CN104443107B - 交叉式四足机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种交叉式四足机器人；包括方形顶板、方形控制板、U形连接件、舵机和脚板，所述U形连接件包括第一U形连接件、第二U形连接件、第三U形连接件、第四U形连接件，所述舵机包括第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述方形顶板与方形控制板之间安装有四个第一舵机，所述方形顶板内侧面的四角与对应四个第一舵机一端之间、以及四个第一舵机一端与方形控制板内侧面的四角之间分别通过电机垫片活动连接。本发明的有益效果是：本发明的交叉式四足机器人不仅能够进入危险的环境代替人类完成一些危险系数高的工作，而且还能到一些事故灾难的现场进行救援。
Description
技术领域
本发明涉及一种交叉式四足机器人。
背景技术
服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，但不包括从事生产的设备。服务型机器人能高效的完成有益于人类的服务工作，产生了良好的经济效益及社会效益，而且正不断地改变着人类的生活方式。用机器来代替人类从事单调乏味而又艰苦的工作，是一代又一代的学者不断探索研究的动力源泉。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，运用仿生学原理，设计了一种交叉式四足机器人。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种交叉式四足机器人，包括方形顶板、方形控制板、U形连接件、舵机和脚板，所述U形连接件包括第一U形连接件、第二U形连接件、第三U形连接件、第四U形连接件，所述舵机包括第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述方形顶板与方形控制板之间安装有四个第一舵机，所述方形顶板内侧面的四角与对应四个第一舵机一端之间、以及四个第一舵机一端与方形控制板内侧面的四角之间分别通过电机垫片活动连接，以保证四个第一舵机在方形顶板与方形控制板之间进行自由转动；所述四个第一舵机另一端分别对应夹设于四个第一U形连接件的U形口内，且所述四块第一U形连接件的U形口分别通过电机垫片与所述四个第一舵机另一端对应活动连接；所述四块第一U形连接件的底座分别通过固定连接件与四块第二U形连接件的底座之间相互反向交叉连接，所述四个第二舵机上端分别对应夹设于四个第二U形连接件的U形口内，且所述四块第二U形连接件的U形口分别通过电机垫片与所述四个第二舵机上端对应活动连接；所述四个第二舵机下端分别对应夹设于四个第三U形连接件的U形口内，且所述四块第三U形连接件的U形口分别通过电机垫片与所述四个第二舵机下端对应活动连接；所述四块第三U形连接件底座分别通过固定连接件与四块第四U形连接件的底座之间相互反向交叉连接，所述四个第三舵机一端分别对应夹设于四个第四U形连接件的U形口内，且所述四块第四U形连接件的U形口分别通过电机垫片与所述四个第三舵机一端对应活动连接；所述四个第三舵机分别固定安装在四块脚板上。
该机器人的“髋关节”是由第一舵机和第一U形连接件对应连接组成，“膝关节”是由第二U形连接件、第二舵机和第三U形连接件对应连接组成，“裸关节”是由第四U形连接件和第三舵机对应连接组成；通过“髋关节”、“膝关节”、“裸关节”构成机械人的一条腿，共有4条腿，且每条腿具有3个自由度，即交叉式四足机器人共有12个自由度。“髋关节”中的第一舵机和“膝关节”中的第二舵机的安装力矩方向与机器人的脚板前进方向相互平行，“踝关节”的第三舵机的安装力矩方向与机器人的脚板前进方向相互垂直。
通过方形控制板对“髋关节”、“膝关节”和“踝关节”相应操作，对机器人重心的移动来实现交叉式四足机器人的行走、翻跟斗和倒立功能，不仅能够进入危险的环境代替人类完成一些危险系数高的工作，而且还能到一些事故灾难的现场进行救援。
作为优选，所述第二U形连接件、第四U形连接件的U形口长度小于第一U形连接件、第三U形连接件的U形口长度，所述U形口长度是指U形连接件的底座到该U形连接件的U形口末端的间距。
作为优选，所述第一舵机和第二舵机的安装力矩方向与对应脚板前进方向相互平行，第三舵机的安装力矩方向与对应脚板前进方向相互垂直。
作为优选，所述固定连接件是由螺栓与相匹配的螺母连接而成的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中的交叉式四足机器人的“髋关节”是由第一舵机和第一U形连接件对应连接组成，“膝关节”是由第二U形连接件、第二舵机和第三U形连接件对应连接组成，“裸关节”是由第四U形连接件和第三舵机对应连接组成；通过“髋关节”、“膝关节”、“裸关节”构成机械人的一条腿，共有4条腿，且每条腿具有3个自由度，因此该交叉式四足机器人共有12个自由度。
交叉式四足机器人的“髋关节”中的第一舵机和“膝关节”中的第二舵机的安装力矩方向与机器人的脚板前进方向相互平行，“踝关节”的第三舵机的安装力矩方向与机器人的脚板前进方向相互垂直，该结构保证了交叉式四足机器人在各种复杂环境中(例如待维修管道)定向运动。
通过四角形控制板对“髋关节”、“膝关节”和“踝关节”相应操作，对机器人重心的移动来实现交叉式四足机器人的行走、翻跟斗和倒立功能，保证其自由穿梭在复杂环境下的各类管道中，完成对管道进行有效的检测维护工作，可以提高管道的寿命，防止泄露等事故的发生。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的结构示意图；
其中，1.方形顶板；2.方形控制板；3.第一舵机；4.第一U形连接件；5.第二U形连接件；6.第二舵机；7.第三U形连接件；8.第四U形连接件；9.第三舵机，10.脚板。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
如图1所示，本发明提供一种交叉式四足机器人的具体实施例，包括方形顶板1、方形控制板2、U形连接件、舵机和脚板10，所述U形连接件包括第一U形连接件4、第二U形连接件5、第三U形连接件7、第四U形连接件8，所述舵机包括第一舵机3、第二舵机6和第三舵机9，所述方形顶板1与方形控制板2之间安装有四个第一舵机3，所述方形顶板1内侧面的四角与对应四个第一舵机3一端之间、以及四个第一舵机3一端与方形控制板2内侧面的四角之间分别通过电机垫片活动连接，以保证四个第一舵机3在方形顶板1与方形控制板2之间进行自由转动；所述四个第一舵机3另一端分别对应夹设于四个第一U形连接件4的U形口内，且所述四块第一U形连接件4的U形口分别通过电机垫片与所述四个第一舵机3另一端对应活动连接；所述四块第一U形连接件4的底座分别通过固定连接件与四块第二U形连接件5的底座之间相互反向交叉连接，所述四个第二舵机6上端分别对应夹设于四个第二U形连接件5的U形口内，且所述四块第二U形连接件5的U形口分别通过电机垫片与所述四个第二舵机6上端对应活动连接；所述四个第二舵机6下端分别对应夹设于四个第三U形连接件7的U形口内，且所述四块第三U形连接件7的U形口分别通过电机垫片与所述四个第二舵机6下端对应活动连接；所述四块第三U形连接件7底座分别通过固定连接件与四块第四U形连接件8的底座之间相互反向交叉连接，所述四个第三舵机9一端分别对应夹设于四个第四U形连接件8的U形口内，且所述四块第四U形连接件8的U形口分别通过电机垫片与所述四个第三舵机9一端对应活动连接；所述四个第三舵机9分别固定安装在四块脚板10上。
该机器人的“髋关节”是由第一舵机3和第一U形连接件4对应连接组成，“膝关节”是由第二U形连接件5、第二舵机6和第三U形连接件7对应连接组成，“裸关节”是由第四U形连接件8和第三舵机9对应连接组成；通过“髋关节”、“膝关节”、“裸关节”构成机械人的一条腿，共有4条腿，且每条腿具有3个自由度，即交叉式四足机器人共有12个自由度。“髋关节”中的第一舵机3和“膝关节”中的第二舵机6的安装力矩方向与机器人的脚板10前进方向相互平行，“踝关节”的第三舵机9的安装力矩方向与机器人的脚板10前进方向相互垂直。
通过方形控制板2对“髋关节”、“膝关节”和“踝关节”相应操作，对机器人重心的移动来实现交叉式四足机器人的行走、翻跟斗和倒立功能，不仅能够进入危险的环境代替人类完成一些危险系数高的工作，而且还能到一些事故灾难的现场进行救援。
其中，所述第二U形连接件5、第四U形连接件8的U形口长度小于第一U形连接件4、第三U形连接件7的U形口长度，所述U形口长度是指U形连接件的底座到该U形连接件的U形口末端的间距；所述第一舵机3和第二舵机6的安装力矩方向与对应脚板10前进方向相互平行，第三舵机9的安装力矩方向与对应脚板10前进方向相互垂直；所述固定连接件是由螺栓与相匹配的螺母连接而成的。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种交叉式四足机器人，包括方形顶板(1)、方形控制板(2)、U形连接件、舵机和脚板(10)，其特征在于，所述U形连接件包括第一U形连接件(4)、第二U形连接件(5)、第三U形连接件(7)和第四U形连接件(8)，所述舵机包括第一舵机(3)、第二舵机(6)和第三舵机(9)，所述方形顶板(1)与方形控制板(2)之间安装有四个第一舵机(3)，所述方形顶板(1)内侧面的四个角与对应四个第一舵机(3)一端之间、以及四个第一舵机(3)一端与对应方形控制板(2)内侧面的四个角之间分别通过电机垫片活动连接，以保证四个第一舵机(3)在方形顶板(1)与方形控制板(2)之间进行自由转动；四个第一舵机(3)另一端分别对应夹设于四个第一U形连接件(4)的U形口内，且四个第一U形连接件(4)的U形口分别通过电机垫片与四个第一舵机(3)另一端对应活动连接；四个第一U形连接件(4)的底座分别通过固定连接件与四个第二U形连接件(5)的底座之间相互反向交叉连接，四个第二舵机(6)上端分别对应夹设于四个第二U形连接件(5)的U形口内，且四个第二U形连接件(5)的U形口分别通过电机垫片与四个第二舵机(6)上端对应活动连接；四个第二舵机(6)下端分别对应夹设于四个第三U形连接件(7)的U形口内，且四个第三U形连接件(7)的U形口分别通过电机垫片与四个第二舵机(6)下端对应活动连接；四个第三U形连接件(7)底座分别通过固定连接件与四个第四U形连接件(8)的底座之间相互反向交叉连接，四个第三舵机(9)一端分别对应夹设于四个第四U形连接件(8)的U形口内，且四个第四U形连接件(8)的U形口分别通过电机垫片与四个第三舵机(9)一端对应活动连接；四个第三舵机(9)分别固定安装在四个脚板(10)上。
2.根据权利要求1中所述的交叉式四足机器人，其特征在于，所述第二U形连接件(5)、第四U形连接件(8)的U形口长度小于第一U形连接件(4)、第三U形连接件(7)的U形口长度，所述U形口长度是指U形连接件的底座到该U形连接件的U形口末端的间距。
3.根据权利要求1中所述的交叉式四足机器人，其特征在于，第一舵机(3)和第二舵机(6)的安装力矩方向与对应脚板(10)前进方向相互平行，第三舵机(9)的安装力矩方向与对应脚板(10)前进方向相互垂直。
4.根据权利要求1中所述的交叉式四足机器人，其特征在于，所述固定连接件是由螺栓与相匹配的螺母连接而成的。
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