四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构和替换方法技术

本发明专利技术公开了四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构和替换方法，替换结构包括机械躯干、活动件、翻位件、机械臂和四个行动足，四个行动足分别在机械躯干两侧可拆卸连接，机械躯干上面设有滑轨，滑轨路径从机械躯干对称轴位置分别延伸至侧边行动足所在位置，活动件在滑轨路径上移动。翻位件在活动件内向机械躯干两侧移动与向上下翻转，机械臂连接于翻位件端部。在四足机器人只损坏一个行动足时，本发明专利技术能够将机械臂替换损坏的行动足模拟行走，使四足机器人两侧保持平衡进行走动，继续使用不易摔倒，确保四足机器人能够自行回到工作区域内等待维修。等待维修。等待维修。

【技术实现步骤摘要】
四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构和替换方法


[0001]本专利技术涉及四足机器人，具体为四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构和替换方法。

技术介绍

[0002]在有毒、缺氧或浓烟等危险灾害事故现场开展侦察、探测、搜救工作是消防、应急救援的核心工作之一，但救援人员经常面临人身安全威胁，且人工开展相关作业常面临信息采集不足等问题。利用移动机器人，特别是足式机器人替代或辅助救援人员先行进入高危场景具有重要意义。目前，足式机器人对废墟、石堆、楼梯等复杂地形适应能力优异，可跨越较高障碍物或深入室内环境，在狭窄空间灵活性较高；足式机器人可侦察检测有毒浓烟缺氧环境，追踪热源及远处微小目标；在消防侦察解决方案中集成了可见光与红外双光谱云台、气体传感设备、全向相机、旋转激光扫描仪、拾音器等应用模块，结合智能信息后台，为救援决策提供可视化信息，并可运输救援物资，助力消防与应急救援人员开展灾后搜救与侦察救援工作，同时通过残余物采样、气体采样、三维地形构建等现场全维度资料收集，结合智能算法与分析，为灾难溯源及预测防范措施提供重要参考。
[0003]在四足机器人行走过程中，四足机器人两侧行动足足端反复交替接触地面，使得四足机器人能够保持平衡进行走动。四足机器人行动足与地形环境产生磕碰可能会造成损坏。若四足机器人损坏两个及以上行动足，四足机器人失去行走能力，无法使用；若四足机器人只损坏一个行动足，四足机器人行走不稳定，缺少一个行动足的支撑导致四足机器人两侧失衡，容易偏离四足机器人的行走轨迹，甚至摔倒，不便使用，因此，在四足机器人损坏后，通常需要派遣人员前去拾取四足机器人进行回收，增加工作量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构和替换方法，在四足机器人只损坏一个行动足时，能够将机械臂替换损坏的行动足模拟行走，使四足机器人两侧保持平衡进行走动，继续使用不易摔倒，确保四足机器人能够自行回到工作区域内等待维修。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，包括机械躯干、活动件、翻位件、机械臂和四个行动足，四个行动足分别在机械躯干两侧可拆卸连接，机械躯干上面设有滑轨，滑轨路径从机械躯干对称轴位置分别延伸至侧边行动足所在位置，活动件在滑轨路径上移动。翻位件在活动件内向机械躯干两侧移动与向上下翻转。机械臂连接于翻位件端部。
[0007]与现有技术相比，采用了上述技术方案的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，具有如下有益效果：
[0008]一、在四足机器人只损坏一个行动足时，操作人员远程操控机械臂卸下损坏的行动足，然后操控机械臂移动至缺少行动足的位置，再操控机械臂向下翻转，使机械臂位置与
机械躯干另一侧行动足位置对称设置，再通过远程调取行动足适配的编程代码，使机械臂模拟行动足行走，使四足机器人两侧保持平衡进行走动，继续使用不易摔倒，确保四足机器人能够自行回到工作区域内等待维修。
[0009]二、通过滑轨、活动件、翻位件三者配合，使得机械臂翻转后，可以落于缺少行动足的位置：机械臂与同侧行动足的间距等于另一侧两个行动足的间距；机械臂与机械躯干的间距等于另一侧行动足与机械躯干的间距。因此，在编写机械臂的模拟行动足的软件代码时，在确保机械臂整体结构与行动足类似的情况下(各个驱动电机位置相近、大小腿长度近似)，只要适当的增加一部分偏差量，即可让机械臂完美模仿行动足，做出翻滚、跳跃、跑跳等动作，机械臂行动代码无需额外编写，只需要拷贝行动足代码即可，或者由机械臂实时调取损坏的行动足代码弥补偏差量即可接替损坏的行动足。
[0010]优选的，滑轨形状呈“工”字形，滑轨包括纵轨和四个横轨，纵轨与机械躯干对称轴共线，其中两个横轨从两侧相交于纵轨的一端，另外两个横轨从两侧相交于纵轨的另一端，横轨垂直于纵轨，且四个横轨端点分别位于机械躯干侧边四个行动足所在位置，活动件下面设有滑块，滑块在滑轨内移动。“工”字形滑轨使活动件能够移动至四个不同位置的行动足，使机械臂能够替换不同位置损坏的行动足。
[0011]优选的，机械臂包括转体杆、前臂杆和后臂杆，转体杆旋转连接在翻位件端部，后臂杆的两端分别与转体杆和前臂杆翻转连接，前臂杆设有机械爪和备用足，机械爪与备用足之间存在夹角。备用足的形状与行动足足端形状相同，机械臂替换行动足后使四足机器人走动较平稳。
[0012]优选的，后臂杆设有置杆槽，前臂杆翻入置杆槽内。在不使用机械臂时，前臂杆收纳在置杆槽内，减小占用空间。
[0013]优选的，前臂杆设有前臂槽，前臂槽用于机械爪沿着前臂杆的长度方向移动，前臂槽由前臂杆前端延伸至其末端。正常工作状态下，前臂杆翻入置杆槽内，整个机械臂外表看起来依旧为机械臂，机器人所能抓取的范围为1米左右，若需要进一步提升机器人的抓取范围，则需要将前臂杆翻出置杆槽，然后机械爪通过前臂槽移动到靠近备用足的一侧，以将抓取范围提升至1.7米左右。同时前臂槽允许机械爪可以由操作人员远程遥控机移动进行微调，使机械爪能够对准物品进行抓取。
[0014]优选的，机械臂的结构与行动足结构相同。一般的行动足由髋关节电机、后臂杆、膝关节电机和前臂杆组成，机械臂的结构与行动足结构相同，主要目的是为了让机械臂替换损坏行动足后，损坏行动足代码可以适用于机械臂，机械臂的参数均与行动足的参数相同，确保机械臂在执行行动足代码时，动作与行动足整齐划一，以适配实时调取的损坏行动足代码。
[0015]优选的，本专利技术还包括储物筐，储物筐设于机械躯干外表面或内部。通过机械臂卸下行动足后，操作人员再操控机械臂将行动足放入储物筐内，能够回收损坏的行动足，或者用于携带其他贵重物品。
[0016]优选的，储物筐位于机械躯干尾部的外表面。防止储物筐妨碍机械臂在机械躯干头端抓取物品，和防止储物筐阻挡四足机器人前进视野。
[0017]四足机器人中机械臂替换行动足的替换方法，该方法基于上述的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，包括以下步骤：
[0018]S1、通过活动件带动机械臂移动，且通过机械臂将损坏的行动足卸下，此时机械躯干缺少一个行动足；
[0019]S2、通过活动件将机械臂移动至机械躯干侧边缺少行动足的位置；
[0020]S3、通过翻位件将机械臂移至机械躯干侧方后垂直翻转，使机械臂位置与机械躯干另一侧行动足位置对称设置。
[0021]与现有技术相比，采用了上述技术方案的四足机器人中机械臂替换行动足的替换方法，具有如下有益效果：
[0022]一、当行动足损坏，致使其影响到机器人行动时，可以通过上述方法由机械臂自行完成行动足的拆卸任务。
[0023]二、若行动足损坏，但是不影响机器人行动，则可以让机械臂直接取代行动足活动，行动足不需要拆卸，依旧固定在机械躯干的髋关节位置，由四足机器人机械躯干对损坏的行动足进行携带，这样损坏的行动足就不需要丢弃，也不需要额外的存储空间用于其运输和回收。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，其特征在于：包括机械躯干(1)、活动件(3)、翻位件(31)、机械臂(2)和四个行动足(13)，四个所述行动足(13)分别在所述机械躯干(1)两侧可拆卸连接，所述机械躯干(1)上面设有滑轨(10)，所述滑轨(10)路径从机械躯干(1)对称轴位置分别延伸至侧边行动足(13)所在位置，所述活动件(3)在滑轨(10)路径上移动，所述翻位件(31)在活动件(3)内，且翻位件(31)可以向机械躯干(1)两侧移动与向上下翻转，所述机械臂(2)连接于翻位件(31)端部。2.根据权利要求1所述的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，其特征在于：所述滑轨(10)形状呈“工”字形，滑轨(10)包括纵轨(11)和四个横轨(12)，所述纵轨(11)与机械躯干(1)对称轴共线，其中两个横轨(12)从两侧相交于纵轨(11)的一端，另外两个横轨(12)从两侧相交于纵轨(11)的另一端，所述横轨(12)垂直于纵轨(11)，且四个横轨(12)端点分别位于机械躯干(1)侧边四个行动足(13)所在位置，所述活动件(3)下面设有滑块(32)，所述滑块(32)在所述滑轨(10)内移动。3.根据权利要求1所述的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，其特征在于：所述机械臂(2)包括转体杆(25)、前臂杆(21)和后臂杆(22)，所述转体杆(25)旋转连接在所述翻位件(31)端部，所述后臂杆(22)的两端分别与所述转体杆(25)和所述前臂杆(21)翻转连接，前臂杆(21)设有用于抓取物品的机械爪(23)和用于替换行动足(13)的备用足(24)，所述机械爪(23)与所述备用足(24)之间存在夹角。4.根据权利要求3所述的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，其特征在于：所述后臂杆(22)设有用于收纳前臂杆(21)的置杆槽(20)，所述前臂杆(21)翻入所述置杆槽(20)内。5.根据权利要求4所述的四足机器人中机械臂替换行动足的替换结构，其特征在于：前臂杆(21)设有前臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虞旭驹，赵逸栋，李超，朱秋国，
申请(专利权)人：杭州云深处科技有限公司，
类型：发明
国别省市：