CN213862465U

CN213862465U - 一种四足机器人

Info

Publication number: CN213862465U
Application number: CN202022402041.7U
Authority: CN
Inventors: 康杰; 陈龙; 杨承汉; 余浩; 贾任群
Original assignee: Sanjiang University
Current assignee: Sanjiang University
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2030-10-26

Abstract

本实用新型提供一种四足机器人，所述四足机器人包括：胯部；所述胯部设置为两个，所述两个胯部之间通过脊柱连接；所述胯部为两个相对设置的第一机架和两个相对设置的第二机架组成的框型结构，所述第一机架与所述第二机架通过转动副连接；所述第二机架的内侧端设有第一滚珠丝杠组，两个所述第一滚珠丝杠组对称设置，用于推动所述第二机架绕所述转动副轴向做旋转运动；腿部，设于所述胯部的下端；所述腿部包括两只机器人腿，所述两只机器人腿分别与所述两个第二机架连接。本实用新型具有结构简单，成本低，可靠性高的特点。

Description

一种四足机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种四足机器人。

背景技术

“仿生机器人”即指模仿生物的结构和运动特性，具有生物学特征的机器人。根据工作环境的不同，仿生机器人分成了陆面仿生机器人、水下仿生机器人和空中仿生机器人等。就陆面仿生机器人来看，陆面机器人按其移动方式划分主要有轮式、履带式和足式三大类。在常规地面上，传统轮式机器人的应用范围非常广泛，这类机器人拥有着很多优点，例如，稳定性好、操作方便、运行速度快、振动性小、结构设计和控制系统设计相对简单等优点，但是它们对险峻坎坷道路的适应性降低了它们的应用范围。足类机器人作为全地形的运输工具，步态多种，地形适应性好，在复杂地形中有较高的障碍跨越能力，这使得足类机器人相比轮式机器人和履带式机器人有更广的应用范围，可以在山地丘陵、原始森林、洞穴等复杂地形中代替人进行运输、勘探等工作，也可以在事故现场或自然灾难中进行救援工作。

足类机器人中以腿数量的不同又区分为两足、四足、六足等类型的机器人，目前较多的是两足和四足机器人。其中，四足机器人相对于两足机器人由于有更多条足部，所以在行走中有更好的稳定性，有更好的负重能力，能够适应更复杂的地形，在负重运输与野外侦察勘探中更有优势。但目前的足类机器人多采用电控液压原件驱动或是电机直接驱动的方式，具有复杂、成本高、可靠性低的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种具有滚珠丝杠结构的，低成本高可靠性的，可以在多种环境下工作的全地形多功能四足负重型机器人。

本实用新型提供的一种四足机器人,所述四足机器人包括：

胯部；所述胯部设置为两个，所述两个胯部之间通过脊柱连接；所述胯部为两个相对设置的第一机架和两个相对设置的第二机架组成的框型结构，所述第一机架与所述第二机架通过转动副连接；所述第二机架的内侧端设有第一滚珠丝杠组，两个所述第一滚珠丝杠组对称设置，用于推动所述第二机架绕所述转动副轴向做旋转运动；

腿部，设于所述胯部的下端；所述腿部包括两只机器人腿，所述两只机器人腿分别与所述两个第二机架连接。

优选地，所述机器人腿包括：

大腿；所述大腿包括大腿主干，所述大腿主干的上、下侧均通过大腿支架设有第二滚珠丝杠组件，所述大腿主干的上端部设有大腿连接件；上侧所述第二滚珠丝杠组件通过两根两端带鱼眼轴承的连杆与第一连轴连接，所述大腿连接件通过滚珠轴承与第二连轴连接，所述第一连轴与第二连轴均设于所述第二机架上；

小腿；所述小腿包括小腿主杆，所述小腿主杆的上端部设有小腿连接件，下端部设有足部连接件；下侧所述第二滚珠丝杠组件通过两根两端带鱼眼轴承的连杆与所述小腿连接件的下端部连接，所述小腿连接件的上端部与所述大腿支架连接；

足部；所述足部包括足底，所述足底的中部通过球铰与所述足部连接件的下端部连接，所述足底的后端部通过液压杆与所述足部连接件的上端部连接。

优选地，所述第二滚珠丝杠组件包括丝杆和直流电机；所述丝杆的两端部均通过支撑座固定于所述大腿支架上；所述直流电机通过同步小带轮带动同步大带轮，所述同步大带轮与所述丝杆连接，带动丝杆转动；所述丝杆上设有丝杆螺母，所述连杆与所述丝杆螺母固定连接。

优选地，所述丝杆螺母的一侧部设有滑块，所述滑块上设有W槽形轴承，所述W槽形轴承与所述大腿主干滑动连接。

优选地，所述足部连接件上设有空心凹槽，所述小腿主杆插入所述空心凹槽中。

优选地，所述足部连接件的上端部设有第一圆轴，所述足底的后端部设有第二圆轴，所述液压杆的两端通过U形连接件分别与所述第一圆轴、第二圆轴可转动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型使用直流电机通过滚珠丝杠结构间接驱动的方式，提供了一种结构更为简单、成本更低、可靠性高的机器人结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的结构图。

图2是本实用新型实施例中胯部的结构图。

图3是本实用新型实施例中机器人腿的结构图。

图4是本实用新型实施例中第二滚珠丝杠组件的结构图。

其中，1、第一机架；2、第二机架；3、转动副；4、第一滚珠丝杠组；5、大腿主干；6、大腿支架；7、第二滚珠丝杠组件；8、大腿连接件；9、连杆；10、滚珠轴承；11、小腿主杆；12、小腿连接件；13、足部连接件；14、足底；15、球铰；16、液压杆；17、U形连接件；18、丝杆； 19、直流电机；20、支撑座；21、同步小带轮；22、同步大带轮；23、丝杆螺母；24、滑块；25、W槽形轴承；26、第一连轴；27、第二连轴；28、脊柱。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本实用新型，并不局限于所述最佳实施方式，不对本实用新型的内容和保护范围构成限制，任何人在本实用新型的启示下或是将本实用新型与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。

实施例

一种四足机器人，参照图1-4，所述四足机器人包括：胯部和腿部。

所述胯部设置为两个，所述两个胯部之间通过脊柱28连接，所述胯部为两个相对设置的第一机架1和两个相对设置的第二机架2组成的框型结构，第一机架1与第二机架2通过转动副3连接；第二机架2的内侧端通过螺栓固定第一滚珠丝杠组4，两个第一滚珠丝杠组4对称设置，用于推动第二机架2绕转动副3轴向做旋转运动，进而使机器人具有横滚自由度。脊柱28穿过两个胯部的第一机架1，将两个胯部连接到一起，通过螺栓固定第一机架1。

所述腿部设于所述胯部的下端；所述腿部包括两只机器人腿，所述两只机器人腿分别与两个第二机架2连接。

其中，所述机器人腿包括大腿、小腿和足部。所述大腿包括大腿主干5，大腿主干5的上、下侧均通过大腿支架6固定第二滚珠丝杠组件7，大腿支架6通过螺栓固定，大腿主干5的上端部通过螺栓固定大腿连接件8；上侧第二滚珠丝杠组件7通过两根两端带鱼眼轴承的连杆9与第一连轴26连接，大腿连接件8通过两侧部的滚珠轴承10与第二连轴27连接，第一连轴26与第二连轴27的末端均带有螺纹，与第二机架2螺纹连接，使所述大腿可以前后摆动。

所述小腿包括小腿主杆11，小腿主杆11的上端部设有小腿连接件12，下端部设有足部连接件13，足部连接件13的中部为空心凹槽，小腿主杆11插入所述空心凹槽中，通过螺栓固定；下侧第二滚珠丝杠组件7通过两根两端带鱼眼轴承的连杆9与小腿连接件12的下端部连接，小腿连接件12的上端部与大腿支架6螺栓连接，形成转动副。

所述足部包括足底14，足底14的中部通过球铰15与足部连接件13的下端部连接，球铰15可绕各个方向转动，足底14的后端部通过液压杆16与足部连接件13的上端部连接，足部连接件13的上端部固设第一圆轴，足底14的后端部固设第二圆轴，液压杆16的两端与U形连接件17的开口处螺栓连接，U形连接件17分别与所述第一圆轴、第二圆轴可转动连接，进而使得液压杆16两端都能够活动，液压杆16在受力时会压缩产生回复力使机器人保持平衡位置，液压杆16既有缓震的效果又能使足底复位，足底14可向各个方向偏转，增加足部的灵活度，以适应地形。

其中，第二滚珠丝杠组件7包括丝杆18和直流电机19，丝杆18的两端部均通过支撑座20固定于大腿支架6上；直流电机19固定在大腿支架6上，通过同步小带轮21带动同步大带轮22，同步大带轮22与丝杆18连接，带动丝杆18转动；丝杆18上设有丝杆螺母23，两根连杆9通过鱼眼轴承分别与丝杆螺母23的两端部固定连接，且两根连杆9平行布置，丝杆螺母23随丝杆18的转动在丝杆18上移动，上侧滚珠丝杠组件7带动所述大腿绕滚珠轴承10轴向摆动，使机器人具有俯仰自由度，下侧滚珠丝杠组件7带动小腿摆动；丝杆螺母23的一侧部设有滑块24，滑块24上设有W槽形轴承25，W槽形轴承25与大腿主干5滑动连接，滑块24提供垂直与运动方向的支持力，同时W槽形轴承25能够减少丝杆螺母23受到的摩擦力。

本实施例采用滚珠丝杠结构驱动各关节，在运动中拥有更高的精度、轴向刚性及传动效率，并且传动可逆。本实施例结构简单，便于维护，有较高的可靠性和较低的制造以及维护成本。本实施例具有较高的障碍跨越能力，能够在各种复杂环境下代替人进行运输或其他作业，有着较好的综合行走能力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims

1.一种四足机器人,其特征在于，所述四足机器人包括：

2.如权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，所述机器人腿包括：

3.如权利要求2所述的四足机器人，其特征在于，所述第二滚珠丝杠组件包括丝杆和直流电机；所述丝杆的两端部均通过支撑座固定于所述大腿支架上；所述直流电机通过同步小带轮带动同步大带轮，所述同步大带轮与所述丝杆连接，带动丝杆转动；所述丝杆上设有丝杆螺母，所述连杆与所述丝杆螺母固定连接。

4.如权利要求3所述的四足机器人，其特征在于，所述丝杆螺母的一侧部设有滑块，所述滑块上设有W槽形轴承，所述W槽形轴承与所述大腿主干滑动连接。

5.如权利要求2所述的四足机器人，其特征在于，所述足部连接件上设有空心凹槽，所述小腿主杆插入所述空心凹槽中。

6.如权利要求2所述的四足机器人，其特征在于，所述足部连接件的上端部设有第一圆轴，所述足底的后端部设有第二圆轴，所述液压杆的两端通过U形连接件分别与所述第一圆轴、第二圆轴可转动连接。