CN216269608U - 四足机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种四足机器人，包括机身、四个独立的驱动组件以及四个机械腿，四个机械腿和四个驱动组件一一对应连接，每一个机械腿都由一个对应的驱动组件单独驱动，驱动组件包括相互连接于一整体的第一电机、第二电机以及第三电机，第一电机和第二电机用于驱动机械腿沿机身的前端和后端方向摆动，第三电机用于驱动与之对应的驱动组件和机械腿相对于机身的左侧和右侧方向往复摆动。本实用新型提出的四足机器人结构简单，运动方式多样，能实现转圈、换向、跳跃等多种形态的运动，仿生强，能适应不同的环境，且还能在水中使用，灵活性高的同时生产成本低，对电机要求低。

Description

四足机器人

技术领域

本实用新型涉及机器装置技术领域，特别涉及一种四足机器人。

背景技术

现有技术中四足机器人大都采用的串联式腿部结构，电机分布在腿部的各关节处，难以维护的同时，运动速度慢且运动过程中机身稳定性低。现有技术中采用并联结构会使腿部连杆占用空间大，整个四足机器人结构臃肿，运动缓慢，且难以实现侧摆运动，运动方式单一，且四足机器人要达到高速运动时对电机的需求高，导致生产成本高，不适用于现有市场中的中低端客户的使用需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种四足机器人，旨在解决现有技术中四足机器人结构复杂的同时，无法实现多方位运动的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种四足机器人，包括：

机身，具有相对的前端和后端，以及相对的左侧和右侧；

四个独立的驱动组件，设置于所述机身上，且在所述机身上呈两两一组分设于所述机身的左右两侧，且两组呈前后间隔设置；

四个机械腿，四个所述机械腿与四个所述驱动组件一一对应连接；

每一所述驱动组件包括相互连接于一整体的第一电机、第二电机以及第三电机，所述第一电机、所述第二电机的转轴相互平行；所述第三电机与所述机身转动连接，用以驱动所述第一电机和所述第二电机整体沿所述机身的左侧和右侧方向往复摆动；

所述机械腿包括驱动臂、第一从动臂以及足杆，所述驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，所述第一驱动端与所述第一电机连接，所述第二驱动端与所述第二电机连接，所述第一从动臂与所述驱动臂传动连接，所述足杆与所述第一从动臂传动连接；

所述第一电机和所述第二电机用于驱动所述驱动臂沿所述机身的前端和后端方向摆动，以带动所述第一从动臂以及足杆运动。

可选地，所述机身上设置有电控装置，所述电控装置分别与四个所述驱动组件电连接，所述电控装置用于驱动四个所述驱动组件工作。

可选地，所述电控装置包括主控制器，每一所述驱动组件设置有与所述主控制器电连接的副控制器，每一所述驱动组件的副控制器，用于接收所述主控制器的控制指令，并转换为驱动参数后控制各自所在的驱动组件对应工作。

可选地，所述主控制器设置有第一插接口，所述副控制器设置有第二插接口，所述电控装置还包括连接线，所述连接线的一端与所述第一插接口插接连接，所述连接线的另一端与所述第二插接口插接连接。

可选地，所述驱动臂包括第三连杆和第五连杆，所述第三连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第一连杆、第二连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和所述第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和所述第四连杆通过所述足杆转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二连杆、第三连杆、第四连杆以及足杆在所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点之间围合成四边形；

所述第一连杆与所述第三连杆转动连接，形成第六转动支点。

可选地，所述驱动臂包括第一连杆，第五连杆，所述第一连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂还包括第二连杆、第三连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和所述第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和所述第四连杆通过所述足杆转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二转动支点、所述第三转动支点、所述第五转动支点、所述第四转动支点的连线呈四边形；

所述第一转动支点、所述第二转动支点、所述第七转动支点、所述第一驱动端以及所述第二驱动端的连线呈五边形；

所述第五连杆的一端与所述第三连杆转动连接，形成第七转动支点，所述第五连杆的另一端为所述第二驱动端，所述第一连杆具有用于与所述第一电机驱动连接的所述第一驱动端。

可选地，所述电机组件还包括壳体，所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机安装于所述壳体，以相互连接为一个整体。

可选地，所述壳体、第一电机、所述第二电机以及所述第三电机一体成型，所述壳体具有供所述第一电机的转轴伸出的第一预留口、供所述第二电机的转轴伸出的第二预留口以及供所述第三电机的转轴伸出的第三预留口。

可选地，所述壳体远离所述第一电机的转轴的一侧设置有与所述第一电机的转轴同转动轴线的第一对侧轴，所述第一驱动端包括分别与所述第一电机的转轴连接第一主动端以及与所述第一对侧轴连接的第一连接端；

所述壳体远离所述第二电机的转轴的一侧设置有与所述第二电机的转轴同转动轴线的第二对侧轴，所述第二驱动端包括分别与所述第二电机的转轴连接第二主动端以及与所述第二对侧轴连接的第二连接端。

可选地，所述机械腿还包括储能件，所述储能件安装于所述从动臂，以使所述驱动臂驱动所述从动臂动作时，进行形变储能，在所述驱动臂施加于所述从动臂的驱动力消失时，所述储能件释放存储的能量，以驱动所述从动臂复位。

可选地，所述机械腿还包括储能件，所述储能件安装于所述从动臂，以使所述驱动臂驱动所述从动臂动作时，进行形变储能，在所述驱动臂施加于所述从动臂的驱动力消失时，所述储能件释放存储的能量，以驱动所述从动臂复位。

本实用新型提出的四足机器人包括机身、四个独立的驱动组件以及四个机械腿，其中机身具有相对的前端和后端，以及相对的左侧和右侧。四个独立的驱动组件设置于机身上，且在机身上呈两两一组分设于机身的左右两侧，且两组呈前后间隔设置。四个机械腿与四个驱动组件一一对应连接；每一驱动组件包括相互连接于一整体的第一电机、第二电机以及第三电机，第一电机、第二电机的转轴相互平行；第三电机与机身转动连接，用以驱动第一电机和第二电机整体沿机身的左侧和右侧方向往复摆动；机械腿包括驱动臂、第一从动臂以及足杆，驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，第一驱动端与第一电机连接，第二驱动端与第二电机连接，第一从动臂与驱动臂传动连接，足杆与所述第一从动臂传动连接；第一电机和第二电机用于驱动驱动臂沿机身的前端和后端方向摆动，以带动第一从动臂以及足杆运动。机器人的每个机械腿都是由独立的驱动组件控制，通过第一电机和第二电机驱动机械腿沿机身的前端和后端方向前进，实现机械腿的前进和跳跃，在通过第三电机控制整个驱动组件和机械腿相对于机身作左右往复摆动，实现四足机器人整整体的侧摆运动，通过控制单个驱动组件的三个电机组合运动，实现腿部结构的多种运动方式，再通过单独控制每个驱动组件的电机运动，可以使四足机器人的四个机械腿实现不同的运动轨迹，从而带动四足机器人的运动方式更多，实现转圈、换向、躺平等多种姿势和功能，使整个四足机器人的仿真性能更好。且四个驱动组件安装在机身处，使得整个机器人的机械腿重量更轻，由纯机械组成，运动更稳定，使用寿命更长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型四足机器人一实施例的结构示意图；

图2为图1中四足机器人的机械腿的结构示意图；

图3为本实用新型四足机器人另一实施例的机械腿结构示意图；

图4为图1中的四足机器人的缓冲组件的具体结构示意图；

图5为本实用新型四足机器人组成机械腿的各连杆结构简图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	驱动组件	101	第一电机
102	第二电机	20	驱动臂
				30	从动臂	21	第三连杆
22	第五连杆	31	第一连杆
				32	第二连杆	33	第四连杆
201	第一驱动端	202	第二驱动端
				40	缓冲组件	34	足杆
311	第一转动支点	321	第二转动支点
				211	第三转动支点	322	第四转动支点
331	第五转动支点	221	第六转动支点
				2	机械腿	312	第一连接部
313	第二连接部	41	弹性件
				42	导向杆	43	导向套
341	触地端	431	导向槽
				432	第一阻挡部	433	第二阻挡部
434	加强套	421	限位凸起
				2011	第一主动端	103	壳体
104	第三电机	2012	第一连接端
				50	储能件	1	机身
60	电控装置	11	安装槽
				602	动力电池	601	主控制器

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

针对现有技术中四足机器人结构复杂，且无法实现多方位运动的问题。

本实用新型提出一种四足机器人。

在一实施例中，如图1所示，四足机器人包括机身1、四个独立的驱动组件10以及四个机械腿2，其中机身1具有相对的前端和后端，以及相对的左侧和右侧。四个独立的驱动组件10设置于机身1上，且在机身1上呈两两一组分设于机身1的左右两侧，且两组呈前后间隔设置。四个机械腿2与四个驱动组件10一一对应连接；每一驱动组件10包括相互连接于一整体的第一电机101、第二电机102以及第三电机104，第一电机101、第二电机102的转轴相互平行；第三电机104与机身1转动连接，用以驱动第一电机101和第二电机102整体沿机身1的左侧和右侧方向往复摆动；机械腿2包括驱动臂20、第一从动臂30以及足杆34，驱动臂20具有第一驱动端201和第二驱动端202，第一驱动端201与第一电机101连接，第二驱动端202与第二电机 102连接，第一从动臂30与驱动臂传动连接，足杆34与第一从动臂30传动连接；第一电机101和第二电机102用于驱动驱动臂沿机身1的前端和后端方向摆动，以带动第一从动臂30以及足杆34运动。机器人的每个机械腿2 都是由独立的一个驱动组件10控制，通过第一电机101和第二电机102驱动机械腿2沿机身1的前端和后端方向前进，实现机械腿2的前进和跳跃，在通过第三电机104控制整个驱动组件10和机械腿2相对于机身1作左右往复摆动，实现四足机器人整整体的侧摆运动。通过控制单个驱动组件10的三个电机组合运动，实现机械腿2的多种运动方式，再通过单独控制每个驱动组件10的电机运动，可以使四足机器人的四个机械腿2实现不同的运动轨迹，从而带动四足机器人的运动方式更多，如控制四足机器人机身1左侧的两个机械腿2运动，右侧两个腿部不同，能实现转弯，通过单独控制每个机械腿2 或多个机械腿2组合运动来实现转圈、换向、躺平等多种姿势和功能，使整个四足机器人的仿真性能更好。且四个驱动组件10安装在机身1处，使得整个四足机器人的机械腿2重量更轻，由纯机械组成，灵活度更高，运动更稳定，使用寿命更长的同时，环境适应性更强。

在一实施例中，如图1所示，四足机器人的机身1上设置有电控装置60，电控装置60分别与四个驱动组件10电连接，电控装置60用于驱动四个驱动组件10工作。优选的，机身1的中心位置即四个驱动组件10的连线处设置有供电控装置60容纳的安装槽11，电控装置60安装在安装槽11内，通过螺栓将电控装置60固定在机身1的中心部，使得分布于机身1周侧的驱动组件 10与电控装置60的电连接线更短，更简单，进一步降低了机器人的接线难度，且控制组件和电控装置60全部安装在机身1内，即四足机器人的重量能集中在机身，使得四足机器人的机械腿2结构更加精简轻便，运动更加灵活可靠。

进一步地，电控装置60包括主控制器，每一驱动组件10设置有与主控制器电连接的副控制器，每一个驱动组件10的副控制器，用于接收主控制器的控制指令，并转换为驱动参数后控制与之电连接的驱动组件10工作，实现驱动机械腿2运动的目的。其中每一个驱动组件10中对应设有一个副控制器，副控制器和第一电机101、第二电机102以及第三电机104均集成在驱动组件 10的壳体103内，形成一个整体，使得更个驱动结构生产更方便。相比于将四个机械腿2的运动参数全部传输到主控制器计算各个机械腿2的运动状态，将每个机械腿2的运动参数由其对应的一个副控制器负责处理，收集，使得整个四足机器人对四个机械腿2的控制精度更高，运动更灵活可靠。需要说明的是，综合四足机器人的生产成本和控制参数以及生产难度来考虑，用户可以自行选择是否在每个驱动组件10内增设副控制器，对于一些要求不高的四足机器人而言，可以不在驱动组件10内设有副控制器，单独由主控制器操控。

在一实施例中，主控制器设置有多个第一插接口，副控制器设置有第二插接口，电控装置60还包括连接线，连接线的一端与第一插接口插接连接，连接线的另一端与第二插接口插接连接，以将主控器器和副控制器相连接，使得四足机器人的主控制器和副控制器的电连接更加简单方便，维修更加简单方便。当四足机器人在长时间使用过程中，电连接线发生损坏故障时，只需要将电连接线的两端分别从第一插接口和第二插结口拔出，整体替换一条新的连接线即可，而不需要将四足机器人的机身1部分整体拆卸，使得四足机器人的维修更加简单方便。

优选的，电控装置60还包括动力电池601，四足机器人的机身1上表面位置具有容置该动力电池601的安装位，以供该动力电池601装入，待电池装入后通过一个盖子将电池限位在安装位内。动力电池601与主控制器电连接，用于为主控制器供电，使得四足机器人在运动过程中不需要与通过外部电源为其供电，使得四足机器人的运动范围更广。可以了解的是，该动力电池601可以为充电电池，也可以是一次性电池，在本实施例中，考虑到重复利用和环保考虑，选用的是可充电电池。

在一实施例中，驱动臂包括第三连杆21和第五连杆22，第三连杆21的第一驱动端201转动连接于第一电机101，由第一电机101带动转动；第五连杆22的第二驱动端202转动连接于第二电机102，由第二电机102带动转动。第一从动臂30包括第一连杆31、第二连杆32以及第四连杆33，第一连杆31 和第二连杆32转动连接，并形成第一转动支点311；第三连杆21和第二连杆 32转动连接，并形成第二转动支点321；第三连杆21和第四连杆33转动连接，并形成第三转动支点211；第二连杆32和第四连杆33通过足杆34转动连接，并分别形成第四转动支点322和第五转动支点331；第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线呈四边形。通过两个通过两个相互独立的电机对个五连杆结构进行控制，通过两组相互独立运动的驱动臂的结合，从而组成机械腿2的五连杆机构可以在其极限范围内输出任意需要的运动以及轨迹，且运动更灵活。

在一实施例中，壳体103、第一电机101、所述第二电机102以及所述第三电机104一体成型，使得整个驱动组件10的制造更加简单，且将驱动组件10一体成型，当驱动组件10中的其中一个电机发生故障时，可以将驱动组件 10整体拆下迅速更换，能有效的提升其维修效率，使得四足机器人在室外运动时，稳定性更高。优选的，整个壳体103为密封壳体103，壳体103具有供第一电机101的转轴伸出的第一预留口、供第二电机102的转轴伸出的第二预留口以及供第三电机104的转轴伸出的第三预留口。通过在各预留口处增设与转轴相适配的轴套、防水垫片，电机为防水电机时，能实现整个驱动组件10的完全防水，且整个机械腿2为纯机械结构，可以应用到极端环境和水下环境中。

优选的，壳体103上靠近机身1的一侧开设有连接接口，壳体103内设置有电机驱动板，该电机驱动板为电路板，置于壳体103的一侧。电机驱动板的输入端与连接接口电连接，电机驱动板具有与第一电机101、第二电机 102以及第三电机104一一对应连接的多个驱动输出端，以将多个电机的控制集成到一起，降低内部接线的复杂度和布线长度。

需要说明的是，第一电机101、第二电机102以及第三电机104可以是单轴电机，也可以是双轴电机，也可是单轴电机增设对称轴，达到双轴电机效果，可以根据机械腿2的大小和具体运动要求，自行选用，在本实施例中，考虑到电机的成本，以及整个机械动作臂的尺寸大小及成本，第一电机101 和第二电机102选用的为单轴电机，在其他实施例中，根据实际使用需要，第一电机101、第二电机102以及第三电机104可以相应的选用双轴电机，在此不一一限定。

更进一步地，当第一电机101和第二电机102都为单轴电机时，壳体103 远离第一电机101的转轴的一侧具有与第一电机101的转轴同转动轴线的第一对侧轴，第一驱动端201包括分别与第一电机101的转轴连接的第一主动端以及与第一对侧轴连接的第一连接端，即驱动臂的第一驱动端201分叉成间隔设置的第一主动端和第一连接端，并分别与第一电机101的转轴和第一对侧轴转动连接，提升第一电机101的转轴的承载力，使得整个机械腿2较大时，第一电机101的转轴受重力更均衡，受外力冲击时电机的转轴不易损坏的同时，还能提高整个机械腿2结构的稳定性，且能降低机械腿2的从动臂30在高速运动触地时对电机转轴与刚性冲击力。相应的第二电机102的连接方式与第一电机101的连接方式一致，在此不一一赘述。

其中，第五连杆22的一端与第一连杆31转动连接，形成第六转动支点 221，第五连杆22的另一端为用于与第一电机101驱动连接的第一驱动端201，第三连杆21具有用于与第二电机102驱动连接的第二驱动端202，第一驱动端201的和第二驱动端202的转动轴线平行；第一转动支点311、第二转动支点321、第六转动支点221、第一驱动端201以及第二驱动端202的连线为五边形。当第五连杆22的第一驱动端201被第一电机101驱动时，第五连杆22以第一驱动端201的转动中心线为轴线旋转，依次带动第一连杆31以第六转动支点221为轴心转动、第二连杆32以第一转动支点311为轴心转动，第四连杆33以第三转动支点211转动，足杆34的分别以第五支点为为轴心跟随第四连杆33运动，以第四之间为轴心跟随第二连杆32运动，第三连杆21随第二连杆32转动。其中一个驱动端被驱动时，整个连杆结构都能被驱动，从而无需在杆身上增设驱动件或是电子元件，使得整个机械腿2由纯机械组成，可靠性高，且易于维护。

根据使用需要，在第五连杆22的第一驱动端201被驱动时，第三连杆21 的第二驱动端202也可以同时被第二电机102驱动，通过两个相互独立的驱动电机对个机械腿2进行控制，通过两组相互独立运动驱动电机的结合，从而令本机械腿2可以在其极限范围内输出任意需要的运动以及轨迹，且运动更灵活。且第一驱动端201和第二驱动端202位于第一转动支点311、第二转动支点321、第六转动支点221、第一驱动端201以及第二驱动端202的连线组成的五边形的相邻两端，因此可以将整个机械腿2的第一电机101和第二电机102集成在一起，使整个机械腿2的各个连杆之间更轻便，运动更灵活可靠。

需要说明的是，各个连杆之间通过铰接的来实现转动连接，第一连杆31、第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33及第五连杆22均为刚性杆，各连杆在转动过程中不会因为受力大小变化而发生伸长或压缩等形变，使得各连杆在转动过程中的运动轨迹更加稳定。

在一实施例中，第一连杆31具有相对的第一输入端和第一输出端，第二连杆32具有相对设置的第二输入端和第二输出端，第一输出端与第二输入端转动连接形成第一转动支点311，第二输出端与足杆34铰接形成第四转动支点322，第二转动支点321位于第二输入端和第二输出端之间，第三转动支点211位于第二驱动端202与第二转动支点321之间。各连杆的转动点设置在各连杆的端部，可以使得多个连杆在转动过程中不会发生干涉，运动范围更大的同时，结构更精简。

进一步地，第一连杆31与第二连杆32的转动连接处设置有第一连接孔，第二连杆32与其配合处设置有第一配合孔，将第一连接孔和第二连接孔对齐，第一转动杆依次穿过第一连接孔以及第二连接孔，将第一连杆31和第二连杆 32转动连接起来，用螺丝将第一转动杆两端固定，使各连杆之间的拆装更方便，该转动杆作为第一转动支点311。各个连杆的转动连接方式一致和上述一致。需要说明的是，第一连杆31可以是转动连接与第二连杆32的一侧，也可是契入第二连杆32的内部，具体转动连接的方式可以根据使用需求设定，在此不一一限定。

在一实施例中，如图5所示，其中第一驱动端201的中心点与第六转动支点221的长度为L4，第六转动支点221与第一转动支点311的长度为L3、第一转动支点311与第二转动支点321的长度为L2、第二转动支点321与第二驱动端202的中心点的长度为L1，第二驱动端202的中心点与第一驱动端 201的中心点之间的长度为L5，第三转动支点211与第五转动支点331的长度为L6。经发明人反复实验验证，当各连杆的转动支点的长度不同时，机械腿2的工作空间以及各个连杆的转角空间也不同，优选的当L1＝L6，能使整个四足机器人在运动过程中动作更协调。根据不同的工作场景及使用需求，可以相应设定各连杆的长度，

需要说明的是，根据应用场景的大小，可以相应的设定L1、L2、L3、L4 以及L5，可以将其等比缩放，或是设置成其他的比例都是可行的。

可以理解的是，当五杆机构根据不同的工作场景，通过更换不同的杆长的连杆相适配即可，机械腿2的安装效率高的同时，机械腿2的适配性更高，灵活运用于多种工作场景，在此不对杆长长度一一限制。

在一实施例中，第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为平行四边形，即该机械腿2在运动时，足杆34和第三连杆21的运动轨迹始终处于平行状态，而第三连杆21的一端与驱动件连接，在实际使用时，根据使用需要，可以通过伺服电机转角与连杆机构之间的线性关系来计算足杆34的运动轨迹，当第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为平行四边形，第一电机101以及第二电机102在带动该机械腿2转动时，各连杆在一平面内作规则运动，第一电机101和第二电机102的输出轴的转角与机械腿2的各连杆之间运动路线为线性关系，能更方便控制系统计算连杆在运动过程中的实时角度和位置，使得控制算法更简单，对计算机要求降低从而可以降低控制成本。

需要说明的是，第二转动支点321位于第一转动支点311和第五转动支点331之间，第三转动支点211位于第二驱动端202与第二转动支点321之间。相比于第二转动支点321位于第三转动支点211和第二驱动端202之间，本实施例中将第三转动支点211置于第二驱动端202与第二转动支点321之间使机械腿2更紧凑，运动范围

进一步地，足杆34由第五转动支点331指向第四转动支点322方向延伸所形成，由于第二转动支点321、第三转动支点211、第四转动支点322、第五转动支点331的连线为四边形，可以理解的是，机械腿2运动过中，第三连杆21的运动轨迹和足杆34的运动轨迹相一致，通过延长足杆34的长度，使得该机械腿2用于机器人腿部时相当于延长了机器人小腿的长度，使机械腿2在一个转动回合内运动的范围更大，能有效提升其行进速度。

作为一种优选的实施方式，第五连杆22包括一体成型的第一段和第二段，第一段和第二段呈弯折连接，即第五连杆22不是直杆，是呈弯折状的异形杆，第一驱动端201设置于第一段，第二段与第一连杆31转动连接，形成第六转动支点221，相应的第三连杆21也包括一体成型的第三段和第四段，第三段和第四段弯折连接，其中第三段和第四段之间的弯折方向和第五连杆22的第一段和第二段之间的弯折方向一致，使得第一电机101和第二电机102分别驱动第五连杆22和第一连杆31同向转动时，整个机械腿2可以收缩的更紧密，使得四足机器人腿部平躺时占用的空间更小。且相比于直杆，将第五连杆22设置成具第一段和第二段的弯折杆，使得机械腿2运动到任意一个角度时，其他连杆都不会对第五连杆22与第一电机101的连接处直接作用一个反作用力，从而减少第一电机101在驱动第五连杆22过程中的冲击力，使整个机械腿2的转动更灵活可靠。第三连杆21采用弯折杆时相比于直杆，足杆34 转动相同的范围时，驱动件转动的幅度更小，能进一步降低对第一电机101 的性能要求，节约成本。

需要说明的是，第五连杆22还可以是弧形杆或弯折杆或是其他形状的，只要其两个端点处分别与第一电机101和第一连杆31转动连接，都是可行的，在此不对第五连杆22的形状一一限定。

需要说明的是，第一连杆31、第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33 以及第五连杆22为杆状只是其一种组合方式，根据实际的使用需求，多个连杆在组合时，可以相互预留安装位，可以是错位转动连接、或者是卡入转动连接，且各连杆的形状也不限定，只要其转动连接形成的转动支点为四边形即可，可以是杆状，可以是片状、也可以是块状，根据其实际使用需要可以变形，一根连杆可以是由两根杆共同组成。

在一实施例中，机械腿2还包括缓冲组件，如图1、图2以及图3所示，所述缓冲组件在初始状态和形变状态之间可切换的设于所述第一从动臂30 上；所述缓冲组件用于在所述足杆34的触地端341传递给驱动组件10的冲力小于预设冲力时，处于初始状态；在足杆34的触地端341传递给所述驱动组件10的冲力大于预设冲力时在处于形变状态，以缓解足杆34的触地端341 传递给驱动组件10的冲力。

详细的，缓冲组件安装于第一连杆31，第一连杆31包括相互分离的第一连接部312和第二连接部313，第一连接部312与第五连杆22连接转动连接，形成第六转动支点221，第二连接部313与所述第二连杆32转动连接，形成第一转动支点311。缓冲组件包括弹性件41，弹性件41的一端与第一连接部 312连接，弹性件41的另一端与第二连接部313连接，使得当机械腿2从高处落下来受到外界的冲击力的一瞬间，电机不转动，弹性件41拉长，使得第一连接部312和第二连接部313的间距加大，以缓冲触地端341的冲击力，使连接杆受到地面力矩作用不到第一电机101或第二电机102的输出轴上，对电机起到保护作用，减少机器腿部的驱动故障率。

进一步地，缓冲组件还包括导向杆42和导向套43，导向杆42和导向套 43中的一个设于第一连接部312，导向杆42和导向套43中的另一个设于第二连接部313。导向杆42插入导向套43内，并与导向套43滑动配合。即，导向杆42固定在第一连接部312上，导向套43固定在第二连接部313上。或是导向杆42固定在第二连接部313上，导向套43固定在第一连接部312 上都是可行的。导向套43内具有供导向杆42作活塞运动的导向槽431，使得机械腿2在受到从动臂30的反向作用力时，导向杆42沿导向槽431方向作拉伸运动，给缓冲组件40提供一个受力形变方向，防止缓冲组件40弯曲导致第一连杆31发生轴向变形，影响整个机械腿2的平面运动稳定性。在本实施例中，导向杆42固定在第二连接部313上，导向套43固定在第一连接部 312上，使得机器人腿部的触地端341受到冲击力时，导向杆42在导向槽431 内运动，相比于导向套43沿着导向杆42运动效果，导向效果更明显，简单。

在一实施例中，如图4所示，导向套43设置有第一阻挡部432，弹性件 41具有初始状态和拉伸状态，弹性件41处于初始状态时，导向杆42与第一阻挡部432抵接，弹性件41处于拉伸状态时，导向杆42与第一阻挡部432 分离。具体地，第一阻挡部432和导向套43一体成型设置，为凸设于导向槽 431内的一凸块，用于限制导向杆42的运动。当机械腿2在正常运动时，触地端341未受到地面对他的瞬时反作用力时，导向杆42远离第二连接部313 的一端与第一阻挡部432相抵接，保证机械腿2在正常运动过程中的长度不会发生收缩变化，保持其驱动臂和从动臂30的长度比例不会发生变化，使该机械腿2在运动时更加平稳可靠。或者是机械腿2腾空时，外界冲击力消失的一瞬间，弹性件41在自身的弹力作用下恢复原状，带动导向杆42与第一阻挡部432抵接，使得第一连接杆的杆长在外界冲击力消失瞬间恢复到正常长度，使得四足机器人在运动时更稳定可控。

进一步地，导向套43设置有第二阻挡部433，第二阻挡部433在导向套 43上与第一阻挡部432间隔设置，即第一阻挡部432和第二阻挡部433之间的距离为导向杆42沿导向槽431的运动距离。相应的，导向杆42上设置有限位凸起421，以在弹性件41处于拉伸状态时限制导向杆42的限位凸起421 限位抵接于第二阻挡部433，防止导向杆42从导向套43脱出。作为一种优选的实施方式，导向杆42与第一阻挡部432抵接的一端的周缘凸设形成该限位凸起421，相比于将导向杆42的限位凸起421设于导向杆42的其他部位，在导向槽431长度一致的情况下，导向杆42在导向套43内的运动距离更远，从而对弹性件41的拉力更大，起到的缓冲作用更好，进一步起到保护电机的作用。

更进一步地，第二阻挡部433为导向套43朝向第一阻挡部432的端部，即第二阻挡部433位于导向套43靠近导向杆42的一端，相应的，在第一连杆31的长度不变时，第一阻挡部432位于导向套43的端部使得导向杆42在导向套43内的滑动距离更远，从而对弹性件41的拉力更大，能进一步提升其缓冲效果。

作为一种优选的实施方式，导向套43还包括加强套434，导向杆42穿过加强套434，加强套434具有供导向杆42穿过并滑动的通孔，导向杆42穿过加强套434伸入导向槽431内，其中加强套434位于导向套43的端部，为金属或其他刚性材质，使得导向杆42在长时间的使用过程中也不会发生磨损，使用寿命更长。

其中，弹性件41的数量为一个，弹性套设于导向杆42或者导向套43上；或者，弹性件41的数量为一个，弹性件41设于导向套43的一侧；或者，弹性件41的数量不小于两个，至少两个弹性件41相对设置于导向套43的两侧。具体地，当弹性件41为一个时，弹性件41为压簧，压簧套设于导向杆42置于导向套43的导向槽431的部分，使得当机械腿2受到冲击力时，导向杆42 在导线槽内沿远离第一阻挡部432方向运动，压簧压缩，以抵消机械腿2的冲击力，使触地端341的力矩作用不到第一电机101或第二电机102的输出轴上，对电机起到保护作用，减少机器腿部的驱动件的故障率。而当机械腿2 的足杆34不受外界大的冲击力时，压簧恢复形变，带动导向杆42恢复到原位，使第一连杆31在运动过程中长度保持不变，整个机械腿2的运动更加稳定。需要说明的是，根据不同的冲力大小可以选用不同的拉簧的强度和材质，以起到相应的缓冲效果，在此不做一一限定。

当弹性件41为一个且设置在导向套43一侧时，弹性件41为拉簧，拉簧的一端与第一连接部312固定连接，另一端于第二连接部313固定连接，优选的拉簧置于导向套43的正上方或整下方，使得腿部机构收到冲击力时，拉簧的各处受力更加均匀。综合第一连杆31的重量，以及缓冲效果和生产成本综合考虑，在本实施例中，如图所示，弹性件41选用的为拉簧，数量为个，左右对称设置在导向套43的两侧，相比于单个拉簧或者是个或个以上的拉簧，能起到很好的缓冲效果的同时，不会使第一连杆31的过于臃肿，降低机械腿 2的重量。

在一实施例中，机械腿2还包括储能件50，储能件50安装于第一从动臂30，以使驱动臂驱动第一从动臂30动作时，进行形变储能，在驱动臂施加于从动臂30的驱动力消失时，储能件50释放存储的能量，以驱动第一从动臂 30复位。

详细的，储能件50的其中几种安装方式如下，储能件50为弹簧，弹簧的一端与第二连杆32连接，弹簧的另一端与第四连杆33连接。或者，弹簧的一端与第三连杆21连接，弹簧的另一端与第四连杆33连接。或者，弹簧的一端与第二连杆32连接，弹簧的另一端与第三连杆21连接。或者，弹簧的一端与第二连杆32、第三连杆21和第四连杆33连接，此时弹簧的另一端与足杆34连接。当驱动臂20由第一电机101、第二电机102驱动时，此时第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及足杆34的转动连接支点围合形成的四边形随着驱动臂20发生形变，弹簧也随之拉伸，进行储能，达到储能效果。且此时整个四边形结构在弹簧的弹力作用下拉紧，能减少甚至是消除第一从动臂30和足杆34之间的传动间隙，使整个机械腿2运动的更平稳。可以知道的是，当弹簧的形变范围越大时，储能效果越好。根据机械腿2实际需要的储能性能，可以自行调整弹簧的两连接端，只要其能随着驱动臂20转动时，足杆34往靠近第一从动臂30方向运动时，弹簧能够拉伸储能都是可行的，在此不一一限定。

需要说明的是，如图2所示，弹簧的一端连接于四边形的相邻两条边所对应的连杆时，弹簧的其中一端与相邻两条边对应的转动支点的位置错开设置，使得弹簧在第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及足杆34组成的四边形形状发生变化时，即足杆34与第二连杆32之间的角度变小时，弹簧能够进行拉伸储能，使得当驱动臂20未被驱动的一瞬间，弹簧在自身的弹力作用下恢复形变，从而给足杆34远离第二连杆32的力，降低足杆34对电机的驱动力的依赖，从而使第一电机101和第二电机102的性能要求降低，使得整个机械腿2对电机的性能需求降低，普通电机就能驱动整个机械腿2作高速且灵活的运动，进而降低了四足机器人的生产成本。

作为一种优选的实施方式，弹簧的一端套设或者固定于第三转动支点211 或第四转动支点322，第二连杆32朝向第四连杆33方向凸伸有第一连接块，连接块位于第三转动支点211和所述第四转动支点322的连线上，连接块具有供弹簧插入的固定孔，弹簧的另一端固定于连接块的固定孔内，使得弹簧整体位于第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及足杆34的转动支点组成的四边形的对角连线上，使四边形在形变程度一致时，弹簧的拉伸长度最长，起到的储能效果更好。

在其他实施例中，相应的，弹簧的一端套设或者固定于第二转动支点321 或第五转动支点331，第四连杆33朝向第二连杆32方向凸伸有第二连接块，第二连接块开设有安装弹簧的安装孔，且第二连接块位的安装孔位于第二转动支点321和第五转动转动支点的连线上，弹簧的另一端穿过该安装孔连接在连接块，使得弹簧整体位于第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及足杆34的转动支点组成的四边形的对角连线上，使四边形在形变程度一致时，弹簧的拉伸长度最长，起到的储能效果更好。需要说明的是，该第二连接块也可以使由第二连杆32、足杆34凸出形成，在此不一一限定。

进一步地，在其他实施例中，如图3所示，储能件50还可以是扭簧，扭簧套设于第二转动支点321上，扭簧的两端分别固定连接在第二连杆32和第三连杆21上。具体地，第二连杆32具有避让第三连杆21的避让槽，避让槽的两侧开设有连接孔，相应的，第三连杆21插入避让槽部分开设有与连接孔相对应的通孔，转动杆依次穿过第三连杆21的通孔以及第二连杆32的连接孔，第二连杆32和第三连杆21以此转动杆为第二转动支点321，转动杆两端套设有螺帽，以防止转动杆脱出，扭簧套设在转动杆上且置于第二连杆32的避让槽内，扭簧的其中一端固定在第二连杆32远离第二转动支点321方向，跟随第二连杆32运动，扭簧的另一端卡入第三连杆21内随第三连杆21运动，使得驱动臂20由第一电机101、第二电机102驱动时，此时第二连杆32、第三连杆21、第四连杆33以及第二从动臂30的转动连接支点围合形成的四边形随着驱动臂20运动发生形变，扭簧固定在第二连杆32上的一端随第二运动而拉伸远离第二转动支点321，同理，扭簧固定在第三连杆21上的另一端跟随第三连杆21运动进行拉伸远离第二转动支点321进行储能，当驱动臂20 在未被驱动的一瞬间或是受到与原运动方向相反的力时，扭簧在自身的弹力作用下恢复形变，释放能量，扭簧的两端分别带动第二连杆32和第三连杆21 快速恢复原位，进一步加速了第二从动臂30恢复原位，从而了降低第二从动臂30对电机驱动的依赖，使得整个机械腿2对电机的性能需求降低，实现了普通电机能驱动机械腿2高速且灵活的运动的目的，进而降低了机械腿2的生产成本。且扭簧安装第二转动支点321处，可以使得第二连杆32和第四连杆33之间的距离尽可能的近，第四连杆33只是起到传动作用，所以第四连杆33占用空间越小，整个机械腿2的杆部结构更加精简，运动效果更好，因此将扭簧安装在第二转动支点321处能尽可能消减第四连杆33的尺寸大小，是整个机械腿2的传动部位结构更精简，高速运动时更灵活可靠。

需要说明的是，扭簧还可以是套设在构成第三转动支点211的转动杆上，扭簧的两活动端分别固定在第三连杆21和第四连杆33上也是可行的。或是扭簧是套设在构成第五转动支点331的转动杆上时，扭簧的两活动端分别固定在第二连杆32和足杆34上；当扭簧套设在构成第四转动支点322的转动杆上，两活动端分别固定在第二连杆32和足杆34上时，也能起到相同的缓冲储能效果，以上三种扭簧的安装方式和上述实施例一致，在此不再一一赘述。进一步需要说明的是，将扭簧安装在第二转动支点321或第四转动支点 322上相比于将扭簧安装在第三转动支点211或第五转动支点331上起到的效果更好，对扭簧的响应更快的同时占用空间更小。

进一步需要说明的是，可以通过更换不同弹性系数的扭簧来适应搭载了不同转速、扭矩的电极的机械腿2，使其储能效果更好且不会影响整个机械腿 2的连接结构。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种四足机器人，其特征在于，包括：

机身，具有相对的前端和后端，以及相对的左侧和右侧；

四个独立的驱动组件，设置于所述机身上，且在所述机身上呈两两一组分设于所述机身的左右两侧，且两组呈前后间隔设置；

四个机械腿，四个所述机械腿与四个所述驱动组件一一对应连接；

每一所述驱动组件包括相互连接于一整体的第一电机、第二电机以及第三电机，所述第一电机、所述第二电机的转轴相互平行；所述第三电机与所述机身转动连接，用以驱动所述第一电机和所述第二电机整体沿所述机身的左侧和右侧方向往复摆动；

所述机械腿包括驱动臂、第一从动臂以及足杆，所述驱动臂具有第一驱动端和第二驱动端，所述第一驱动端与所述第一电机连接，所述第二驱动端与所述第二电机连接，所述第一从动臂与所述驱动臂传动连接，所述足杆与所述第一从动臂传动连接；

所述第一电机和所述第二电机用于驱动所述驱动臂沿所述机身的前端和后端方向摆动，以带动所述第一从动臂以及足杆运动。

2.如权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，所述机身上设置有电控装置，所述电控装置分别与四个所述驱动组件电连接，所述电控装置用于驱动四个所述驱动组件工作。

3.如权利要求2所述的四足机器人，其特征在于，所述电控装置包括主控制器，每一所述驱动组件设置有与所述主控制器电连接的副控制器，每一所述驱动组件的副控制器，用于接收所述主控制器的控制指令，并转换为驱动参数后控制各自所在的驱动组件对应工作。

4.如权利要求3所述的四足机器人，其特征在于，所述主控制器设置有第一插接口，所述副控制器设置有第二插接口，所述电控装置还包括连接线，所述连接线的一端与所述第一插接口插接连接，所述连接线的另一端与所述第二插接口插接连接。

5.如权利要求1-4任一项所述的四足机器人，其特征在于，所述驱动臂包括第三连杆和第五连杆，所述第三连杆的第一驱动端转动连接于所述第一电机，所述第五连杆的第二驱动端转动连接于所述第二电机；所述第一从动臂包括第一连杆、第二连杆以及第四连杆；

所述第一连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第一转动支点；

所述第三连杆和所述第二连杆转动连接，并形成第二转动支点；

所述第三连杆和所述第四连杆转动连接，并形成第三转动支点；

所述第二连杆和所述第四连杆通过所述足杆转动连接，并分别形成第四转动支点和第五转动支点；

所述第二连杆、第三连杆、第四连杆以及足杆在所述第二转动支点、第三转动支点、第五转动支点、第四转动支点之间围合成四边形；

所述第一连杆与所述第三连杆转动连接，形成第六转动支点。

6.如权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，所述驱动组件还包括壳体，所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机安装于所述壳体，以相互连接为一个整体。

7.如权利要求6所述的四足机器人，其特征在于，所述壳体、第一电机、所述第二电机以及所述第三电机一体成型，所述壳体具有供所述第一电机的转轴伸出的第一预留口、供所述第二电机的转轴伸出的第二预留口以及供所述第三电机的转轴伸出的第三预留口。

8.如权利要求7所述的四足机器人，其特征在于，所述壳体远离所述第一电机的转轴的一侧设置有与所述第一电机的转轴同转动轴线的第一对侧轴，所述第一驱动端包括分别与所述第一电机的转轴连接第一主动端以及与所述第一对侧轴连接的第一连接端；

所述壳体远离所述第二电机的转轴的一侧设置有与所述第二电机的转轴同转动轴线的第二对侧轴，所述第二驱动端包括分别与所述第二电机的转轴连接第二主动端以及与所述第二对侧轴连接的第二连接端。

9.如权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，所述机械腿还包括缓冲组件，所述缓冲组件在初始状态和形变状态之间可切换的设于所述第一从动臂上；所述缓冲组件用于在所述足杆的触地端传递给所述驱动组件的冲力小于预设冲力时，处于所述初始状态；在所述足杆的触地端传递给所述驱动组件的冲力大于预设冲力时在处于形变状态，以缓解所述足杆的触地端传递给所述驱动组件的冲力。

10.如权利要求1或9所述的四足机器人，其特征在于，所述机械腿还包括储能件，所述储能件安装于所述第一从动臂，以使所述驱动臂驱动所述第一从动臂动作时，进行形变储能，在所述驱动臂施加于所述第一从动臂的驱动力消失时，所述储能件释放存储的能量，以驱动所述第一从动臂复位。

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