一种足端自适应液压四足机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，更具体的说，尤其涉及液压四足机器人领域。

背景技术：

四足机器人作为仿生机器人研究领域的重要组成部分，以其灵活稳定、非连续支撑的运动特点，在复杂未知的非结构化作业环境中体现出良好的环境适应能力，在抢险救灾、地理勘测和军事作战等众多领域具有广泛的应用前景。

与电机、气动驱动方式相比，液压驱动可以使机器人具有更大的负载能力，并可在极短的时间内为机器人提供足够大的驱动力矩，满足机器人稳定控制和步行控制的需要。

足式机器人在与地面进行接触时，存在较大的冲击力，在运动过程中，足端不断的冲击地面，极易损坏机器人本体及其控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种能够减小机器人足端和地面接触力的液压四足机器人，提高机器人运动过程中的稳定性。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种足端自适应液压四足机器人，包括：机身、四条结构相同的机械腿分布在机身四周、足端由弹簧和半球形实体橡胶组成。

所述的机身有四块镂空的端板，以减轻机器人自身重量，端板间由六根水平的连杆连接。

所述的四足机器人机身和单腿、单腿各构件间由旋转关节连接，分别为横摆髋关节、俯仰髋关节和膝关节。

所述的横摆髋关节负责左右摆，实现躯体左右摆动；俯仰髋关节和膝关节分别负责大腿和小腿的抬起和落下，实现机器人前后运动。

所述的机器人四条腿采用了前肘后膝式结构配置，以提高步态运动过程中的稳定性，并以液压缸作为关节驱动元件。

所述的足端由螺栓、弹簧和半球形实体橡胶组成，半球形实体橡胶平面上有五个凸台：中心一个，其余四个均布在中心四周，以便弹簧固定。

所述的足端上的螺栓，可以通过手动调节来改变弹簧的刚度，使之适应不同的路面状况。

所述的足底采用实体橡胶可以增大与地面间的摩擦力，也可吸收部分冲击力。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：在机器人运动过程中，足端与地面接触时，可以通过足底和减震弹簧进行缓冲吸震，可以手动的调节弹簧刚度，提高对复杂地面的适应能力；通过液压驱动方式，使机器人承载能力更强，而且机器人整体结构简单紧凑。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的腿部结构示意图；

图5为本发明的足端结构示意图；

图中，1-机身，2-横摆液压缸，3-横摆连杆，4-大腿液压缸，5-小腿液压缸，6-足端，7-小腿，8-大腿，9-机身连杆，10-俯仰髋关节，11-膝关节，12-端挡板，13-横摆髋关节，14-伺服阀，15-螺栓，16-减震弹簧，17-足底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种足端自适应液压四足机器人，如图1所示，包括：机身1和四条结构相同的机械腿，每条腿由横摆液压缸2、横摆连杆3、大腿8、大腿液压缸4、小腿7、小腿液压缸5和足端6组成，每个液压缸都由伺服阀14进行控制。

机器人的动力来源是由液压泵将液压油从油箱泵出，液压油通过减压阀减压后流经伺服阀的进油口，进而流入液压缸中，液压油通过溢流阀溢流回油箱。

所述的足底17上平面有凸台，用于固定减震弹簧16，减震弹簧16上面有螺栓15调节弹簧刚度。

四足机器人在控制下前进时，通过大腿液压缸4和小腿液压缸5分别控制大腿和小腿的起落，实现腿的前后运动，通过横摆液压缸2控制横摆连杆3的左右摆动，实现机器人方向的调控。

机器人在运动过程中，针对不同的负重和路面情况，可以通过调节螺栓15改变弹簧刚度，保证机器人的平稳性，如负重较大或路面硬度较大，可以使弹簧的弹性系数变大，进而有效的吸收冲击力。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种足端自适应的液压四足机器人，包括机身和四条机械腿，机身用镂空结构的端板和连杆组成，可以有效的减轻机器人的自重，四条腿结构相同且均匀对称的分布在机身的四周，每条腿有三个主动的自由度，由伺服作动器控制液压缸实现机器人的运动，足端由螺栓、弹簧和半球形实体橡胶组成，足端上的预紧螺栓可以调节弹簧的刚度，避免足端与地面接触力过大影响机器人运动的稳定性的情况。

技术研发人员：邵俊鹏;迟涵威;孙桂涛
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2019.03.06
技术公布日：2019.05.17