[实用新型]一种仿生机械腿及六足仿生机器人

说明书

一种仿生机械腿及六足仿生机器人，包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、大腿部结构件、小腿部结构件、第一足部结构件、第二足部结构件、机械腿安装部；大腿部结构件与小腿部结构件的一端通过第一转轴铰接，腿部结构件的另一端与第一足部结构件通过第二转轴铰接；第一步进电机驱动大腿部结构件相对于机械腿安装部转动；第二步进电机驱动小腿部结构件相对于大腿部结构件转动；第三步进电机驱动第一足部结构件相对于小腿部结构件转动；第四步进电机驱动第二足部结构件相对于第一足部结构件做升降运动。本实用新型可以实现将电机的旋转动力的作用平面转到其垂直平面，实现由旋转到直线再到旋转的传动方式。

技术领域

本实用新型涉及一种仿生机器人技术领域，尤其涉及一种仿生机器腿、及具有该种仿生机器腿的六足仿生机器人。

背景技术

自然界中生物的运动模式和腿部结构已经逐渐运用在机械运动和机器人运动领域，有许多机器人使用了类似于蜘蛛，蚂蚁等许多节肢动物的腿部结构。它们拥有高效的足部运动方式，受到机器人研发领域的特别关注。

多足行走机器人由于其特殊的腿部结构，需要使用合适的驱动动力，常见的有使用舵机和液压来作为驱动器。而微型多足行走机器人受限于其尺寸与整机负载，需要选用功率密度较高，质量较轻的运动执行机构。采用微型舵机作为执行机构，其优点是控制简单，接线简洁。但是目前已有的微型舵机的执行方式，其执行角度范围受限在 0～180度或者0～270度，受到舵机支架的机械位置限制，实际的角度运动范围更小，极限位置不容易达到且常常出现抖动等不利于控制姿态的现象，一定程度上限制了机器人的运动范围，影响了机器人的控制。

公开号为CN207790920U的中国专利文献介绍了一种仿生机器腿及六足仿生机器人。公开了一种仿生机器腿及六足仿生机器人，属于仿生机器人技术领域，旨在提供一种仿生机器腿的技术方案，以实现机器腿的灵活性和稳定性。

其技术方案要点是包括：驱动部分，主要是第一舵机，第二舵机，第三舵机相对位置的排布实现每条机器腿拥有三个自由度，六条腿十八自由度，并且在舵机输出轴的对应位置使用滚珠轴承来连接两个腿部机构件来达到较高的灵活性；固定部分，舵机在舵机支架内的固定配合，并且采用有凸缘的结构件和安装螺栓时的过盈配合来实现结构的稳定性和强度。

但是，上述文献公开的技术方案存在以下问题：

(1)将微型舵机作为活动关节的驱动器所存在的明显缺点：若使用普通舵机，会存在舵盘与输出轴之间的空程差，最小反应脉冲内不应答，输出角度运动范围限制于0～180度或者0～270度，在极限位置存在抖动等问题。若使用控制精度高，稳定性高的双轴数字舵机，则将使得整台机器人成本大大增加。

(2)其足部结构件对复杂地形的适应度低：在上下坡时，姿态完全由各个舵机的角度来调整，受到机械位置限制，可适应的坡度较小；在坑洼地，足部陷入低洼处时，单靠舵机的转动输出驱动关节并不能可靠地将足部抬离低洼处。

发明内容

为克服上述问题，本实用新型提供一种仿生机械腿及六足仿生机器人。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种仿生机械腿，包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、大致沿竖直方向设置的大腿部结构件、大致沿水平方向设置的小腿部结构件、以及大致沿竖直方向设置的第一足部结构件和第二足部结构件；小腿部结构件的一端与大腿部结构件的下部右端铰接，小腿部结构件的另一端与第一足部结构件的上部左端铰接，第一足部结构件的下部还活动连接有第二足部结构件，第二足部结构件可相对于第一足部结构件做升降运动；

第一步进电机通过第一步进电机安装座设置在大腿部结构件的后表面，第一步进电机的输出端竖直向上且与机械腿安装部传动连接，机械腿安装部用于将仿生机械腿与仿生机器人主体连接或者拆卸，第一步进电机驱动大腿部结构件相对于机械腿安装部绕第一步进电机的轴线转动；