[实用新型]一种新型仿生六足机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术，具体为一种新型仿生六足机器人。

背景技术

机器人技术的迅猛发展大大推动了机器人在各个领域的应用，尤其在一些特殊环境下，机器人已成为不可或缺的设备。移动平台作为移动机器人最基本单元，用于搭载控制系统、检测系统和机械手等部件抵达作业现场执行具体的作业任务，其性能优劣直接影响着机器人的整体性能。

六足机器人作为仿生移动机器人的典型代表，具有丰富的步态和冗余的肢体结构，运动灵活，可靠性高。相比传统的轮式、履式移动机器人，六足机器人虽然移动速度较低，但却可以利用离散的地面支撑实现非接触式障碍规避、障碍跨越、上下台阶以及不平整地面运动，对复杂地形和不可预知环境变化具有极强的适应性。为此，国内外学者针对六足机器人结构设计开展了大量深入研究，设计了多款典型样机，如《六足机器人HITCR-Ⅰ的研制及步行实验》(赵杰等，华南理工大学学报，第十二期2012年)针对复杂环境与任务下六足机器人具备灵活运动与自主适应能力需求，基于复合四连杆机构，设计了六足机器人机械足结构，并构建了一种满足非结构化地形步行需要且具备良好运动性能的新型六足机器人，但其结构相对复杂，结构参数在仿生角度缺乏深入研究以致仿生程度较为初级；《仿生甲虫六足机器人结构设计与步态分析》(姜树海等，南京林业大学学报，第六期2012年)以甲虫为原型，借鉴甲虫结构参数，采用中心对称的八边形机体布置形式，基于伺服驱动关节，设计了一种运动相对灵活的六足机器人，但其成本相对较高，缺乏必要的传感系统，以致难以实现对地形环境的感知；专利文献“仿生正六边形六足机器人(CN105905187A)”所涉及六足机器人采用舵机驱动，结构控制相对简单，但受舵机机械控制性能影响，导致其承载能力较差，关节定位精度欠佳；专利文献“一种由并行连杆驱动的六足机器人(CN1061844558A)”为提高机器人负载能力，所涉及的机器人采用并行连杆驱动，在降低关节驱动电机负载的同时在一定程度上提升了腿部结构的承载能力，但其结构、控制过于复杂，成本相对较高，运动灵活性欠佳，且缺乏必要的传感系统，难以实现对地形环境的感知。

综上所述，现有六足机器人主要存在以下不足：机器人整体上虽基于仿生学原理设计，但设计过程中所涉及具体仿生结构参数缺乏深入研究，以致目前机器人仿生程度初级，难以充分发挥六足机器人的机构优势；机器人机械足结构虽丰富多样，却不乏不足，或结构控制过于复杂、成本高昂，或关节定位精度不足，缺乏一种结构控制简单且兼顾定位精度的低成本机械足结构；目前机器人虽能初步实现机器人的行走，但其运动模式单一，仅能模仿某一生物步态(爬行、步行、横行)，难以融合多种步态实现机器人复杂环境中的全方位行走；机器人缺乏必要的传感系统，难以实现对地形环境的动态感知。因此，亟需深入模仿六足生物生理结构，研发一种成本低廉、结构简单、控制方便、关节定位精度高、具备足端传感系统与多种运动模式的新型仿生六足机器人，实现机器人复杂环境中的全方位行走与地形环境的动态感知，根源上解决六足机器人结构仿生瓶颈问题，推动六足机器人的发展与应用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种成本低廉、结构简单、控制方便、关节定位精度高、具备足端传感系统与多种运动模式的新型仿生六足机器人，实现机器人复杂环境中的全方位行走与地形环境的动态感知。

本实用新型解决所述技术问题所采用的技术方案是：设计一种新型仿生六足机器人，包括机体平台和六个相同结构的模块化机械足，所述机体平台为连接六个机械足的机架，其特征在于该机体平台包括机架上板、机架下板和连接板，机架上板与机架下板的形状尺寸相同，机架上板与机架下板通过连接板连接，在机架上板沿长度方向两侧的机架上板和机架下板之间通过法兰对称布置有六个机械足，任意相邻的两个机械足之间的距离均相等；

所述机械足包括基节单元、股节单元和胫节单元，基节单元和胫节单元分别固定在股节单元的两端，基节单元的上部与机体平台连接；

所述基节单元包括“躯干-基节”关节轴、基节蜗轮蜗杆减速器、基节步进电机、基节绝对式编码器、基节编码器支架、基节左支架、基节右支架和基节轴端螺母；