CN206664751U - 一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，包括：躯干；四肢模组；具有四个大腿驱动件和四个小腿件，大腿驱动件分别安装于躯干上前后左右四个部位；动力模组，具有分别驱动大腿驱动件的大腿电机；四肢模组还具有四个小腿驱动件和四个中间件；动力模组还具有分别驱动小腿驱动件的小腿电机；小腿驱动件分别安装于躯干上前后左右四个部位，中间件的一端转动连接至小腿件，另一端转动连接至小腿驱动件。本实用新型具有的有益效果：利用腿部部件构成的五连杆机构实现两种运动模式下的切换，保证了高低速运动时的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于四足机器人技术领域，具体涉及一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人。
背景技术
目前机器人作为一项飞速发展的新兴产业，正在快速运用到各个领域。机器人腿部机构作为四足机器人的关键部件，其自由度、布局形式、自重、工作空间等都对稳定性和步态产生较大的影响。此外，不同的驱动方式对机器人的运动也会产生直接的影响，国际上具有代表性的四足机器人腿部驱动方式可以分为液压驱动方式和电机驱动方式。液压驱动的腿部机构采用多自由度串联式结构，其设计较为简单，这类机器人具有较好的负重行走能力，但存在能源利用效率低下、噪音大、续航能力不足、运动速度较低等问题；电机驱动具有控制简单、控制精度高、工作噪声小等优点，但电机的安装位置会直接影响机器人的稳定性。目前较为常见的四足机器人的前进和后退动作均是通过大腿电机和小腿电机分别驱动大腿和小腿运动而实现，这种驱动结构的缺点就是由于大腿和小腿的运动特性所限，导致前进和后退的速度往往较低，无法满足稳定的高速运动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，利用腿部部件构成的五连杆机构实现两种运动模式下的切换，保证了高低速运动时的稳定性。
为解决现有技术问题，本发明还具体公开了一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，包括：
一躯干；
四肢模组；具有四个大腿驱动件和四个分别转动连接至大腿驱动件的小腿件，大腿驱动件分别安装于躯干上前后左右四个部位；
动力模组，具有分别驱动大腿驱动件的大腿电机；
四肢模组还具有四个小腿驱动件和四个中间件；动力模组还具有分别驱动小腿驱动件的小腿电机；
小腿驱动件分别安装于躯干上前后左右四个部位，中间件的一端转动连接至小腿件，另一端转动连接至小腿驱动件；
大腿驱动件在大腿电机的驱动下前后摆动且小腿驱动件在小腿电机的驱动下摆动或旋转时均能够使小腿件在两者的带动下前后摆动从而实现前进和后退。
进一步地，还包括：
髋关节模组，具有四个髋关节件，髋关节件分别转动安装于躯干上前后左右四个部位；大腿驱动件和小腿驱动件均安装于相应髋关节件上；
动力模组还具有驱动髋关节件左右摆动的髋关节电机。
进一步地，大腿电机通过大腿电机安装座可调节地安装于髋关节上。
进一步地，小腿电机通过小腿电机安装座可调节地安装于髋关节上。
进一步地，髋关节电机通过髋关节电机安装座安装于髋关节上。
进一步地，安装于躯干前部位置的四肢模组与安装于躯干后部位置的四肢模组成对称设置。
进一步地，安装于躯干左部位置的四肢模组与安装于躯干右部位置的四肢模组成对称设置。
进一步地，大腿驱动件、小腿驱动件、小腿件和中间件上均开设有槽或孔。
进一步地，髋关节件为工字型结构。
进一步地，小腿件上触地部位安装有脚垫。
本发明具有的有益效果：利用腿部部件构成的五连杆机构实现两种运动模式下的切换，保证了高低速运动时的稳定性。
附图说明
图1为本发明的一个优选实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例的结构主视图；
图3为图1所示实施例的等效简化图。
附图标记：
1变位孔；2躯干；3髋关节电机；4髋关节电机安装座；5大腿驱动件；6小腿件；7中间件；8小腿驱动件；9髋关节件；10小腿电机安装座；11小腿电机；12大腿电机安装座；13大腿电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至3所示，一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，包括：躯干2、四肢模组、动力模组、髋关节模组和控制模组。
动力模组具有四个大腿电机13、四个小腿电机11和四个髋关节电机3，所有电机均由控制模组控制运行。
髋关节模组具有四个髋关节件9，每个髋关节件9分别转动安装于躯干2上前后左右四个部位。躯干2上对应每个髋关节件9的位置各安装有一个髋关节电机安装座4，每个髋关节电机安装座4上安装一个髋关节电机3。髋关节电机3作为侧摆运动的执行器，驱动髋关节件9左右摆动，进一步实现整机的左右横移。髋关节电机3还具有电流检测器，该电流检测器能够检测髋关节电机3的电流进而判断冲击情况，调整输出力矩实现整机减振。
四肢模组具有四个大腿驱动件5、四个小腿驱动件8、四个中间件7和四个小腿件6。每个髋关节件9上各安装有一个大腿电机安装座12和一个小腿电机安装座10，每个大腿电机安装座12上安装有一个大腿电机13，每个小腿电机安装座10上安装有一个小腿电机11。每个大腿驱动件5通过电机圆盘安装于一个大腿电机13的输出轴上，大腿驱动件5的摆动轴线与大腿电机13的输出轴同轴；每个小腿驱动件8通过电机圆盘安装于一个小腿电机11的输出轴上，小腿驱动件8的旋转轴线/摆动轴线与小腿电机11的输出轴同轴。每个中间件7的一端转动连接至对应的一个小腿件6，另一端转动连接至构成用一个腿的小腿驱动件8。
在构成每个腿的部件中，大腿驱动件5、小腿驱动件8、小腿件6、中间件7和躯干2构成五连杆机构。其中，躯干2作为机架；大腿驱动件5作为摇杆AD，通过大腿电机13直接驱动实现一定范围内的摆动；小腿驱动件8作为曲柄BC，通过小腿电机11直接驱动实现在电机高速运转时旋转和电机低速运转时在一定范围内摆动；中间件7作为连杆CE，联动大腿驱动件5和小腿驱动件8。小腿件6均作为运动末端执行件DP，当小腿电机11低速运转时，小腿驱动件8实现在一定范围内的摆动；尤其是当小腿电机11高速运转时，小腿驱动件8直接旋转，避免了现有技术中由于采用电机正反转带动小腿摆动时电机正反转而产生的加减速造成的冲击。上述机构共同作用实现了整机的前进和后退动作。
安装于躯干2前部位置的四肢模组与安装于躯干2后部位置的四肢模组成对称设置。安装于躯干2左部位置的四肢模组与安装于躯干2右部位置的四肢模组成对称设置。电机安装座上均加工有若干变位孔1，可以调节相关电机的安装位置，从而实现两个腿部布局的调整，对膝式和内膝肘式都可以适应不同的地形环境下的行走。
通过合理的减质设计，如在大腿驱动件5、小腿驱动件8、小腿件6和中间件7上均开设有槽或孔，以及相关部件采用轻质材料，使得机器人整体质量降低，电机输出力矩驱动效率提高，提高运动速度。
髋关节件9为工字型结构，使髋关节件9在减质的同时也能保证机械强度。
小腿件6上触地部位安装有脚垫，进一步减小行走时的振动冲击。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，包括：
一躯干；
四肢模组；具有四个大腿驱动件和四个分别转动连接至所述大腿驱动件的小腿件，所述大腿驱动件分别安装于所述躯干上前后左右四个部位；
动力模组，具有分别驱动所述大腿驱动件的大腿电机；其特征在于：
所述四肢模组还具有四个小腿驱动件和四个中间件；所述动力模组还具有分别驱动所述小腿驱动件的小腿电机；
所述小腿驱动件分别安装于所述躯干上前后左右四个部位，所述中间件的一端转动连接至所述小腿件，另一端转动连接至所述小腿驱动件；
所述大腿驱动件在所述大腿电机的驱动下前后摆动且所述小腿驱动件在所述小腿电机的驱动下摆动或旋转时均能够使所述小腿件在两者的带动下前后摆动从而实现前进和后退。
2.根据权利要求1所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：还包括：
髋关节模组，具有四个髋关节件，所述髋关节件分别转动安装于所述躯干上前后左右四个部位；所述大腿驱动件和小腿驱动件均安装于相应所述髋关节件上；
所述动力模组还具有驱动所述髋关节件左右摆动的髋关节电机。
3.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述大腿电机通过大腿电机安装座可调节地安装于所述髋关节上。
4.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述小腿电机通过小腿电机安装座可调节地安装于所述髋关节上。
5.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述髋关节电机通过髋关节电机安装座安装于所述髋关节上。
6.根据权利要求1或2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：安装于所述躯干前部位置的四肢模组与安装于所述躯干后部位置的四肢模组成对称设置。
7.根据权利要求1或2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：安装于所述躯干左部位置的四肢模组与安装于所述躯干右部位置的四肢模组成对称设置。
8.根据权利要求1或2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述大腿驱动件、小腿驱动件、小腿件和中间件上均开设有槽或孔。
9.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述髋关节件为工字型结构。
10.根据权利要求1所述的一种面向高速运动的电动五连杆多自由度机器人，其特征在于：所述小腿件上触地部位安装有脚垫。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108082326A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-29 | 高飞 | 一种机械仿生行走机构 |
| CN109733502A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN109733503A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN110480608A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 长安大学 | 一种具有双驱平行缓冲腿和并联柔性躯干的仿生机器人 |
| CN111619694A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-04 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 机械腿和机器人 |
| CN113511283A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-19 | 昆明理工大学 | 一种采用多杆机构的腿部结构及其构建的四足机器人 |
| CN114954729A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 一种十二自由度四足机器人 |
| CN115229842A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-10-25 | 江汉大学 | 一种仿生四足机器猫的整体结构及系统 |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108082326A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-29 | 高飞 | 一种机械仿生行走机构 |
| CN109733502A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN109733503A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN109733503B (zh) * | 2019-02-20 | 2021-11-02 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN109733502B (zh) * | 2019-02-20 | 2021-11-02 | 上海交大临港智能制造创新科技有限公司 | 一种机器人腿部结构及机器人 |
| CN110480608A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 长安大学 | 一种具有双驱平行缓冲腿和并联柔性躯干的仿生机器人 |
| CN111619694A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-04 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 机械腿和机器人 |
| CN111619694B (zh) * | 2020-06-30 | 2024-12-06 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 机械腿和机器人 |
| CN113511283A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-19 | 昆明理工大学 | 一种采用多杆机构的腿部结构及其构建的四足机器人 |
| CN113511283B (zh) * | 2021-07-14 | 2022-05-06 | 昆明理工大学 | 一种采用多杆机构的腿部结构及其构建的四足机器人 |
| CN115229842A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-10-25 | 江汉大学 | 一种仿生四足机器猫的整体结构及系统 |
| CN114954729A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 一种十二自由度四足机器人 |
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