腿足型仿生机器鼠制造技术

本发明专利技术公开了一种腿足型仿生机器鼠。该仿生机器鼠包括鼠头组件(1)、前肢组件(2)、后肢组件(3)、腰部组件(4)、颈部‑前肢连接组件(5)，以及尾部(6)；所述后肢组件(3)包括后肢电机支架(16)、后肢驱动装置(13)，所述后肢驱动装置(13)用于直接驱动仿生机器鼠后肢移动。所述前肢组件(2)包括前肢电机支架(27)，前肢驱动装置(24)，前肢驱动装置(24)用于直接驱动仿生机器鼠前肢移动，所述鼠头组件(1)包括鼠头、舵机I(29)和舵机II(30)，所述舵机I和舵机II分别用于直接驱动仿生机器鼠鼠头俯仰、偏航移动，颈部‑前肢连接组件(5)与鼠头组件(1)和前肢组件(2)相连，腰部组件(4)与前肢组件(2)、后肢组件(3)相连。由此，本发明专利技术的仿生机器鼠能够解决仿生程度低、灵活性不高等问题。

【技术实现步骤摘要】
腿足型仿生机器鼠
本专利技术属于仿生机器人
，具体涉及一种腿足型仿生机器鼠。
技术介绍
仿生机器人是指模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统,能从事生物特点工作的机器人。当代机器人需要在非结构环境下完成各种任务：管道探测、森林救火、搜救探索、军事侦察、航空航天等；而足式机器人更是要求比轮式，履带式机器人更高的对复杂地形的适应能力和越障能力。仿生机器鼠指从外形上、运动机理上、行为方式上模仿鼠的四足平台系统。目前，仿生机器人主要存在环境适应能力低、仿生程度偏低、小型化轻量化程度不高等问题。针对以上问题，需要提出一种新型仿生机器鼠的结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为了解决现有仿生机器鼠仿生程度低，灵活性不高等问题；提出一种新型仿生机器鼠装置。本专利技术的技术方案如下。本专利技术一方面提供了一种用于腿足型仿生机器鼠的后肢组件，包括后肢大腿、后肢小腿、后肢脚部、后肢齿轮轴、后肢驱动装置；所述后肢驱动装置用于直接驱动仿生机器鼠后肢移动；其中，所述后肢驱动装置包括：后肢髋部电机、后肢膝部电机、后肢电机支架、后肢髋部锥齿轮传动装置、后肢膝部锥齿轮传动装置；所述后肢膝部电机固定在所述后肢大腿中。优选地，所述后肢髋部电机与所述后肢电机支架连接，所述后肢髋部电机与所述后肢髋部锥齿轮传动装置连接，所述后肢齿轮轴分别与所述后肢大腿、所述后肢髋部锥齿轮传动装置连接，所述后肢髋部电机通过驱动所述后肢髋部锥齿轮传动装置传动，驱动所述后肢大腿运动。优选地，所述后肢膝部电机固定在所述后肢大腿中，所述后肢膝部电机通过所述后肢膝部锥齿轮传动装置传动，驱动所述后肢小腿运动。本专利技术另一方面提供了一种腿足型仿生机器鼠，包括：鼠头组件、前肢组件、腰部组件、颈部-前肢连接组件、尾部，以及根据以上技术方案中任一项所述的后肢组件。优选地，所述鼠头组件包括鼠头、舵机I、舵机II，所述舵机I和所述舵机II分别用于驱动所述鼠头俯仰、偏航移动。优选地，所述前肢组件包括：前肢大腿、前肢小腿驱动杆、前肢小腿传动杆、前肢小腿、前肢脚部。所述前肢驱动装置用于直接驱动仿生机器鼠前肢移动；所述前肢驱动装置包括：前肢髋部电机、前肢膝部电机、前肢电机支架、前肢髋部锥齿轮传动装置、前肢膝部锥齿轮传动装置。优选地，所述颈部-前肢连接组件与所述鼠头组件和所述前肢组件相连，所述腰部组件与所述前肢组件、所述后肢组件相连。优选地，所述腰部组件包括：电机大支架、前肢-后肢连接架；所述电机大支架与所述前肢-后肢连接架铰接连接。优选地，所述前肢髋部电机、前肢膝部电机均固定在所述电机大支架中；所述前肢髋部电机通过所述前肢髋部锥齿轮传动装置传动，驱动前肢大腿运动；前肢膝部电机通过前肢膝部锥齿轮传动装置传动，驱动前肢小腿驱动杆运动，前肢小腿驱动杆通过带动前肢小腿传动杆运动进而实现前肢小腿运动。优选地，所述后肢组件的后肢髋部电机固定在所述电机大支架与所述后肢电机支架之间，所述后肢髋部电机与所述后肢电机支架连接，所述后肢髋部电机与所述后肢髋部锥齿轮传动装置连接，所述后肢齿轮轴分别与所述后肢大腿、所述后肢髋部锥齿轮传动装置连接，所述后肢髋部电机通过驱动所述后肢髋部锥齿轮传动装置传动，驱动所述后肢大腿运动。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术依据大鼠的骨骼结构图设计出了前肢小，后肢大的结构，且各处尺寸符合真实鼠，从形态上更加逼近真实老鼠的形态；(2)本专利技术后肢采用串联死结构，前肢采用连杆式的并联式结构，每个腿部都有两个自由度以及脚步的一个冗余自由度，可以完成多种步态，环境适应能力强。(3)本专利技术没有大的底盘，电机支架高度集中化，更加轻量化；且后肢膝部电机固定在后肢大腿中，使驱动力传递效率更高。附图说明图1为本专利技术腿足型仿生机器鼠的总体结构示意图。图2为本专利技术腿足型仿生机器鼠的后肢组件局部放大图。图3为本专利技术腿足型仿生机器鼠的前肢组件局部放大图。其中，1-鼠头组件、2-前肢组件、3-后肢组件、4-腰部组件、5-颈部-前肢连接组件、6-尾部、7-电机大支架、8-前肢-后肢连接架、9-后肢大腿、10-后肢小腿、11-后肢脚部、12-后肢齿轮轴、13-后肢驱动装置、14-后肢髋部电机、15-后肢膝部电机、16-后肢电机支架、17-后肢髋部锥齿轮传动装置、18-后肢膝部锥齿轮传动装置、19-前肢大腿、20-前肢小腿驱动杆、21-前肢小腿传动杆、22-前肢小腿、23-前肢脚部、24-前肢驱动装置、25-前肢髋部电机、26-前肢膝部电机、27-前肢电机支架、28-前肢髋部锥齿轮传动装置、29-舵机I、30-舵机II。具体实施方式参见附图1，根据本专利技术的腿足型仿生机器鼠包括：鼠头组件1、前肢组件2、后肢组件3、腰部组件4、颈部-前肢连接组件5，以及尾部6。如图1所示，鼠头组件1通过颈部-前肢连接组件5与前肢组件2相连。腰部组件4包括电机大支架7及前肢-后肢连接架8，所述电机大支架与前肢-后肢连接架8铰接连接，实现腰部的冗余自由度，使仿生机器鼠的运动更灵活。前肢组件2与腰部组件4中的电机大支架7相连；后肢组件3通过前肢-后肢连接架8与腰部组件4铰接；尾部6则接于后肢组件3上。如图1所示，鼠头组件1包括鼠头、驱动鼠头俯仰运动的舵机I29及其支架、驱动鼠头偏航运动的舵机II30及其支架。鼠头组件1中的鼠头为空心，可以放置摄像头及传感器，使机器鼠具有和鼠一样的视觉和反应能力，同时在外观上也更加接近老鼠。腿足型仿生机器鼠的尾部6参考了真实鼠的尾长，且所选材料轻便，即提高了轻量化程度也在外形上与真实鼠相似程度更高。在以上实施方式中，本领域技术人员能够理解，所述舵机I29和舵机II30可以是现有技术的任何舵机。参见附图2，腿足型仿生机器鼠的后肢组件3包括后肢大腿9、后肢小腿10、后肢脚部11、后肢齿轮轴12、后肢驱动装置13。所述后肢驱动装置13包括：后肢髋部电机14、后肢膝部电机15、后肢电机支架16、髋部锥齿轮传动装置17、后肢膝部锥齿轮传动装置18。所述后肢膝部电机15固定在后肢大腿9中，所述后肢膝部电机15的安装方式既提高了驱动力的传递效率，也在形态上更加接近大鼠。后肢髋部电机14固定在电机大支架7与后肢电机支架16间，后肢髋部电机14与后肢电机支架16螺纹连接，后肢髋部电机14与后肢髋部锥齿轮传动装置17螺纹连接。后肢齿轮轴12分别与后肢大腿9、后肢髋部锥齿轮传动装置17通过顶丝连接，后肢髋部电机14通过驱动后肢髋部锥齿轮传动装置17传动，驱动后肢大腿9运动。参见附图3，腿足型仿生机器鼠的前肢组件2包括前肢大腿19、前肢小腿驱动杆20、前肢小腿传动杆21、前肢小腿22、前肢脚部23。所述前肢驱动装置24包括：前肢髋部电机25、前肢膝部电机26、前肢电机支架27、前肢锥齿轮传动机构28。前肢髋部电机25、前肢膝部电机26均固定在电机大支架7中。前肢髋部电机25通过前肢髋部锥齿轮传动装置28传动，驱动前肢大腿19运动，前肢膝部电机26通过前肢膝部锥齿轮传动装置(图中未示出)传动，驱动前肢小腿驱动杆20运动，前肢小腿驱动杆20通过带动前肢小腿传动杆21运动进而实现前肢小腿22运动。虽然前肢小腿部的运动也受到前肢大腿运动的影响，但是前肢小腿与前肢大腿的夹角由前肢小腿驱动杆控制，整个运动也是解耦的。参见附图2和附图3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于腿足型仿生机器鼠的后肢组件，包括后肢大腿(9)、后肢小腿(10)、后肢脚部(11)、后肢齿轮轴(12)、后肢驱动装置(13)；所述后肢驱动装置(13)用于直接驱动仿生机器鼠后肢移动；其特征在于，所述后肢驱动装置(13)包括：后肢髋部电机(14)、后肢膝部电机(15)、后肢电机支架(16)、后肢髋部锥齿轮传动装置(17)、后肢膝部锥齿轮传动装置(18)；所述后肢膝部电机(15)固定在所述后肢大腿(9)中。

【技术特征摘要】
1.一种用于腿足型仿生机器鼠的后肢组件，包括后肢大腿(9)、后肢小腿(10)、后肢脚部(11)、后肢齿轮轴(12)、后肢驱动装置(13)；所述后肢驱动装置(13)用于直接驱动仿生机器鼠后肢移动；其特征在于，所述后肢驱动装置(13)包括：后肢髋部电机(14)、后肢膝部电机(15)、后肢电机支架(16)、后肢髋部锥齿轮传动装置(17)、后肢膝部锥齿轮传动装置(18)；所述后肢膝部电机(15)固定在所述后肢大腿(9)中。2.根据权利要求1所述的后肢组件，其特征在于，所述后肢髋部电机(14)与所述后肢电机支架(16)连接，所述后肢髋部电机(14)与所述后肢髋部锥齿轮传动装置(17)连接，所述后肢齿轮轴(12)分别与所述后肢大腿(9)、所述后肢髋部锥齿轮传动装置(17)连接，所述后肢髋部电机(14)通过驱动所述后肢髋部锥齿轮传动装置(17)传动，驱动所述后肢大腿(9)运动。3.根据权利要求1所述的后肢组件，其特征在于，所述后肢膝部电机(15)固定在所述后肢大腿(9)中，所述后肢膝部电机(15)通过所述后肢膝部锥齿轮传动装置(18)传动，驱动所述后肢小腿(10)运动。4.一种腿足型仿生机器鼠，包括：鼠头组件(1)、前肢组件(2)、腰部组件(4)、颈部-前肢连接组件(5)、尾部(6)，以及根据权利要求1-3任一项所述的后肢组件(3)。5.根据权利要求4所述的腿足型仿生机器鼠，其特征在于，所述鼠头组件(1)包括鼠头、舵机I(29)、舵机II(30)，所述舵机I(29)和所述舵机II(30)分别用于驱动所述鼠头俯仰、偏航移动。6.根据权利要求4所述的腿足型仿生机器鼠，其特征在于，所述前肢组件(2)包括：前肢大腿(19)、前肢小腿驱动杆(20)、前肢小腿传动杆(21)、前...

【专利技术属性】
技术研发人员：石青，高俊辉，王圣杰，李昌，麻孟超，黄强，福田敏男，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11