[实用新型]用于变胞原理下机器人的轮腿式多自由度腿部结构

说明书

本实用新型公开了一种用于变胞原理下机器人的轮腿式多自由度腿部结构，包括从上到下依次设置的髋关节、膝关节、足关节，髋关节包括髋关节舵机和髋关节支架，膝关节包括膝关节舵机和膝关节支架、足关节包括足关节舵机和足关节支架，所述髋关节支架包括连接髋关节舵机的第一U形架和连接膝关节舵机的第二U形架，第二U形架一侧外壁设有一轮式组件。本实用新型对髋关节支架进行了改进，使髋关节舵机和膝关节舵机的旋转方向垂直，从而使腿部结构更加灵活，增设轮式组件，比传统纯足式机器人行进速度快，设置串行总线舵机控制髋关节、膝关节、足关节转动，实现多关节多自由度跨步行走，提升了机器人在崎岖环境、非结构路面上运动时的通过性。

技术领域

本实用新型涉及一种机器人的腿部结构，尤其涉及用于变胞原理下机器人的轮腿式多自由度腿部结构。

背景技术

灾难发生后的72小时为黄金抢救时间，但是受灾难现场的非结构化环境影响，救援人员难以快速、高效安全地进行工作，且救援任务逐渐超出了救援人员的能力范围，所以救援机器人成为了一个重要的发展方向，用于代替部分人工救援。

但是现阶段各类搜救机器人在复杂崎岖的灾难搜救现场大多存在：机器人的越障能力较弱、体积偏大，不适合在灾后废墟狭小空间中搜救被困人员等问题，影响实际救援效果。所以需要一种能应用于狭窄空间中、崎岖复杂环境下的机器人结构，解决通过性差、移动速度较慢等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种解决上述问题，应用于变胞原理下机器人，解决机器人越障能力弱、体积大，不适合在灾后废墟狭小空间中搜救被困人员等问题的，一种用于变胞原理下机器人的轮腿式多自由度腿部结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种用于变胞原理下机器人的轮腿式多自由度腿部结构，包括从上到下依次设置的髋关节、膝关节、足关节，所述髋关节包括髋关节舵机和髋关节支架，所述膝关节包括膝关节舵机和膝关节支架、所述足关节包括足关节舵机和足关节支架，所述髋关节支架包括一水平的矩形板；

所述矩形板相对两侧向上弯折并延伸成一开口向上的第一U形架，所述髋关节舵机位于第一U形架间且两端与第一U形架旋转连接；

所述矩形板另外相对两侧向下弯折并延伸成一开口向下的第二U形架，所述膝关节舵机位于第二U形架间且两端与第二U形架旋转连接；

第二U形架一侧外壁设有一轮式组件，所述轮式组件包括电机支架、电机和滚轮，所述电机通过电机支架安装在第二U形架上，且电机的转轴与第二U形架垂直，所述转轴连接滚轮并驱动其旋转；

所述膝关节支架与膝关节舵机固定连接，足关节舵机位于膝关节支架间且两端与膝关节支架相对两侧旋转连接，足关节支架与足关节舵机固定连接。

作为优选：所述滚轮为麦克纳姆轮，所述电机为步进电机。

作为优选：所述髋关节舵机、膝关节舵机、足关节舵机通过串行总线连接上位机，用于通过串行总线受上位机控制。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

对髋关节支架进行了改进，分为连接髋关节舵机的第一U形架和连接膝关节舵机的第二U形架，使髋关节舵机和膝关节舵机的旋转方向相互垂直，从而使腿部结构更加灵活，能实现由髋关节舵机转动带动各腿部结构完成多方向旋转，提高腿部结构的运动范围与运动可靠性。

增设轮式组件，采用步进电机控制滚轮旋转，比传统纯足式机器人行进速度快，滚轮采用麦克纳姆轮，可实现任意方向平移同时自转的动作，使其适应狭窄环境下的复杂转向操作，保证灵活性，采用滚轮行走时，只需要通过舵机控制各关节不与地面接触即可。

通过设置串行总线舵机控制髋关节、膝关节、足关节转动，实现多关节多自由度跨步行走，提升了机器人在崎岖环境、非结构路面上运动时的通过性。

附图说明