一种多足步行机器人单腿实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种多足步行机器人单腿实验平台，传统实验平台费用高，结构复杂，难度大。本发明专利技术包括单腿实验平台机械本体和单腿实验平台控制系统。单腿实验平台机械本体包括单腿实验平台框架、步行机器人单腿和单腿实验平台高度调节装置。单腿实验平台框架由固定支架、滑动台和传感器安装板组组成。步行机器人单腿包括臀部、大腿、小腿和脚。单腿实验平台高度调节装置包括底盘、下支杆、上支杆、调节螺母、盖板、定位杆、第一手柄、第二手柄和支架。单腿实验平台控制系统包括传感器组和控制器。传感器组包括第一高度位移传感器、第二高度位移传感器、水平位移传感器、力传感器和编码器。本发明专利技术实验平台结构简单，费用低，且控制过程简便可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人
，具体涉及一种多足步行机器人单腿实验平台。
技术介绍
根据调查发现，地球上近一半的地面不能为传统的轮式或履带式的车辆所到达， 但是很多步行式动物可以在这些地面上行走自如。在地形复杂多变的自然环境中，与地面连续接触前进方式相比，地面离散接触的步行运动方式具有独特的优越性。因此大批研究者正在进行广泛的步行运动方式理论和实践探索，并逐渐从平坦规则的地面运动研究向崎岖不平的非结构化环境方面研究发展。在占地球陆地总面积90%以上的各种非结构环境中，多足步行机器人将大有用场，多足步行机器人学是一个引人注目的研究领域，其应用前景不言而喻，多足步行机器人已在军事国防、生物医学、航空航天、工业农业等领域有了广泛的应用。步行机器人最开始是以机械的形式出现的，后来经历了简单电子控制直到现代的计算机控制，其智能型水平和本身的综合性能越来越高。在国外，1976年日本Siiego Hirose研制了世界上第一台四足步行机器人KUM0，自此以后，Hirose —直致力于四足步行机器人的研究，他所研制的TITAN系列机器人历经8代；美国Michigan大学、 California大学伯克利分校，加拿大Mcgill大学合作研制成功了仿蟑螂六腿式移动机器人 RHEX ；2004 年 Boston Dynamics 发布了小型四足机器人 “LittleDog”，2006 年 Boston Dynamics公司完成了 “BigDog”的研究；西班牙CSIC研究议会的IAI研究中心研制完成了扫雷机器人Silo4和Silo6。在国内，清华大学、上海交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、北京航空航天大学和沈阳自动化研究所等都相继在多足机器人领域做出了一些成绩，也促进了机器人理论水平的深入。中国科学院沈阳自动化研究所与长春光机所共同研制了海蟹号六足步行机器人；上海交通大学研制了关节式四足机器人 JTUWM-II ；清华大学研制了四足仿生机器人Biosbot ；华中科技大学先后研制开发了 “4+2” 多足步行机器人和模块化多足步行机器人miniQuad ；哈尔滨工程大学从2001年就开始了关于多足机器人相关技术的研究，在两栖仿生机器蟹和多足机器人领域做了大量的工作。多足步行机器人因其独特的对环境适应性而得到众多研究机构的关注，对于多足步行机器人的研究也成为了科学研究中的一个热点。但是对于多足步行机器人的研究也存在一些棘手的问题，如对于多足步行机器人的研究涉及到多个学科交叉其研究难度大，需要长期的技术储备才可，其高难度阻碍了很多研究者投入到机器人研究中；多足步行机器人结构比轮式和履带式机器人更为复杂精密，因此对于多足步行机器人展开研究需要大量的资金支持，这也同样阻碍了很多学者投入到机器人研究中。这些问题阻碍了机器人技术的迅速发展，要推动机器人技术快速进步必须解决以上问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多足步行机器人单腿实验平台。本专利技术由单腿实验平台机械本体和单腿实验平台控制系统组成。单腿实验平台机械本体包括单腿实验平台框架、步行机器人单腿和单腿实验平台高度调节装置。单腿实验平台框架由固定支架、滑动台和传感器安装板组组成。固定支架包括第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座、第四支撑座、第一燕尾导轨、 第二燕尾导轨、第一固定梁和第二固定梁。第四支撑座包括底座、第四下支撑杆、第四上支撑杆、第一定位螺钉和第二定位螺钉。底座与第四下支撑杆的下端螺纹连接，第四上支撑杆下端插入第四下支撑杆的上端，第一定位螺钉和第二定位螺钉分别穿过第四下支撑杆上端的螺纹孔将第四上支撑杆的位置固定，第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座和第四支撑座结构相同；第一支撑座的第一上支撑杆上端与第一燕尾导轨的一端固定连接；第二支撑座的第二上支撑杆上端与第一燕尾导轨的另一端固定连接；第三支撑座的第三上支撑杆上端与第二燕尾导轨的一端固定连接；第四支撑座的第四上支撑杆上端与第二燕尾导轨的另一端固定连接。第一固定梁的两端分别与第一燕尾导轨和第二燕尾导轨的一端固定连接；第二固定梁的两端分别与第一燕尾导轨和第二燕尾导轨的另一端固定连接。滑动台包括第一燕尾滑台、第二燕尾滑台、第一滑台立柱、第二滑台立柱、腿支撑横梁和腿连接板。第一燕尾滑台和第二燕尾滑台分别安装在第一燕尾导轨、第二燕尾导轨上，第一燕尾滑台和第二燕尾滑台可以分别在第一燕尾导轨、第二燕尾导轨上滑动，且同步滑动。第一滑台立柱和第二滑台立柱分别与第一燕尾滑台和第二燕尾滑台固定连接。腿支撑横梁两端设置有圆孔，分别套在第一滑台立柱和第二滑台立柱的圆柱上，可沿第一滑台立柱和第二滑台立柱上下滑动，腿连接板与腿支撑横梁通过螺纹连接，腿支撑横梁上均勻分布多个等间隔的螺纹孔，腿连接板与腿支撑横梁之间的位置可通过螺纹孔进行调节。传感器安装板组包括第一传感器安装板、第二传感器安装板、第三传感器安装板、 第四传感器安装板、第五传感器安装板。第一传感器安装板装于第三支撑座的底座上，第二传感器安装板设置在第二燕尾导轨一端的侧面上，该侧面靠近第三支撑座；第三传感器安装板装于第二燕尾滑台外侧面上，第四传感器安装板装于腿支撑横梁的侧端面上，第五传感器安装板设置在第一燕尾滑台的一个侧面上，该侧面面向第一支撑座。步行机器人单腿包括臀部、大腿、小腿和脚。步行机器人单腿的臀部包括第一伺服电机、第一连接件和第二连接件。第一伺服电机外壳通过螺纹连接安装于腿连接板上，第一伺服电机的输出轴与第一连接件的叉部通过螺纹连接，第一连接件的基部与第二连接件的基部正交且通过螺纹连接。第一伺服电机的输出轴转动带动第一连接件运动，从而实现步行机器人单腿的左右摆动。步行机器人单腿的大腿包括第二伺服电机、第一连接板、第二连接板和第三伺服电机。第二伺服电机的输出轴与步行机器人单腿臀部的第二连接件的叉部通过螺纹连接， 第二伺服电机的外壳同时与第一连接板和第二连接板的一端螺纹连接，第一连接板和第二连接板的另一端与第三伺服电机的外壳螺纹连接。第二伺服电机的输出轴转动带动大腿整体运动，实现步行机器人单腿大腿的前摆和后摆运动从而完成大腿的抬起和落下动作。步行机器人单腿的小腿包括第三连接件、第一连接圆筒和力传感器。第三伺服电机的输出轴与第三连接件的叉部通过螺纹连接，第三连接件的基部与第一连接圆筒的一端螺纹连接，第一连接圆筒的另一端与力传感器外壳螺纹连接。第三伺服电机的输出轴转动带动第三连接件运动，从而实现步行机器人单腿小腿的前摆和后摆运动。步行机器人单腿的脚包括第二连接圆筒和足端。第二连接圆筒的一端与力传感器外壳螺纹连接，足端为半球形，第二连接圆筒的另一端与足端的半球形截面通过螺纹连接， 此足端采用橡胶材料制造，其落足后与地面为柔性接触而非刚性接触，既可以防止步行机器人单腿在行走时打滑又可以减小与地面之间的冲击。单腿实验平台高度调节装置包括底盘、下支杆、上支杆、调节螺母、盖板、定位杆、 第一手柄、第二手柄和支架。底盘与下支杆的下端螺纹连接，盖板套于调节螺母上端，盖板与下支杆上端圆盘通过三个定位杆螺纹连接。第一手柄和第二手柄设置在盖板上端的调节螺母上，且与调节螺母螺纹连接，上支杆下端与调节螺母螺纹连接，上支杆上端与支架螺纹连接，扳动第一手柄和第二手柄使调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金波，陈刚，陈诚，陈鹰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：