[发明专利]一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人

说明书

本发明公开一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人，属于机器人技术领域。该四足机器人包括机械臂和腿部机构，四个腿部机构均布在机身本体下方，且左右腿部机构对称设置、前后腿部机构非对称设置；腿部机构为串联腿结构，包括外摆电机、腿杆组件和内外侧腿杆电机，外摆电机与机身本体连接，U型架端面固定外摆电机、两侧壁固定内外侧腿杆电机，腿杆组件为四连杆结构，与内外侧腿杆电机固连，腿杆组件可围绕机身本体360°旋转；机械臂是由关节、支臂和连接架串联构成的五自由度机械臂，机械夹爪固定在机械臂末端，能够实现连续扭转运动。本发明的四足机器人可以在复杂地形行走的同时完成抓取物体和多种操作任务。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人。

背景技术

随着人类信息化和智能化程度的不断提高，各种类型的移动机器人逐渐进入人类的日常生活。四足移动机器人是仿生学在移动机器人上的成功应用，是通过模仿动物的腿部结构和运动方式而设计的机器人系统，其在非结构环境中具有更好的灵活性和稳定性以及更优的工作适应性。但是没有机械臂的四足机器人平台不具备操作能力，无法满足人类对机器人在复杂环境中作业的实际应用需求。因此为机器人配备额外的机械臂将会极大地扩展其实用功能，这样的机器人系统将能够实现移动物体、抓取、操作等任务，可以拓展四足机器人的应用场景并提高其实用价值。

然而，目前国内外现有的含机械臂四足机器人的作业方式比较单一，而且机械臂的引入使机器人系统的自由度更多、重量增加、运动控制更复杂，在复杂环境下的自适应能力弱。

因此，如何设计兼具动态运动和操作能力的带机械臂的四足机器人，并有效利用机械臂的主动特性来实现机器人在运动过程中的平衡控制，对提高其环境适应能力有非常重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人，可以在复杂地形行走的同时完成抓取物体和多种操作任务。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种具有灵活运动作业能力的含机械臂四足机器人，其特征在于，包括：

机械臂，连接在机身本体上方；所述机械臂包括第一关节、第二关节、第一支臂、第三关节、第二支臂、第四关节、第五关节和机械夹爪；所述第一关节的输出端固连在L型连接架的水平端，L型连接架竖直部分的半封闭腔体内部固连第二关节的电机外壳，第二关节的输出端固连第一支臂一端，第一支臂另一端固连第三关节的输出端，第三关节的电机外壳固连第二支臂一端，第二支臂另一端固定在第四关节上，第四关节输出端通过U形连接架与第五关节的电机外壳固连，第五关节的输出端固连机械夹爪；

腿部机构，其数量为4个，均布在机身本体下方，且左右腿部机构对称设置、前后腿部机构非对称设置；所述腿部机构包括外摆电机、腿杆组件、内侧腿杆电机和外侧腿杆电机，所述外摆电机与机身本体相连接，外摆电机的输出轴固连U型架，U型架两侧壁分别固连内侧腿杆电机、外侧腿杆电机，且内侧腿杆电机和外侧腿杆电机的输出轴均与腿杆组件连接。

上述技术方案中，所述腿杆组件为平行四连杆机构。

上述技术方案中，所述腿杆组件包括第一腿杆、第二腿杆、第三腿杆、第四腿杆和足部；所述第一腿杆一端内侧与内侧腿杆电机的输出轴固连，第一腿杆另一端与第二腿杆一端转动连接；所述第三腿杆一端内侧与外侧腿杆电机的输出轴固连；所述第二腿杆另一端、第三腿杆另一端均与第四腿杆一端通过连接轴连接，所述第四腿杆另一端连接足部。

上述技术方案中，所述第一腿杆一端外侧与圆盘连接件中部通过轴承固定，所述第三腿杆一端外侧与圆盘连接件外侧连接。

上述技术方案中，所述腿杆组件还包括包裹在外侧腿杆电机输出轴上的橡胶软块以及置于第三腿杆上的橡胶软块。

上述技术方案中，所述腿杆组件采用镂空桁架结构。