，所述直线关节包括主动部和从动部，所述从动部通过连接件与横向旋转动力装置连接，所述主动部运作带动从动部上下直线运动进而使腿部本体上下移动抬腿，横向旋转动力装置运转带动腿部本体前后向摆动，每一对腿部机构的横向旋转动力装置交替运转且同侧的两个腿部机构的横向旋转动力装置交替运转带动腿部本体实现四足步态行走。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种含有直线关节的四足机器人行走机构。

背景技术

自然界中的很多动物，尤其是四足哺乳动物，不仅可以在这些复杂地形环境下快速行走，而且具有较大的负重能力。因此，人类一直在努力研制各式各样的四足仿生机器人。

目前比较出名的四足机器人有美国波士顿动力公司的“BigDog”、“LS3”、“WildCat”等，意大利利技术研究院的“HyQ”，美国麻省理工学院的“Cheetah”等。中国专利文献CN 103465991A公开了一种简易型四足机器人，其特点在于机器人的每条腿上设置一个驱动电机，通过结构的简化来降低制造成本。中国专利文献CN103407514A公布了一种四足仿生机器人腿，该腿含有两个旋转关节。中国专利文献CN103448828A公布了一种四足仿生机器人腿机构，该机构包含有肩关节、膝关节等旋转关节。

上述产品与发明所设计的四足机器人基本都模拟了四足哺乳的腿部结构，现今四足机器人的腿部往往采用“肘”、“膝”式结构，该种方式在结构上具有一定的仿生性，该种结构方式导致的结果为四足机器人在行走时支撑腿都有一定的屈膝动作，仿佛四足动物以匍匐前进的方式行走，这种行走方式会导致机器人在行走或站立式时关节作动器都需要持续输出较大扭力来维持机体姿态，因而较动物行走时支撑腿主要靠腿部骨骼提供支撑力的直腿行走方式要耗费更大的能量。现有的四足机器人的腿部均会进行屈膝动作，在行走时不仅需要控制四条腿的交替迈腿动作，还需要配合控制每条腿的膝关节处屈膝动作，单条腿的屈膝动作时间与迈腿需要很好的配合，四条腿之间的屈膝动作时间也要满足一定的配合关系，才能实现四足机器人的正常行走，因而这样的四足机器人在行走时对控制的精度要求以及各部件的配合要求更高。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种含有直线关节的四足机器人行走机构，将行走机构的腿部设置直线关节，直接控制直线关节运转即可实现迈步行走，腿部之间无需控制屈膝，只需对迈腿动作配合控制即可实现四足步态行走。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种含有直线关节的四足机器人行走机构，包括机器人躯干部分，所述机器人躯干部分两侧设置两对腿部机构，每一对腿部机构沿机器人躯干部分对称设置，腿部机构通过髋关节与机器人躯干部分连接，腿部机构底部与足部机构连接；所述腿部机构包括腿部本体，所述腿部本体内配合设置直线关节，所述直线关节包括主动部和从动部，所述从动部通过连接件与横向旋转动力装置连接，所述主动部运作带动从动部上下直线运动进而使腿部本体上下移动抬腿，横向旋转动力装置运转带动腿部本体前后向摆动，每一对腿部机构的横向旋转动力装置交替运转且同侧的两个腿部机构的横向旋转动力装置交替运转带动腿部本体实现四足步态行走。

所述主动部为丝杠，所述从动部为带丝孔的滑块。

优选的，所述滑块还通过直线轴承与直线导轨相配合，直线导轨与丝杠相互平行。

所述丝杠和直线导轨均固定于支撑架上，所述支撑架与腿部本体的外壳固定连接。

优选的，所述直线导轨设置两条，两条直线导轨与丝杠相互配合呈等腰三角形。

或者，所述主动部为齿轮，所述从动部为齿条。