[发明专利]一种四足步行机器人

说明书

一种四足步行机器人，它包括机身、四条结构相同的单自由度并联机械腿和电控模块，其中，所述四条单环并联机械腿固定连接在机身上；所述电控模块固定安装在机身上；所述每条单环并联机械腿包括三自由度驱动系统、平行四边形机构和足趾；所述平行四边形机构的两个驱动连杆分别和三自由度驱动系统的两个输出连杆为同一连杆；所述足趾固接于平行四边形机构输出杆的末端。三自由度驱动系统驱动平行四边形机构，使得平行四边形机构的输出连杆具有两转一移三个自由度。本发明的四足步行机器人机械腿所有电机均安装在基座上，运动灵活，运动速度快，机构简单，工作空间大，承载能力强，易于防护。

技术领域

本发明专利属于机器人技术领域，特别涉及一种四足步行机器人。

背景技术

步行机器人由于落足点离散，能够适应复杂的路面，适应能力强，运动灵活等优点在探测，巡检等领域具有较为广泛的运用前景。现有的步行机器人的机械腿有单自由度多连杆机构，二自由度平面机构，多自由度串联机构，并联机构，串并混联机构，这些机构都被广泛的研究，其中一些被成功的用于设计步行机器人。然而，这些机械腿既有自己的优点又各自的不足，一些机械腿控制简单但灵活性差，灵活性好但承载能力差，承载能力好但工作空间小、结构复杂等。这些问题导致了步行机器人在一些工程应用中的局限性，不能满足如结构简单紧凑、承载能力好、工作空间大等要求。因此设计一种机构简单紧凑、工作空间大、承载能力好、各项性能均衡的四足步行机器人，可拓展步行机器人在工程实际领域的运用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种机构简单紧凑、工作空间大、承载能力好、各项性能均衡的四足步行机器人。发明的四足步行机器人的每条腿为三自由度单环并联机构，具有两个转动和一个移动自由度，运动灵活。

本发明解决技术问题采用的方案是：

一种四足步行机器人包括机身、四条结构相同的单环并联机械腿和电控模块，其特征在于：

所述每条单环并联机械腿包括三自由度驱动系统、平行四边形机构和足趾。

所述三自由度驱动系统包括基座、第一驱动电机支座、第一驱动电机、第一驱动连杆、第四连杆、第六连杆、第二驱动电机支座、第二驱动电机、第二驱动连杆、第一转轴、第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第三驱动电机支座、第三驱动电机、第三驱动连杆、第二转轴、第三转轴。

进一步的，所述第一驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上；所述第一驱动电机通过螺栓固定安装在第一驱动电机支座上；所述第一驱动连杆与第一驱动电机输出转轴固定连接；第二驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上；所述第二驱动电机通过螺栓固定安装在第二驱动电机支座上；所述第二驱动连杆与第二驱动电机输出转轴固定连接；所述第四连杆通过第一转轴与第二驱动连杆连接形成转动副；所述第五输出连杆通过第二转轴与第四连杆连接形成转动副；所述第三驱动电机支座通过螺栓固定安装在基座上；所述第三驱动电机通过螺栓固定安装在第三驱动电机支座上；所述第三驱动连杆与第三驱动电机输出转轴固定连接；所述第六连杆通过第三转轴与第三驱动连杆连接形成转动副；所述第七输出连杆与第六连杆连接形成转动副；所述第一驱动连杆的末端、第五输出连杆、第七输出连杆通过公共转轴连接形成共轴复合转动副。

所述平行四边形机构包括第五输出连杆、公共转轴、第七输出连杆、第四转轴、第八连杆、第五转轴、第九输出连杆、第六转轴。

进一步的，所述第五输出连杆通过公共转轴与第七输出连杆连接形成转动副；所述第八连杆通过第四转轴与第七输出连杆相连形成转动副；所述第九输出连杆通过第六转轴与第五输出连杆连接形成转动副；所述第九输出连杆通过第五转轴与第八连杆连接形成转动副。