一种八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人制造技术

技术编号:26335694 阅读:46 留言:0更新日期:2020-11-13 19:11
本发明专利技术属于机器人领域,涉及一种八自由度电机驱动四足仿生机器人,机器人包括机身、激光雷达组件、构腿结构和电控系统。通过控制每条腿的一组驱动电机实现四足腿部理想的运动形态。本发明专利技术的优点为:采用盘式无刷对轴放置电机驱动方式,驱动质量占比大;腿部采用为连杆结构,在两个同轴的驱动源的控制下,传动性能好,足端有效区域大;左右腿部间呈“八”字型增加奔跑及跳跃运动过程中的稳定性;连杆结构腿部的驱动两电机之间利用联轴器闭合机构增加腿部刚性。本发明专利技术采用模块化拼装设计、拆装方便、结构紧凑,机身框架稳固轻便、设计合理,能够降低四足机器人研究的入门门槛,提高四足机器人的勘察与运动能力。

A quadruped robot driven by an 8-DOF disk brushless motor

【技术实现步骤摘要】
一种八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人
本专利技术属于机器人领域,涉及一种八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人。
技术介绍
科学界对四足仿生机器人的研究不断加深;随着我国经济的飞速发展,机器人在军事、星球表面探测、核工业等方面有着非常广阔的应用前景。地球陆地表面除了人为修筑的平坦地面和天然的平原地带外,更多的是各种崎岖地形,包括山地、丘陵、峭壁等,传统的轮式与履带式车辆难以在这样复杂的地形中行走,而哺乳动物却能在其上行走自如,充分的展示了腿足移动方式的灵活性与强大的适应性。因此,研究能够完成哺乳动物基本运动动作的四足具有很重要理论意义广阔的应用前景。目前,公认的四足机器人是由液压驱动或者大扭矩电机驱动的12自由度的四足机器人,由液压或者大扭矩电机驱动仿生腿的髋关节、臀关节和膝关节,得出有效空间里的足端轨迹,实现奔跑、跳跃等步态。专利CN110562346A公布的四足液压机器人,该机器人可以较好地实现四足步态,但是存在液压执行机构的效率偏低的问题,例如运动流体中的粘性损失、伺服阀内部泄漏和压力降,另外以液压作为动力增加了机器人的复杂度和制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,所述八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人包括:机身、激光雷达组件、电控系统和腿部结构,其特征在于,所述腿部结构包括驱动源和腿部结构;/n其中,驱动源为轴对称放置的2个盘式无刷电机,且在2个盘式无刷电机之间利用联轴器闭合机构增加腿部刚性;/n腿部结构采用空间五连杆结构,且左侧的腿和右侧的腿之间呈“八”字型,足部与地面接触部分为斜面。/n

【技术特征摘要】
1.一种八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,所述八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人包括:机身、激光雷达组件、电控系统和腿部结构,其特征在于,所述腿部结构包括驱动源和腿部结构;
其中,驱动源为轴对称放置的2个盘式无刷电机,且在2个盘式无刷电机之间利用联轴器闭合机构增加腿部刚性;
腿部结构采用空间五连杆结构,且左侧的腿和右侧的腿之间呈“八”字型,足部与地面接触部分为斜面。


2.根据权利要求1所述的八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,其特征在于,所述机身为框架结构,用于承载固定腿部结构、激光雷达组件和电控系统或负载一定的重量,用于较轻物体的运输。


3.根据权利要求2所述的八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,其特征在于,所述框架结构包括:长板状横梁、短板状横梁、内侧长碳管、外侧短碳管和限位块;
其中,2块所述短板状横梁对称设置,2个所述短板状横梁之间设置至少2块长板状横梁,且所述短板状横梁和长板状横梁通过所述至少4根内侧长碳管连接,所述外侧短碳管设置在2个所述长板状横梁端部之间,每个内侧长碳管与短板状横梁和长板状横梁之间、外侧短碳管与长板状横梁均通过所述限位块固定;
所述长板状横梁、短板状横梁、内侧长碳管和外侧短碳管上设有部件安装孔。


4.根据权利要求3所述的八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,其特征在于,所述激光雷达组件包括激光雷达、可调角度的雷达座、避震弹簧和雷达支架;
其中,所述雷达支架安装在所述短板状横梁上,所述可调角度的雷达座安装在所述雷达支架上,所述可调角度的雷达座与所述雷达支架之间设置有若干避震弹簧,所述激光雷达安装在所述可调角度的雷达座上,并与所述电控系统连接。


5.根据权利要求4所述的八自由度盘式无刷电机驱动四足机器人,其特征在于,4个所述腿部结构两两对称安装在所述框架结构的前端和后端,且左右构腿之间的夹角为α,α的取值范围为4°-20°,4个所述腿部结构的结构一致;
其中,每个所述腿部结构包括:第一盘式无刷电机、第二盘式无刷电机、联轴器、第一大腿、第二大腿、第一小腿、第二小腿、第一腿部关节、第二腿部关节、第三腿部关节和柔性足部;
其中,所述第一盘式无刷电机和第二盘式无刷电机对轴之间通过所述联轴器连接,并固定在所述框架结构上,所述第一大腿的第一端与所述第一盘式无刷电机输出端固接,第二端通过第一腿部关节与第一小腿的第一端连接;
所述第二大腿的第一端与所述第二盘式无刷电机的输出端固接,第二端通过第二腿部关节与第二小腿的第一端连接,
所述第二小腿的第二端部设有所述柔性足部;
所述第一小腿的第二端通过第三腿部关节与所述第二小腿的第二端的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨恭领刘明源梁琪明梁羽赫徐华建胡云偲
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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