一种利于避障的四足机器人腰部结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机器人腰部结构，具体涉及一种利于避障的四足机器人腰部结构。本实用新型专利技术为解决现有四足机器人在复杂地形通过能力差以及转向不灵活的问题。本实用新型专利技术所述腰部结构包括前腰身、后腰身、驱动机构、摆杆机构以及腰间连接机构。本实用新型专利技术的驱动机构安装在前腰身上，通过摆杆机构将力传递到后腰身上，实现后腰身的摆动，从而实现腰部的转向，最终实现机器人运动姿态的调整，进行有效地躲避障碍物，提高了机器人在复杂地形的通过能力，同时机器人的腰间连接机构采用球副连接，以及扭簧连接，提高了机器人转向的灵活性以及稳定性。

A waist structure of Quadruped Robot for obstacle avoidance

The utility model relates to a waist structure of a robot, in particular to a waist structure of a quadruped robot beneficial to obstacle avoidance. The utility model solves the problems of poor traveling ability and inflexible steering of the existing quadruped robot in complex terrain. The waist structure of the utility model comprises a front waist, a back waist, a driving mechanism, a swing bar mechanism and a waist connecting mechanism. The driving mechanism of the utility model is installed on the front waist body, and the force is transmitted to the back waist body through the swing bar mechanism to realize the swing of the back waist body, thus realizing the waist turning, realizing the adjustment of the robot's motion posture, effectively avoiding obstacles, and improving the robot's ability to pass through complex terrain. At the same time, the waist connecting mechanism of the robot adopts ball pair connection to realize the waist turning. The torsion spring connection improves the flexibility and stability of the robot steering.

【技术实现步骤摘要】
一种利于避障的四足机器人腰部结构
本技术涉及一种机器人腰部结构，特别是涉及一种利于避障的四足机器人腰部结构。
技术介绍
足式机器人在移动过程中表现出良好的灵活性及地形适应性，可以实现在不平地面选择最优的落足点，从而完成运动动作，足式机器人近年来受到机器人研究领域的青睐。四足机器人属于足式机器人，其在复杂地形遇到障碍物时，需要根据障碍物的分布不同进行相应的姿态调整，从而实现躲避动作。躲避姿态可以是前腰身同向带动后腰身转向躲避障碍物，也可以是前腰身反向带动后腰身转向躲避障碍物，也可以是前腰身或者后腰身单独转向躲避障碍物，这要求机器人的腰部能够实现灵活转向。但是，目前四足机器人的腰部结构大多是刚性的，没有前后腰身之分，使得机器人在复杂地形遇到障碍物时，不能通过有效的姿态调整实现灵活地躲避障碍物，降低了四足机器人在复杂地形的通过能力。
技术实现思路
本技术为了解决现有四足机器人在复杂地形通过能力差以及转向不灵活的问题，从而提供了一种利于避障的四足机器人腰部结构。本技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述一种利于避障的四足机器人腰部结构包括前腰身、后腰身、驱动机构、摆杆机构以及腰间连接机构。前腰身与后腰身为相等的矩形框架，放置方式采用一横一竖，驱动机构放置在前腰身上，通过摆杆机构将力传递到后腰身上，实现后腰身的摆动，通过腰间连接机构实现前腰身与后腰身的连接。本技术具有以下有益效果：本技术具有前腰身、后腰身、驱动机构、摆杆机构以及腰间连接机构。通过驱动机构的驱动，摆杆机构的传动，以及腰间连接机构的连接，实现了腰部结构的转向，使得四足机器人能够有效地调整姿态，进而灵活地躲避障碍物，提高了机器人在复杂地形的通过能力。同时，腰间连接机构采用球副连接以及扭簧连接，提高了腰部转向的灵活性以及稳定性。附图说明图1为本技术的整体结构轴测图，图2为前腰身1的结构示意图，图3为后腰身2的结构示意图，图4为驱动机构3的轴测图，图5为驱动机构基座34的结构示意图，图6为偏心轮37的结构示意图，图7为摆杆机构4的轴测图，图8为摆杆机构基座41的结构示意图，图9为腰间连接机构5的轴测图，图10为腰间连接机构第一基座51的结构示意图，图11为腰间连杆53的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种利于避障的四足机器人腰部结构包括前腰身1、后腰身2、驱动机构3、摆杆机构4以及腰间连接机构5。前腰身1与后腰身2为相等的矩形框架，放置方式采用一横一竖，驱动机构3放置在前腰身1上，通过摆杆机构4将力传递到后腰身2上，实现后腰身2的摆动，通过腰间连接机构5实现前腰身1与后腰身2的连接。具体实施方式二：结合图1、图2、图4-图6说明本实施方式，本实施方式所述一种利于避障的四足机器人腰部结构，所述驱动机构3包括多功能支架31、舵机32、金属舵盘33、驱动机构基座34、套筒35、连杆36、偏心轮37、轴端挡圈38；舵机32通过多功能支架31与前腰身1底部固定连接，多功能支架31安装在舵机32的舵机机架上，舵机32通过金属舵盘33与驱动机构基座34转动连接，金属舵盘33安装在舵机32的输出轴上，金属舵盘33与驱动机构基座34固定连接，舵机32的输出轴穿过前腰身1顶部的机身孔，金属舵盘33位于前腰身1顶部的上面且有一定的空隙，套筒35与驱动机构基座34过盈配合起到轴向定位作用，连杆36一端通过键与驱动机构基座34连接，另一端与偏心轮37转动连接，轴端挡圈38固定在偏心轮37上，限制连杆36在轴向的运动，其它与具体实施方式一相同。本实施方式中舵机32为现有技术，生产厂家为中科欧鹏公司，型号为MG996R。具体实施方式三：结合图1-图3、图7、图8说明本实施方式，本实施方式所述一种利于避障的四足机器人腰部结构，所述摆杆机构4包括摆杆机构基座41、摇杆42以及轴承端盖43；摆杆机构基座41与前腰身1固定连接，摇杆42一端通过轴承与摆杆机构基座41转动连接，轴承端盖43固定在摆杆机构基座41上，限制摇杆42的轴向运动，另一端与后腰身2固定连接，摆杆机构4与驱动机构3通过驱动机构3的偏心轮37与摆杆机构4的摇杆42转动连接而连接起来，其它与具体实施方式二相同。具体实施方式四：结合图1-图3、图9-图11说明本实施方式，本实施方式所述一种利于避障的四足机器人腰部结构，所述腰间连接机构5包括腰间连接机构第一基座51、腰间连接机构第二基座52、腰间连杆53、弹簧54、腰间第一扭簧55以及腰间第二扭簧56；腰间连接机构第一基座51与腰间连接机构第二基座52结构相同且分别与前腰身1与前腰身2固定连接，腰间连杆53一端与腰间连接机构第一基座51球副连接，另一端通过弹簧54与腰间连接机构第二基座52连接，腰间第一扭簧55以及腰间第二扭簧56通过前后腰身的突耳连接前后腰身，且左右对称放置，其它与具体实施方式二相同。工作原理1、本技术的前腰身转向由机器人的行进速度决定，当遇到障碍物时首先应该考虑机器人后腰身的转向问题，是左转还是右转，以前后腰身全都右转通过障碍物为例，同时，举例时的视角为前腰身在左，后腰身在右，驱动机构3初始状态如图1所示。2、当四足机器人向右转向躲避障碍物时，要实现前后腰身全都右转，起初前腰身1保持向右转向的状态，要实现后腰身的右转，舵机32顺时针转动，舵机32通过通过金属舵盘33与驱动机构基座34固定连接带动驱动机构基座34顺时针转动，连杆36通过键与驱动机构基座34连接以及套筒35的轴向定位，从而带动连杆36顺时针转动，连杆36通过与偏心轮37转动连接以及轴端挡圈38的轴向限位，带动偏心轮37顺时针转动，偏心轮37与摇杆42转动连接，同时摇杆42通过轴承与摆杆机构基座41转动连接以及轴承端盖43的轴向限位，带动摇杆42向右摆动，最终通过摇杆42与后腰身2的固定连接，带动后腰身2向右转向，实现前后腰身右转躲避障碍物。3、当躲避障碍物动作完成后，通过舵机32逆时针转动，使得后腰身2向左摆动，最终使得前后腰身保持平行状态，进行四足机器人的正常行走。4、前后腰身通过腰间连接机构5连接，腰间连接机构5利用腰间第一扭簧55以及腰间第二扭簧56的弹性功能以及复位功能，增加了腰部的柔顺性。腰间连杆53一端与腰间连接机构第一基座51球副连接，另一端通过弹簧54与腰间连接机构第二基座52连接，增加了腰部转向的灵活性与稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利于避障的四足机器人腰部结构，其特征在于：所述腰部结构包括前腰身（1）、后腰身（2）、驱动机构（3）、摆杆机构（4）以及腰间连接机构（5），腰身（1）与后腰身（2）为相等的矩形框架，放置方式采用一横一竖，驱动机构（3）放置在前腰身（1）上，通过摆杆机构（4）将力传递到后腰身（2）上，实现后腰身（2）的摆动，通过腰间连接机构（5）实现前腰身（1）与后腰身（2）的连接。

【技术特征摘要】
1.一种利于避障的四足机器人腰部结构，其特征在于：所述腰部结构包括前腰身（1）、后腰身（2）、驱动机构（3）、摆杆机构（4）以及腰间连接机构（5），腰身（1）与后腰身（2）为相等的矩形框架，放置方式采用一横一竖，驱动机构（3）放置在前腰身（1）上，通过摆杆机构（4）将力传递到后腰身（2）上，实现后腰身（2）的摆动，通过腰间连接机构（5）实现前腰身（1）与后腰身（2）的连接。2.根据权利要求1所述一种利于避障的四足机器人腰部结构，其特征在于：所述驱动机构（3）包括多功能支架（31）、舵机（32）、金属舵盘（33）、驱动机构基座（34）、套筒（35）、连杆（36）、偏心轮（37）、轴端挡圈（38）；舵机（32）通过多功能支架（31）与前腰身（1）底部固定连接，多功能支架（31）安装在舵机（32）的舵机机架上，舵机（32）通过金属舵盘（33）与驱动机构基座（34）转动连接，金属舵盘（33）安装在舵机（32）的输出轴上，金属舵盘（33）与驱动机构基座（34）固定连接，舵机（32）的输出轴穿过前腰身（1）顶部的机身孔，金属舵盘（33）位于前腰身（1）顶部的上面且有一定的空隙，套筒（35）与驱动机构基座（34）过盈配合起到轴向定位作用，连杆（36）一端通过键与驱动机构基座（34）连接，另一端与偏心轮（37）转动连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，宋春宵，张元，张鹏，黎晓强，罗鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23