[发明专利]一种基于中腰辅助运动的四足机器人

说明书

本发明公开了一种基于中腰辅助运动的四足机器人，包括左前腿、右前腿、前机身、中腰、后机身、左后腿以及右后腿；所述左前腿、右前腿与所述前机身连接，所述左后腿以及右后腿与所述后机身连接，所述前机身通过所述中腰与所述后机身连接；所述左前腿、右前腿、左后腿以及右后腿结构相同，对称布置；其中所述左前腿包括第一足端、第一小腿、第一小腿液压缸、第一大腿、第一髋部、第一髋部液压缸、第一大腿液压缸；本发明采用中腰结构辅助四足机器人运动，能够减少因控制复杂而引入的系统紊乱和低可靠性等问题，提高机器人的运动灵活性和越障能力。同时通过中腰更好地实现四足机器人转向等运动以及四足的步态协调运动。

技术领域

本发明属于仿生四足机器人技术领域，具体涉及一种基于中腰辅助运动的四足机器人。

背景技术

四足机器人由于其负载大、运动灵活性高、越障能力强和环境适应能力强等特点近年来已成为机器人研究领域的热点和难点，其在运动过程中通过离散点与地面接触，各支撑腿可以实现非连续的地面支撑，灵活性较好，在军事活动、现场救援和探险排雷等领域具有广阔的应用前景。

目前针对四足机器人的运动研究如火如荼，但是多数是从机器人腿部动力系统控制策略入手，增加了机器人腿部控制系统复杂度，降低了机器人的实用性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于中腰辅助运动的四足机器人，采用中腰结构辅助四足机器人运动，以减少因控制复杂而引入的系统紊乱和低可靠性等问题，提高机器人的运动灵活性和越障能力。同时通过以空间四杆机构为核心的机械连接装置，更好地实现四足机器人转向等运动以及四足的步态协调运动。

本发明提供了一种基于中腰辅助运动的四足机器人，包括左前腿、右前腿、前机身、中腰、后机身、左后腿以及右后腿；所述左前腿、右前腿与所述前机身连接，所述左后腿以及右后腿与所述后机身连接，所述前机身通过所述中腰与所述后机身连接；

所述左前腿、右前腿、左后腿以及右后腿结构相同，对称布置；其中所述左前腿包括第一足端、第一小腿、第一小腿液压缸、第一大腿、第一髋部、第一髋部液压缸、第一大腿液压缸；

所述第一足端通过第一滑动轴承与所述第一小腿连接，所述第一小腿通过所述第一小腿液压缸与所述第一大腿连接，所述第一大腿通过所述第一大腿液压缸与所述第一髋部连接，所述第一髋部通过所述第一髋部液压缸与所述前机身连接；

所述第一髋部可在所述第一髋部液压缸的驱动下完成髋部的横摆运动，所述第一大腿可在所述第一大腿液压缸的驱动下完成大腿的俯仰运动，所述第一小腿可在所述第一小腿液压缸的驱动下完成小腿的俯仰运动；所述第一小腿还可通过所述第一滑动轴承完成小腿的柔性变形；

所述中腰为空间四杆机构，用于在不改变机器人原有步态的基础上，辅助调整前机身、后机身之间的相位关系，改变机器人的运动方向，调整腿部实际运动空间。

进一步地，所述中腰包括第一中腰连接底座、第二中腰连接底座、第三中腰连接底座、第四中腰连接底座、第一十字轴、第二十字轴、第三十字轴、第四十字轴、第一连接杆、第二连接杆；

所述第一中腰连接底座、第二中腰连接底座、第三中腰连接底座、第四中腰连接底座两两一组与所述前机身及后机身连接；所述第一中腰连接底座及第二中腰连接底座分别与所述第一十字轴及第二十字轴连接，所述第一十字轴与所述第二十字轴通过所述第一连接杆连接；所述第三中腰连接底座及第四中腰连接底座分别与所述第三十字轴及第四十字轴连接，所述第三十字轴与第四十字轴通过所述第二连接杆连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1)本发明通过四足机器人传动装置，可以将机器人每条腿三个液压缸的运动和动力传递到各关节，通过调整各个液压缸之间的协同作用关系，既可以保证每条腿的运动规律，又可以满足机器人四条腿之间的交替运动，从而保证四足机器人的步态运动。