一种并联式四足机器人腿部结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种并联式四足机器人腿部结构，其特征在于：包括前置和后置的两套杆结构，杆结构包括驱动机构和传动机构，驱动机构包括电机和减速机，传动机构包括一级连杆和二级连杆；每套杆结构中，电机和减速机连接，减速机的输出端与一级连杆的一端通过法兰盘铰接，一级连杆的另一端与二级连杆的一端通过活动关节铰接；两套杆结构中，后置的二级连杆的另一端通过约束关节铰接在前置的二级连杆上。本实用新型专利技术中通过设计同侧并联式的五边形连杆结构，使得腿部结构有较大的运动幅度来适应复杂地面实现较大的运动起伏，非常容易实现跳跃前进的功能。

Leg structure of a parallel quadruped robot

【技术实现步骤摘要】
一种并联式四足机器人腿部结构
本技术涉及机械机器人领域，尤其涉及一种并联式四足机器人腿部结构。
技术介绍
多足哺乳动物因其独特的身体结构具备高动力性、高稳定性、高适应性的运动能力。借鉴仿生学研发的具备仿生特征的多足机器人，既可实现动态步行，又能高速移动。现有的轮式和履带式等传统移动机器人移动时需与地面始终保持接触，但足式机器人可利用孤立的地面支撑而不是连续支撑，并在复杂的地形中选择最优的支撑点，实现更强的机动性和适应性。四足机器人在特殊场合，防灾救援等复杂环境中起着重要作用，因为腿式结构在四足的机动性上有很大的优越性。现有的腿式机器人基本都采用串级关节结构，是归属于仿生机器人一类，该类对现有的机电关节硬件要求高，且不易实现四足机器人跳跃等。因此，在崎岖路面上行走需要腿部结构有着较大的运动范围，还要能实现科学最优的步态；同时，关节处的电机也要能适应腿部力量分部提供足够加速度的要求，才能跃过崎岖地面。
技术实现思路
本技术针对上述存在的问题，提供一种并联式四足机器人腿部结构，可以有效提高四足行走的稳定性，协调性和承载能力。本技术采用的技术方案如下：一种并联式四足机器人腿部结构，包括前置和后置的两套杆结构，杆结构包括驱动机构和传动机构，驱动机构包括电机和减速机，传动机构包括一级连杆和二级连杆；每套杆结构中，电机和减速机连接，减速机的输出端与一级连杆的一端通过法兰盘铰接，一级连杆的另一端与二级连杆的一端通过活动关节铰接；两套杆结构中，后置的二级连杆的另一端通过约束关节铰接在前置的二级连杆上；前置的一级连杆与后置的一级连杆的长度比为1:0.8～1.2，后置的一级连杆与后置的二级连杆的长度比为1：0.75～1，前置和后置的活动关节分别到约束关节的距离之比为1:1.2～1.5。进一步地，前置的一级连杆与后置的一级连杆的长度比为1:1，后置的一级连杆与后置的二级连杆的长度比为11:9，前置和后置的活动关节分别到约束关节的距离之比为3:4。进一步地，减速机通过两个法兰盘与一级连杆铰接，减速机的输出端为D形轴，法兰盘和一级连杆通过D形孔套设在D形轴上，一级连杆固定地包夹在两个法兰盘中间；更进一步地，D形轴上设有锁销孔，用于防止D形轴与一级连杆打滑；更进一步地，法兰盘的形状与一级连杆贴合，法兰盘通过螺丝或螺栓与一级连杆固定连接。进一步地，活动关节和约束关节均为通过穿孔的配合形成；更进一步地，一级连杆和二级连杆在活动关节处分别设有穿孔，穿孔内分别设有滚珠轴承，两个滚珠轴承通过圆柱轴承连接；更进一步地，两个二级连杆在约束关节处分别设有穿孔，穿孔内分别设有滚珠轴承，两个滚珠轴承通过圆柱轴承连接；再更进一步地，圆柱轴承穿过两个滚珠轴承，圆柱轴承的两端分别设有卡槽，卡槽内设有卡簧。进一步地，电机为无刷电机，减速机为行星减速机。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、脚掌的运动范围大，有较大的运动幅度来适应复杂地面实现较大的运动起伏，而且独特的同侧并联式结构使得脚掌可划出理想的行走曲线；2、同侧并联式的结构，既降低了对电机的性能要求，又具有较好的运动学特性；3、腿部较宽的加速运动幅度，非常容易实现跳跃前进的功能。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本技术第一视角下的整体结构示意图；图2是本技术第二视角下的整体结构示意图；图3是本技术的整体结构的主视图；图4是本技术的整体结构的左视图。附图标记说明：1-行星减速机，11-D形轴，2-一级连杆，3-二级连杆，4-法兰盘，5-活动关节，51-滚珠轴承，52-圆柱轴承，53-卡簧，6-约束关节。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。参见图1-4，本实施例中，一种并联式四足机器人腿部结构，包括前置和后置的两套杆结构，杆结构包括驱动机构和传动机构，驱动机构包括无刷电机和行星减速机1，传动机构包括一级连杆2和二级连杆3；每套杆结构中，无刷电机和行星减速机1连接，行星减速机1的输出端与一级连杆2的一端通过法兰盘4铰接，一级连杆2的另一端与二级连杆3的一端通过活动关节5铰接；两套杆结构中，后置的二级连杆3的另一端通过约束关节6铰接在前置的二级连杆3上；前置的一级连杆2与后置的一级连杆2的长度比为1:1，后置的一级连杆2与后置的二级连杆3的长度比为11:9，前置和后置的活动关节5分别到约束关节6的距离之比为3:4。行星减速机1通过两个法兰盘4与一级连杆2铰接，行星减速机1的输出端为D形轴11，法兰盘4和一级连杆2通过D形孔套设在D形轴11上，一级连杆2固定地包夹在两个法兰盘4中间，法兰盘4的形状与一级连杆2贴合，法兰盘4通过螺丝或螺栓与一级连杆2固定连接；D形轴11上还设有锁销孔，用于防止D形轴11与一级连杆2打滑。活动关节5和约束关节6均为通过穿孔的配合形成，二者的关节组成结构相同；一级连杆2和二级连杆3在活动关节5处分别设有穿孔，穿孔内分别设有滚珠轴承51，两个滚珠轴承51通过圆柱轴承52连接，圆柱轴52承穿过两个滚珠轴承51，圆柱轴承52的两端分别设有卡槽，卡槽内设有卡簧53；两个二级连杆3在约束关节6处分别设有穿孔，穿孔内分别设有滚珠轴承，两个滚珠轴承通过圆柱轴承连接，圆柱轴承穿过两个滚珠轴承，圆柱轴承的两端分别设有卡槽，卡槽内设有卡簧。本技术并不局限于前述的具体实施方式。本技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联式四足机器人腿部结构，其特征在于：包括前置和后置的两套杆结构，杆结构包括驱动机构和传动机构，驱动机构包括电机和减速机，传动机构包括一级连杆和二级连杆；每套杆结构中，电机和减速机连接，减速机的输出端与一级连杆的一端通过法兰盘铰接，一级连杆的另一端与二级连杆的一端通过活动关节铰接；两套杆结构中，后置的二级连杆的另一端通过约束关节铰接在前置的二级连杆上；前置的一级连杆与后置的一级连杆的长度比为1:0.8～1.2，后置的一级连杆与后置的二级连杆的长度比为1：0.75～1，前置和后置的活动关节分别到约束关节的距离之比为1:1.2～1.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种并联式四足机器人腿部结构，其特征在于：包括前置和后置的两套杆结构，杆结构包括驱动机构和传动机构，驱动机构包括电机和减速机，传动机构包括一级连杆和二级连杆；每套杆结构中，电机和减速机连接，减速机的输出端与一级连杆的一端通过法兰盘铰接，一级连杆的另一端与二级连杆的一端通过活动关节铰接；两套杆结构中，后置的二级连杆的另一端通过约束关节铰接在前置的二级连杆上；前置的一级连杆与后置的一级连杆的长度比为1:0.8～1.2，后置的一级连杆与后置的二级连杆的长度比为1：0.75～1，前置和后置的活动关节分别到约束关节的距离之比为1:1.2～1.5。


2.根据权利要求1所述的并联式四足机器人腿部结构，其特征在于：前置的一级连杆与后置的一级连杆的长度比为1:1，后置的一级连杆与后置的二级连杆的长度比为11:9，前置和后置的活动关节分别到约束关节的距离之比为3:4。


3.根据权利要求1或2所述的并联式四足机器人腿部结构，其特征在于：减速机通过两个法兰盘与一级连杆铰接，减速机的输出端为D形轴，法兰盘和一级连杆通过D形孔套设在D形轴上，一级连杆固定地包夹在两个法兰盘中间。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊文，刘自红，邓明洋，阳碧慰，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51