[实用新型]一种教学用四足机器人

说明书

本实用新型属于教学机器人技术领域，具体涉及一种教学用四足机器人。该四足机器人包括机身和四条腿；每条腿包括肩肘、大腿和小腿，每处肩肘、大腿和小腿各由一个舵机驱动；机身内部设置有电源、电源转换板和主控板；电源转换板与电源、主控板和各个舵机均相连，用于将电源提供电压转换为主控板所需的电源、以及将主控板输出的控制信号进行放大处理以得到各个舵机的舵机驱动信号；所述四足机器人采用3D打印制造。该四足机器人降低了结构复杂度以及四足机器人研究与学习的成本门槛，而且后期维护与保养成本较低，满足教学工程专业教学需求。

技术领域

本实用新型属于教学机器人技术领域，具体涉及一种教学用四足机器人。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，机器人研究的领域逐步向航天航空、疾病检查治疗、抢险救灾等行业发展。其中，四足机器人是目前移动机器人研究的热点，各国陆续开展了四足机器人的深入研究，且多大采用了仿生结构，例如仿狗形四足机器人。关于四足机器人，国外有波士顿动力的spot mini，国内的有宇树科技的徕卡狗、云深处的绝影、以及优宝特的YoboGo等。

宇树科技的徕卡狗整机重量在22公斤左右，机身长0.5米，站立高度为0.6米，爬坡角度约为20度，负载重量最大为5公斤，行走速度为0～0.8m/s，电池容量为10500mAH，主要客户来自于国内外的高校、科技馆以及大的一些科技公司，少量的科技圈人士也会单独购买。相比较国外有较大的价格优势。

杭州云深处科技自主研发的“绝影”系列机器人在国际同类产品中已经达到先进水平，开发的高扭矩永磁同步电机，配合高效精密减速机构、高精度绝对式编码器和轻量化机壳的一体化设计，使得关节驱动模块具有极高的转矩密度、响应带宽和反向传动效率，适用于各类型高性能机器人的关节驱动和力控算法实现。

山东优宝特与深圳智擎新创科技共同合作的YoboGo在mini cheetah的基础上进行优化改良，独家实现了机械角度反馈无需后备电池，结构上采用定制超小交叉滚子轴承，大幅度提升了整机的精度和结构强度。其硬件框架图如图1所示。

上述的几种机器狗均为金属结构，采用大功率高扭矩直流无刷伺服电机，具有运动性能强悍、闭环控制、动作精度高等特点，但对于高校的教学实训场景，存在以下不足：

1、结构复杂。上述机器狗均采用金属机身，结构件数量较多，小腿与大腿之间采用皮带传动结构，对安装工艺要求较高，不利于实训过程中学生对机器人进行拆装操作。

2、电气连接复杂。上述机器狗控制板多采用AI控制板+底层控制板结合的控制方式，同时每个无刷电机需要配置电机驱动板，这样增加了系统中走线的复杂程度，同时影响系统运行稳定性，实训过程中不利于学生定位问题，同时增大后期维护与保养成本。

3、成本较高。上述机器狗所用的无刷电机，成本单价在2000元以上，对于一个12轴的机器狗，电机成本接近30000，同时，机身、电机结构件多采用定制化结构，采购和维修成本较高，对于学校实训场景，若希望做到每2～3名学生分配一台四足机器人开发平台，学校投入过大。

因此，提供一种适合实训教学的四足机器人是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型提供了一种教学用四足机器人，用以解决现有技术中的机器人不适用于教学用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

本实用新型提供了一种教学用四足机器人，包括机身和四条腿；

每条腿包括肩肘、大腿和小腿，每处肩肘、大腿和小腿各由一个舵机驱动；

机身内部设置有电源、电源转换板和主控板；电源转换板与电源、主控板和各个舵机均相连，用于将电源提供电压转换为主控板所需的电源、以及将主控板输出的控制信号进行放大处理以得到各个舵机的舵机驱动信号；