[发明专利]一种变姿态足式机器人模块及变姿态足式机器人

说明书

本发明公开了一种变姿态足式机器人模块及变姿态足式机器人，包括身体部和对称设置在身体部左右两侧的肢体部，肢体部包括腿部和脚部，腿部与身体部枢接，且腿部通过角度调节机构与身体部传动连接，脚部通过行走驱动机构与腿部传动连接，脚部设有第一支撑部、第二支撑部、第三支撑部和第四支撑部；站立姿态时，第三支撑部与行走面相抵；翻转站立姿态时，第一支撑部与行走面相抵；趴下姿态时，第四支撑部与行走面相抵；翻转趴下姿态时，第二支撑部与行走面相抵。具有站立姿态和趴下姿态两种姿态，在行走时可够根据当前可运动的空间进行主动或被动调整自身的高度及宽度，并且在倾覆时仍可保持行走和翻越障碍，提高了容错能力和应用前景。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种变姿态足式机器人模块及变姿态足式机器人。

背景技术

足式机器人能很好的适应复杂崎岖、不连续的地形，并且展现出良好的运动能力，多样的运动步态，以及较高的能量利用效率。足式机器人凭借其在行走过程中与地面的非连续接触特性表现出了很强的适应性，尤其在有障碍物的通道上或很难接近的工作场地上具有更广阔的发展前景，因此被广泛应用于抢险救灾、排雷排爆、地质勘探、军事行动等领域。

目前的多足式机器人主要是四足式和六足式，每条腿一般有3个主动自由度，每条腿需要3个驱动组件，这样既提高了机器人的制作成本，又增加了机器人的整体重量与体积。同时当前机器人多数无法在不同高度及不同宽度缝隙空间中变换外形尺寸以适应通行限制，且当机器人发生倾覆摔倒身体翻转后，不能继续正常行走运动，这些问题严重限制了足式机器人的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有足式机器人所存在的不足，提供了一种变姿态足式机器人模块及变姿态足式机器人，该机器人模块能够根据当前可运动的空间进行主动或被动调整自身的高度及宽度等尺寸，同时当机器人本体发生倾覆翻转，身体向上时仍能够保持正常的迈步行走及越障等功能。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种变姿态足式机器人模块，其包括身体部和对称设置在身体部左右两侧的肢体部，所述肢体部包括腿部和脚部，所述腿部与身体部枢接，且腿部通过角度调节机构与身体部传动连接，所述角度调节机构用以调节腿部与身体部之间的夹角，所述脚部通过行走驱动机构与腿部传动连接，所述脚部设有第一支撑部、第二支撑部、第三支撑部和第四支撑部；

当模块为站立姿态时，所述第三支撑部与行走面相抵；

当模块为翻转站立姿态时，所述第一支撑部与行走面相抵；

当模块为趴下姿态时，所述第四支撑部与行走面相抵；

当模块为翻转趴下姿态时，所述第二支撑部与行走面相抵。

进一步地，所述脚部呈L形或C形。

进一步地，当模块为站立姿态或翻转站立姿态时，第三支撑部与身体部在横向的间距小于第二支撑部与身体部在横向的间距，且第一支撑部与身体部在横向的间距小于第二支撑部与身体部在横向的间距；当模块为趴下姿态或翻转趴下姿态时，第四支撑部与身体部在横向的间距小于第三支撑部与身体部在横向的间距。

进一步地，所述第一支撑部与第三支撑部在竖向的间距大于所述第二支撑部与第四支撑部在横向的间距。

进一步地，所述角度调节机构包括胯部轴和姿态调整电机，所述胯部轴沿前后方向设置，且胯部轴可转动的设置于身体部的侧部，所述腿部与所述胯部轴固定连接，所述姿态调整电机固定于所述身体部，且所述姿态调整电机与所述胯部轴传动连接。

进一步地，所述角度调节机构还包括腿部驱动皮带、中部轴和腿部同步带，所述姿态调整电机通过腿部驱动皮带与中部轴传动连接，所述中部轴沿前后方向设置，且所述中部轴可转动地固定于所述身体部，所述中部轴通过腿部同步带与所述胯部轴传动连接。