CN206243293U - 一种高速四足仿生机器人及其仿生腿 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速四足仿生机器人及其仿生腿，属于仿生机器人领域，目的在于实现四足机器人的高速运动，包括外壳(1)、前底盘(11)、后底盘(12)、四条对称分布的高速仿生腿，即左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5），及其对应的四个腿部传动装置，即左前腿传动装置（6）、右前腿传动装置（7）、左后腿传动装置（8）和右后腿传动装置（9）。每条仿生腿由对应电机驱动，电机单向转动，仿生腿能够实现奔跑步态，从而实现移动。本实用新型结构简单新颖，设计合理，能够实现四组仿生机器人的快速移动，具有广阔的市场前景。

Description

一种高速四足仿生机器人及其仿生腿

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体为一种高速四足仿生机器人及其仿生腿。

背景技术

随着科技得发展与进步，四足机器人目前已广泛应用于灾后搜救、军事目的等领域，这使得四足机器人得到了大规模的应用。

然而，目前四足机器人的的运动速度较低，过低的运动速度会极大限制四足机器人的实际应用。为此，科研学者已经不满足于机器人的低速静态步行，而希望能够实现四足机器人的高速动态奔跑。

目前，国内外相继研究开发了很多原理样机，但制约多足机器人技术进一步发展的基础理论问题并没有得到根本的解决。因此，目前迫切需要一种能实现高速动态奔跑的机器人。

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仿生机器人，能够实现四足仿生机器人的快速奔跑。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高速四足仿生机器人及其仿生腿，包括外壳、前底盘、后底盘、四条对称分布的高速仿生腿，即左前腿、右前腿、左后腿和右后腿，及其对应的四个腿部传动装置，即左前腿传动装置、右前腿传动装置、左后腿传动装置和右后腿传动装置；其特征在于：所述左前腿和右前腿采用销钉连接，对称安装在前底盘两侧，左后腿和右后腿同样采用销钉连接，对称安装在后底盘两侧；所述左前腿传动装置和右前腿传动装置采用螺钉固定在前底盘，左后腿传动装置和右后腿传动装置同样采用螺钉后底盘，四个传动装置交错对称分布于底盘上；所述前底盘和后底盘固定连接，并用外壳封装，外壳及前、后底盘均用塑料制作，外壳用卡扣扣在底盘上，防止杂物落入传动装置。

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三个零件，其中左前腿传动装置包括左前腿传动电机、左前腿主动齿轮和与之啮合的左前腿从动齿轮，其余三个腿部传动装置结构相同，电机被固定在底板上，电机转动带动主动齿轮转动，从而带动从动齿轮转动，再通过从动齿轮将动力输入到对应的仿生腿；所述四个腿部传动装置交错分布于底板上，其作用是使四条高速仿生腿能够前后、左右对称分布。

所述四条对称分布的高速仿生腿，可实现奔跑的运动步态，每条腿包括五个零件，其中左前腿包括曲柄、主连杆、减震器、大腿连杆和小腿连杆，这五个零件之间均采用销钉连接，是一种单自由度的六连杆机构，其中曲柄和主连杆的材料采用钢，大腿连杆和小腿连杆采用塑料，对应电机通过齿轮传动，将动力输入到高速仿生腿，即从动齿轮带动曲柄单向旋转，从而带动主连杆运动，使大腿连杆摆动，同时配合上减震器的摆动，最终使小腿连杆运动，从而使小腿连杆的端部实现奔跑的运动轨迹，其余三条仿生腿结构相同；所述减震器的作用是，当四足仿生机器人在奔跑时，与地面接触应力大，减震器可适当减轻仿生腿和地面的冲击；所述四条的高速仿生腿对称安装在底盘上，对应的腿部传动装置为高速仿生腿提供动力，四条的高速仿生腿交错摆动，实现四足仿生机器人的奔跑。

所述四条对称分布的高速仿生腿与对应的四个腿部传动装置连接，将电机的动力经过齿轮传动，输入到高速仿生腿，仿生腿的曲柄只需单向旋转，便可实现奔跑的运动轨迹，且四条高速仿生腿交错运动，模仿四足动物奔跑的步态，最终实现四足仿生机器人的奔跑运动。

本实用新型通过底盘上固定的电机，将动力输入到高速仿生腿，实现四足仿生机器人的快速奔跑，整体机构设计简单合理，便于实物样机制作。

附图说明

图1是本实用新型的高速四足仿生机器人及其仿生腿整体结构示意图。

图2是本实用新型的腿部传动装置结构示意图。

图3是本实用新型的仿生腿的结构示意图。

图4是本实用新型的高速四足仿生机器人及其仿生腿整体示意图。

图5是本实用新型的仿生腿的机构简图及运动轨迹。

图中标记：1为外壳，2为左前腿，21为曲柄，22为主连杆，23为减震器，24为大腿连杆，25为小腿连杆，3为右前腿，4为左后腿，5为右后腿，6为左前腿传动装置，61为左前腿传动电机，62为左前腿主动齿轮，63为左前腿从动齿轮，7为右前腿传动装置，8为左后腿传动装置，9为右后腿传动装置，10为电池，11为前底盘，12为后底盘。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，一种高速四足仿生机器人及其仿生腿，包括外壳(1)、前底盘(11)、后底盘(12)、四条对称分布的高速仿生腿，即左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5），及其对应的四个腿部传动装置，即左前腿传动装置（6）、右前腿传动装置（7）、左后腿传动装置（8）和右后腿传动装置（9）；左前腿（2）和右前腿（3）对称安装在前底盘(11)两侧，左后腿（4）和右后腿（5）对称安装在后底盘(12)两侧；左前腿传动装置（6）和右前腿传动装置（7）交错安置于前底盘(11)，左后腿传动装置（8）和右后腿传动装置（9）交错安置于后底盘(12)；前底盘(11)和后底盘(12)固定连接，并用外壳(1)封装。

如图2所示，四个交错分布的腿部传动装置，每个腿部传动装置包括三个零件，其中左前腿传动装置（6）包括左前腿传动电机（61）、左前腿主动齿轮（62）和与之啮合的左前腿从动齿轮（63），其余三个腿部传动装置结构相同；四个腿部传动装置交错分布于底板上，使两侧高速仿生腿对称，为对应的四条仿生腿提供动力。

如图3所示，四条对称分布的高速仿生腿，可实现奔跑的运动步态，每条腿包括五个零件，其中左前腿（2）包括曲柄（21）、主连杆（22）、减震器（23）、大腿连杆（24）和小腿连杆（25），这个五个零件之间采用销钉连接，构成单自由度六杆机构，其余三条仿生腿结构相同；四条高速仿生腿对称安装在底盘上，对应的腿部传动装置为高速仿生腿提供动力，使高速仿生腿循环摆动，实现四足仿生机器人的奔跑。

如图4所示，四条对称分布的高速仿生腿与对应的四个腿部传动装置连接，将电机的动力经过齿轮传动，输入到高速仿生腿，如图5所示，仿生腿的曲柄只需单向旋转，便可实现奔跑的运动轨迹，且四条高速仿生腿交错运动，模仿四足动物奔跑的步态，最终实现四足仿生机器人的奔跑运动。

本实用新型结构简单，控制简便，只需要通过控制四个电机，便可实现高速四足仿生机器人的快速奔跑。

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

Claims (4)

1.一种高速四足仿生机器人及其仿生腿，包括外壳(1)、前底盘(11)、后底盘(12)、四条对称分布的高速仿生腿，即左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5），及其对应的四个腿部传动装置，即左前腿传动装置（6）、右前腿传动装置（7）、左后腿传动装置（8）和右后腿传动装置（9）；其特征在于：所述左前腿（2）和右前腿（3）对称安装在前底盘(11)两侧，左后腿（4）和右后腿（5）对称安装在后底盘(12)两侧；所述左前腿传动装置（6）和右前腿传动装置（7）交错安置于前底盘(11)，左后腿传动装置（8）和右后腿传动装置（9）交错安置于后底盘(12)；所述前底盘(11)和后底盘(12)固定连接，并用外壳(1)封装。

2.根据权利要求1所述的高速四足仿生机器人及其仿生腿，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三个零件，其中左前腿传动装置（6）包括左前腿传动电机（61）、左前腿主动齿轮（62）和与之啮合的左前腿从动齿轮（63），其余三个腿部传动装置结构相同；所述四个腿部传动装置交错分布于底板上，为对应的四条仿生腿提供动力。

3.根据权利要求1所述的高速四足仿生机器人及其仿生腿，其特征在于：所述四条对称分布的高速仿生腿，可实现奔跑的运动步态，每条腿包括五个零件，其中左前腿（2）包括曲柄（21）、主连杆（22）、减震器（23）、大腿连杆（24）和小腿连杆（25），其余三条仿生腿结构相同；所述四条高速仿生腿对称安装在底盘上，对应的腿部传动装置为高速仿生腿提供动力，实现四足仿生机器人的奔跑。

4.根据权利要求1所述的高速四足仿生机器人及其仿生腿，其特征在于：所述四条对称分布的高速仿生腿与对应的四个腿部传动装置连接，将电机的动力经过齿轮传动，输入到高速仿生腿，四条高速仿生腿交错运动，模仿四足动物奔跑的步态，最终实现四足仿生机器人的奔跑运动。