[发明专利]四足机器人及运动方法

摘要

一种四足机器人及运动方法，属于机器人技术领域。该机器人包括机架、驱动系统和机械腿系统，所述机架包括左机架和右机架，驱动系统包括电源、电机、齿轮、驱动轴，机械腿系统由四个子机械腿系统组成。该四足机器人，由单个电机驱动，实现机器人以对角步态的快速行走，机器人的子机械腿系统，模仿昆虫爬行，通过特殊尺寸限制，实现足部末端与地面接触轨迹为近似直线，且直线轨迹持续时间为电机周转周期的二分之一，因此机器人爬行时不会上下起伏，可以高效稳定的在地面爬行；采用轻量化设计和增材制造技术，降低了机器人尺寸和重量，便于携带，应用于狭窄空间和和环境侦测任务。

主权项

1.一种四足机器人，其特征在于:包括机架、驱动系统、辅助轮系统和机械腿系统；上述机架包括左机架（1）、右机架（2）、前固定杆（3）和后固定杆（4）；其中左机架（1）和右机架（2）的前端分别与前固定杆（3）的左右两端连接，左机架（1）和右机架（2）后端分别与后固定杆（4）的左右两端连接；上述左机架（1）的前段从后向前设置有一个环形凸台（101）和安装孔（102）；后段从前向后也设置有一个环形凸台和安装孔；上述右机架（2）的前段和后段也分别设置有与左机架对应的环形凸台和安装孔；上述驱动系统包括电源（5）、电机（6）、小齿轮（7）、第一大齿轮（8）、第二大齿轮（9）、第一驱动轴（11）和第二驱动轴（10）；所述电源（5）为电机（6）供电，电机（6）输出轴与小齿轮（7）固连，并驱动小齿轮（7）沿轴向旋转；第一驱动轴（11）通过左支架、右支架前段的环形凸台安装；第二驱动轴（10）通过左支架、右支架后段的环形凸台安装；所述第一大齿轮（8）固定在第一驱动轴（11）上，第二大齿轮（9）固定在第二驱动轴（10）上，第一大齿轮（8）和第二大齿轮（9）分别啮合于小齿轮（7）前后两侧，三个齿轮轴线平行且位于同一平面内；辅助轮系统包括左辅助轮（13）和右辅助轮（12），它们分别安装在左机架（1）和右机架（2）下方；上述机械腿系统由四个子机械腿系统组成；每个子机械腿系统包括驱动杆（14）、长连杆（15）、前摇杆（16）、后摇杆（17）、横连杆（18）、短连杆（19）和机械腿（20）；机械腿（20）由机械腿横杆部分（21）和机械腿竖杆部分（22）组成；驱动杆（14）第一端与第一驱动轴（11）或第二驱动轴（10）固连，驱动杆（14）第二端与长连杆（15）的第一端通过销钉连接，长连杆（15）中部、横连杆（18）第一端和前摇杆（16）的第一端共同通过销钉连接，长连杆（15）第二端与机械腿横杆部分（21）第一端通过销钉连接，机械腿横杆部分（21）第二端与短连杆（19）第一端通过销钉连接；横连杆（18）第二端、短连杆（19）第二端和后摇杆（17）第一端共同通过销钉连接；前摇杆（16）的第二端通过销钉与支架上的安装孔（102）连接，后摇杆（17）的第二端套在机架的环形凸台（101）上可相对机架旋转；所述每个子机械腿系统中，环形凸台（101）到对应安装孔（102）的距离和横连杆（15）长度、机械腿横杆部分（21）长度相同，为驱动杆（14）长度的2倍；前摇杆（16）、后摇杆（17）和短连杆（19）长度相同，为驱动杆（14）长度的2.5倍；长连杆（15）长度为驱动杆（14）的5倍；四个子机械腿系统中的驱动杆（14）保持平行，具体的，驱动杆（14）与位于同一侧的驱动杆（14）安装角度相同，与另一侧驱动杆（14）的安装角度相差180度。