CN110386202A - 一种新型四足鸵鸟仿生机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型四足鸵鸟仿生机器人，属于仿生机器人领域，目的在于实现四足机器人复杂的腿部运动，它自身的机械设计能够保证在奔跑的同时维持自身动态平衡。包括左前腿（1）、左后腿（3）、右前腿（2）、右后腿（4）、机架（5）、左前腿传动装置（6）、左后腿传动装置（8）、右前腿传动装置（7）、右后腿传动装置（9），四条仿生腿由两个电机驱动，电机单向转动，仿生腿能够实现奔跑步态，从而实现移动。本发明结构简单新颖，设计合理，能够实现四足仿生机器人的移动，并且能耗小，能够自身平衡，具有广阔的市场前景。

Description

一种新型四足鸵鸟仿生机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体为一种新型四足驼鸟仿生机器人。

背景技术

随着科技的发展与进步，足式移动机器人对各种复杂地面具有灵活适应性,可以在复杂地形下进行步行运动以及完成运输任务等。这类机器人广泛应用于救灾以及工程等领域，而四足机器人又是足式机器人中最实用的一种,可以在复杂地面进行移动。本文揭示了一种新的腿部运动方式。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请人希望通过设计一种新型的四足鸵鸟仿生机器人，能够实现四足仿生机器人腿部椭圆形运动轨迹，并且实现奔跑步态。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1.一种新型四足驼鸟仿生机器人，包括左前腿、左后腿，右前腿、右后腿，机架，及其对应的四组腿部传动装置，即左前腿传动装置、左后腿传动装置、右前腿传动装置、右后腿传动装置；其特征在于：所述左前腿、左后腿、右前腿、右后腿均采用轴承、螺栓、螺母连接，对称安装在机架两侧；所述左腿传动装置和右腿传动装置采用销钉固定在机架，左右两组传动装置反向平行安装在机架两侧，四组传动装置交错对称分布于机架上；所述四个交错分布的腿部传动装置，每个腿部传动装置是一根中间掏空的连杆（10）和连杆（11），连杆（11）连接电机，连杆（10）中部通过轴承、螺栓、螺母连接在腿上。电机被固定在机架中间凹槽里，电机转动带动传动装置转动，从而带动腿部连杆（13）转动，连杆（13）的转动将与其余3条连杆配合运动。所述两个腿部传动装置交错分布于底板上，其作用是使其在运动过程中配合机构本身保持平衡。

所述四条对称分布的仿生腿，可实现奔跑的运动步态，所述对每条腿包括四个零件，其中左前腿（1）包括连杆（12）、连杆（13）、连杆（14）、连杆（15），这四个零件之间均采轴承、螺栓、螺母连接，是一种多自由度的四连杆机构，其中曲柄和主连杆的材料采用PLA塑料3D打印，对应电机通过曲柄摇杆传动，将动力输入到传动装置，即由电机直接带动曲柄单向旋转，从而带动传动装置运动，使腿部连杆摆动，最终使连杆的端部实现奔跑的运动轨迹，另一组仿生腿结构相同；四条的仿生腿交错摆动，实现四足鸵鸟仿生机器人的奔跑。

本发明通过两个固定的电机，实现四足仿生机器人的奔跑，整体机构设计简单合理，便于实物样机制作。

附图说明

图1是本发明的四足仿生机器人及其仿生腿整体结构示意图。

图2是本发明的腿部传动装置结构示意图。

图3是本发明的仿生腿的结构示意图。

图4是本发明的仿生腿的机架示意图。

图中标记：左前腿（1）、左后腿（3）、右前腿（2）、右后腿（4）、机架（5）、左前腿传动装置（6）、左后腿传动装置（8）、右前腿传动装置（7）、右后腿传动装置（9），连杆（10）、连杆（11）、连杆（12）、连杆（13）、连杆（14)、连杆（15）。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，一种新型四足鸵鸟仿生机器人及其仿生腿，包括左前腿（1）、左后腿（3）、右前腿（2）、右后腿（4）、及其对应腿部传动装置左前腿传动装置（6）、左后腿传动装置（8）、右前腿传动装置（7）、右后腿传动装置（9）和机架（5）。

如图2所示，为鸵鸟仿生机器人的腿部传动装置，每个腿部传动装置为一个中间掏空的连杆（10）和连杆（11），类似于曲柄滑块机构，连杆（11）则和电机连接。左右两侧的传动装置反向平行安装在电机上，对角线上的两组传动装置则正向平行安装在电机上，四组腿部传动装置交错分布于机架上，使两侧仿生腿交错运动，而对角线上的仿生腿同步运动。

如图3所示，为两侧的仿生腿。仿生腿的装配方式为：两连杆（15）的顶部同轴安装在三角形机架（5）顶点的两侧；连杆（15）的中部与连杆（14）的顶部配合，连杆（15）的底部与连杆（13）的顶部配合，连杆（14）的底部与连杆（12）的顶部配合，连杆（13）的底部与连杆（12）的中部配合，连杆（13）的中部与传动装置连杆（10）的中部配合，所有的配合点都具备旋转自由度。通过电机传输动力给连杆（11），连杆（11）的旋转带动连杆（10）的运动，这个过程类似于曲柄滑块机构的运动。连杆（10）的旋转运动使得连杆（13）中部发生运动，连杆（13）的顶部和底部都会发生不同程度的旋转运动，从而使得所有的连杆都会发生一定的旋转运动，实现鸵鸟腿部的运动方式和运动轨迹。

如图4所示，机架（5）为左右对称的结构，中间凹槽用于存放电机，三角形结构起机身的支撑和稳定作用，在设计上此机构与腿部运动相平衡。

本发明结构简易，控制简单，只需要通过控制两个电机，便可实现四足仿生机器人的奔跑步态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型四足驼鸟仿生机器人，包括四条对称分布的仿生腿，即左前腿（1）、左后腿（3）、右前腿（2）、右后腿（4），及其对应的四个腿部传动装置，即左前腿传动装置 （6）、左后腿传动装置（8）、右前腿传动装置（7）、右后腿传动装置（9）；所述左前腿传动装置 （6）、左后腿传动装置（8）、右前腿传动装置（7）、右后腿传动装置（9），交错安置于前后对称的机架（5）。

2.根据权利要求1所述的一种新型四足驼鸟仿生机器人，其特征在于：所述四个交错分布的腿部传动装置，每个腿部传动装置包括两个零件，连杆（10）、连杆（11），其中四个腿部传动装置结构相同；交错分布于机架（5）上，为对应仿生腿提供动力。

3.根据权利要求1所述的一种新型四足驼鸟仿生机器人，其特征在于：所述对每条腿包括四个零件，其中左前腿（1）包括连杆（12）、连杆（13）、连杆（14）、连杆（15），其余三条腿部结构相同；所述四条多自由度仿生腿对称安装在电机上，对应的腿部传动装置为仿生腿提供动力，实现四足仿生机器人的奔跑。

4.根据权利要求1所述的一种新型四足驼鸟仿生机器人，其特征在于：所述四条对称分布的仿生腿与对应的腿部传动装置连接，将电机的动力经过传动装置传动，输入到仿生腿，四条仿生腿交错运动，腿的末端呈现椭圆形移动轨迹，模仿鸵鸟奔跑的步态，最终实现四足仿生机器人的平衡奔跑运动。