CN210284435U - 一种四足机器人 - Google Patents

Abstract

一种四足机器人，包括头、脚、腿、前外壳、后外壳，腿通过脚部驱动系统驱动，通过大齿轮、小齿轮啮合，及第一电机和第二电机的控制，大腿长杆、大腿短杆、大腿、及髋骨构成一个腿部运动的四连杆机构来实现腿部的升降运动，脚上的脚趾尖设计成狗爪型，脚趾尖由第三电机控制，脚趾节由脚趾液压控制、能更牢的抓住地面，机器人内部具有可以上下和左右摆动的转向节，转向节也有转向节电机控制，从而增加机器人转弯和爬坡能力，以适应不同的路面。本实用新型可以适应复杂地形探索，尤其适应地面不平、爬坡、转弯等，极大地改善了现有机器人不足，而且，行进过程中的平衡性好，腿部升降灵活，运动时方便控制。

Description

一种四足机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种四足机器人。

背景技术

随着机械工艺的发展和对各种环境的探测，越来越多的机器人应时代而生，足式机器人便是其中一种较为重要的研究方向，现有的足式机器人，在应对各种环境虽然能够游刃有余，但是具有局限性如现有的足式机器人在转弯、抓地和爬坡能力还存在不足。

实用新型内容

针对现有技术的不足，提高足式机器人的在转弯、抓地和爬坡能力不足的问题，同时提高在行进过程中的平衡性，本实用新型提出了一种四足机器人，以满足人类对适应不同环境的机器人的迫切需要。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种四足机器人，包括头、脚、腿、前外壳、后外壳，及安装于前外壳和后外壳的脚部驱动系统，及连接腿的转向节，腿通过脚部驱动系统驱动，其特征在于：

所述的脚部驱动系统，包括安装于髋骨的凹槽内相互啮合的大齿轮和小齿轮，小齿轮通过第一电机带动大齿轮转动；

所述的腿，其大腿的中部通过大腿长杆和大齿轮的长杆柱轴连接一起，其大腿的上部通过大腿短杆和髋骨的短杆轴连接，大腿短杆和短杆轴固定，短杆轴的一端和第二电机连接，通过控制第一电机驱动小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮转动的过程中，大齿轮带动大腿长杆周期性的上下运动，同时通过控制第二电机驱动大腿短杆旋转一定的角度，实现腿的升降运动；

所述的脚，包括脚趾尖、脚趾节、脚掌，脚掌通过可转动的轴连接于大腿的下部，在脚掌和大腿之间设有腿部驱动液压，控制脚掌活动，在脚掌和脚趾节之间设有脚趾液压，控制脚的脚趾节收缩和伸展，在脚趾节和脚趾尖之间设有第三电机，控制脚趾尖对地面的抓紧抓紧和松开；

所述的转向节，其转向节Ⅰ和转向节Ⅱ通过竖直的转向轴连接一起，使得转向节Ⅰ和转向节Ⅱ能够在水平方向上左右摆动，转向节Ⅱ和转向节Ⅲ通过水平的转向轴连接一起，使得转向节Ⅱ和转向节Ⅲ能够在竖直方向上上下摆动。

进一步地，所述的前外壳和后外壳通过可以水平转向的腰壳连接一起，前外壳和后外壳通过腰壳的连接，方便机器人身体内部的转向节左右摆动过程中，前外壳和后外壳产生相应地左右摆动，从而增加机器人转弯能力。

进一步地，所述的髋骨，其上部前外壳或后外壳连接处具有平的边缘，使得前外壳和后外壳的连接具有更大的接触面，增加了前外壳和后外壳的平稳。

进一步地，所述的第一电机和第二电机，其安装于两个髋骨的之间，四个第一电机和四个第二电机驱动分别控制四条腿的升降运动，通过协调每条腿的升降运动，可以达到机器人走步的目的。

进一步地，所述的转向节Ⅰ和转向节Ⅲ还有设置有用于控制转向节Ⅰ和转向节Ⅲ的转动的转向节电机，通过控制其内部的转向节电机，使转向节绕着主轴旋转一定的角度，使机器人的身体的左右或上下扭动，从而增加机器人转弯和爬坡能力。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

(1)腰部有转向节，转向节由转向节电机控制，从而增加机器人转弯和爬坡能力，以适应不同的路面。

(2)脚趾尖设计成狗爪型，由第三电机控制，能更牢的抓住地面。

(3)腿部具有大腿长杆、大腿短杆、大腿、及髋骨构成一个腿部运动的四连杆机构，腿部升降灵活，运动时方便控制。

附图说明

图1为本实用新型装置立体示意图。

图2为图1内部结构侧边方向立体示意图。

图3为图1中内部结构前视方向立体示意图。

图4为图3中A局部放大示意图。

图5为转向节立体示意图。

其中：1-脚、101-脚趾尖、102-脚趾节、103-脚趾液压、104-脚掌、105-第三电机、2-腿、201-大腿、202-大腿长杆、203-大腿短杆、204-腿部驱动液压、3-脚部驱动系统、301-髋骨、302-大齿轮、303-长杆柱、304-小齿轮、305-短杆轴、306-第一电机、307-第二电机、4-转向节、401-转向节Ⅰ、402-转向节Ⅱ、403-转向节Ⅲ、5-前外壳、6-后外壳、7-头、8-腰壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步地说明。

图1中，一种四足机器人，包括头7、脚1、腿2、前外壳5、后外壳6，前外壳5和后外壳6通过腰壳8轴连接一起，前外壳5相对于腰壳8和后外壳6可以水平转动。

图2、图3中所示了四足机器人内部结构情况，四足机器人主要是腿部驱动系统3、脚1、腿2、转向节4，脚部驱动系统3，主要由相互啮合的大齿轮302和小齿轮304，大齿轮302和小齿轮304均安装在髋骨301的凹槽内，小齿轮304由第一电机306实现驱动，大腿201的中部通过大腿长杆202和大齿轮302的长杆柱303轴连接一起，第一电机306的动力输出通过大齿轮302转动，实现从转动变为大腿长杆202周期性的上下运动的直线运动，大腿201的上部通过大腿短杆203和髋骨301的短杆轴305连接，大腿短杆203和短杆轴305固定，短杆轴305由第二电机307驱动，第二电机307驱动过程中，大腿短杆203作用于大腿201，使得大腿短杆203旋转一定的角度，从而达到实现腿2的升降运动。

图4中，所示四足机器人脚1的细节情况，脚掌104通过可转动的轴连接于大腿201的下部，在脚掌104和大腿201之间设有腿部驱动液压204，控制脚掌104活动，在脚掌104和脚趾节102之间设有脚趾液压103，控制脚1的脚趾节102收缩和伸展，在脚趾节102和脚趾尖101之间设有第三电机105，控制脚趾尖101对地面的抓紧抓紧和松开。

图5中，所示四足机器人转向节4的连接情况。转向节Ⅰ401和转向节Ⅱ402通过竖直的转向轴连接一起，转向节Ⅰ401和转向节Ⅱ402能够在水平方向上左右摆动，转向节Ⅱ402和转向节Ⅲ403通过水平的转向轴连接一起，转向节Ⅱ402和转向节Ⅲ403能够在竖直方向上上下摆动，转向节401和转向节Ⅲ403内部安装了转向节电机，通过控制其内部的转向节电机，使转向节4绕着主轴旋转一定的角度，使机器人的身体的左右或上下扭动，从而增加机器人转弯和爬坡能力。

本实用新型一种四足机器人，可以适应复杂地形探索，尤其适应地面不平、爬坡、转弯等，极大地改善了现有机器人不足，而且，行进过程中的平衡性好，腿部升降灵活，运动时方便控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种四足机器人，包括头、脚、腿、前外壳、后外壳，及安装于前外壳和后外壳的脚部驱动系统，及连接腿的转向节，腿通过脚部驱动系统驱动，其特征在于：

所述的脚部驱动系统，包括安装于髋骨的凹槽内相互啮合的大齿轮和小齿轮，小齿轮通过第一电机带动大齿轮转动；

所述的腿，其大腿的中部通过大腿长杆和大齿轮的长杆柱轴连接一起，其大腿的上部通过大腿短杆和髋骨的短杆轴连接，大腿短杆和短杆轴固定，短杆轴的一端和第二电机连接，通过控制第一电机驱动小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮转动的过程中，大齿轮带动大腿长杆周期性的上下运动，同时通过控制第二电机驱动大腿短杆旋转一定的角度，实现腿的升降运动；

所述的脚，包括脚趾尖、脚趾节、脚掌，脚掌通过可转动的轴连接于大腿的下部，在脚掌和大腿之间设有腿部驱动液压，控制脚掌活动，在脚掌和脚趾节之间设有脚趾液压，控制脚的脚趾节收缩和伸展，在脚趾节和脚趾尖之间设有第三电机，控制脚趾尖对地面的抓紧和松开；

所述的转向节，其转向节Ⅰ和转向节Ⅱ通过竖直的转向轴连接一起，使得转向节Ⅰ和转向节Ⅱ能够在水平方向上左右摆动，转向节Ⅱ和转向节Ⅲ通过水平的转向轴连接一起，使得转向节Ⅱ和转向节Ⅲ能够在竖直方向上上下摆动。

2.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述的前外壳和后外壳通过可以水平转向的腰壳连接一起。

3.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述的髋骨，其上部前外壳或后外壳连接处具有平的边缘，使得前外壳和后外壳的连接具有更大的接触面。

4.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述的第一电机和第二电机，其安装于两个髋骨的之间。

5.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述的转向节Ⅰ和转向节Ⅲ还有设置有用于控制转向节Ⅰ和转向节Ⅲ的转动的转向节电机。

Images