一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人。
【背景技术】
[0002]目前，大部分移动机器人在遇到路面不平整，路况较差时，无法实现平稳、持续且高速的运动。
【实用新型内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种实现高速运动，同时也降低了能耗的面向高速运动的双四杆机构四足机器人。
[0004]为了实现本实用新型目的所采用的技术方案是:一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，包括躯干，所述躯干连接四条腿部结构，所述腿部结构连接有传动结构，所述传动结构连接有动力结构，所述传动结构为曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构包括关节曲柄、关节连杆、关节摇杆和滚动轴承，关节连杆连接关节曲柄和关节摇杆，传递动力；关节摇杆接受动力，左右摆动，关节曲柄与滚动轴承配合，所述动力结构包括关节电机和电机圆盘，所述关节电机通过电机圆盘连接关节曲柄，实现360度旋转，所述关节电机设置于躯干上方，所述四条腿部结构分别为两条前腿机构和两条后腿结构。
[0005]进一步的，所述关节曲柄包括膝关节曲柄和髓关节曲柄，所述关节连杆包括膝关节连杆和髋关节连杆，膝关节曲柄与滚动轴承内圈过盈配合，滚动轴承连接膝关节曲柄和腿部结构，起支撑固定作用，膝关节曲柄与滚动轴承内圈过盈配合，带动轴承内圈在滚动轴承内部自由转动，腿部结构与滚动轴承外圈过盈配合，在滚动轴承外部自由摆动。
[0006]进一步的，所述关节电机包括膝关节电机和髋关节电机，所述电机圆盘包括膝关节电机圆盘和髋关节电机圆盘，膝关节电机通过膝关节电机圆盘连接膝关节曲柄，髋关节电机通过髋关节电机圆盘连接髋关节曲柄，关节电机包括4个膝关节电机和4个髋关节电机，所述电机圆盘4个膝关节电机圆盘和4个髋关节电机圆盘，关节电机作为机器人的执行器。
[0007]进一步的，所述前腿机构包括前大腿和前小腿，所述前大腿通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，髋关节连杆传递动力，实现前大腿左右摆动，曲柄摇杆机构包括膝关节曲柄摇杆机构和髋关节曲柄摇杆机构，前大腿同时作为髋关节曲柄摇杆机构的摇杆和膝关节曲柄摇杆机构的支架，所述前小腿通过膝关节连杆连接膝关节曲柄，膝关节连杆传递动力，实现小腿左右摆动，前小腿作为膝关节曲柄摇杆机构的摇杆。
[0008]进一步的，所述后腿机构包括后大腿、后小腿、后腿尺骨和后腿足骨，所述后大腿通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，所述后小腿通过膝关节连杆连接膝关节曲柄，后腿尺骨与后小腿构成平行四杆机构，后腿尺骨提高后腿刚度，后腿足骨与后大腿、后小腿、后腿尺骨构成平行四杆机构，后大腿同时作为髋关节曲柄摇杆机构的摇杆和膝关节曲柄摇杆机构的支架，后小腿作为膝关节曲柄摇杆机构的摇杆。
[0009]进一步的，所述四条腿部结构均连接仿生足，所述仿生足包括前腿仿生足和后腿仿生足，与地面接触，支撑机器人站立，行走。
[0010]进一步的，前大腿和前小腿连接处设置有第一锁扣，前腿仿生足背部设置有第二锁扣，所述第一锁扣和第二锁扣通过第一弹性带连接。
[0011 ]进一步的，后腿尺骨和后腿足骨连接处设置有第三锁扣，后腿仿生足背部设置有第四锁扣，所述第三锁扣和第四锁扣通过第二弹性带连接，弹性带类似四足动物的韧带，起减震蓄能作用。
[0012]进一步的，所述躯干宽度设置为前部宽度小于后部宽度，使机器人奔跑时前后腿之间可以交叉，可以有效增加步幅，提高运动速度。
[0013]本实用新型所达到的有益效果:本实用新型所述一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人通过腿部结构的设置，通过四杆机构将动力传递到关节处，降低腿部转动惯量，提高运动速度，采用曲柄摇杆机构实现机器人腿部摆动，通过合理设计曲柄摇杆机构，将电机单向旋转转化为腿部来回摆动，这样腿部的正向、反向摆动不需要电机正反转，可以大大提高电机运行速度，避免电机正反转所必须的加减速，从而实现四足机器人的高速运动;所述一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人通过第一弹性带和第二弹性带，缓冲了触地瞬间产生的巨大冲击力，改善小腿受力情况，增加弹性带可使能量有效储存起来，并在蹬地时释放出来，从而更利于实现高速运动，同时也降低了能耗;所述一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人通过躯干前后宽度不等，前窄后宽，使机器人奔跑时前后腿之间可以交叉，可以有效增加步幅，提高运动速度。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型结构不意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0016]如图1所示，一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，包括躯干15，所述躯干15连接四条腿部结构，所述腿部结构连接有传动结构，所述传动结构连接有动力结构，所述传动结构为曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构包括关节曲柄、关节连杆、关节摇杆和滚动轴承17，关节连杆连接关节曲柄和关节摇杆，关节曲柄与滚动轴承17配合，所述动力结构包括关节电机16和电机圆盘18，所述关节电机通过电机圆盘连接关节曲柄，实现360度旋转，所述关节电机设置于躯干上方，所述四条腿部结构分别为两条前腿机构和两条后腿结构。
[0017]所述关节曲柄包括膝关节曲柄I和髋关节曲柄2，所述关节连杆包括膝关节连杆4和髋关节连杆3，膝关节曲柄I与滚动轴承内圈过盈配合，滚动轴承连接膝关节曲柄和腿部结构，起支撑固定作用，膝关节曲柄与滚动轴承内圈过盈配合，带动轴承内圈在滚动轴承内部自由转动，腿部结构与轴承外圈过盈配合，在滚动轴承外部自由摆动，所述关节电机包括膝关节电机和髋关节电机，所述电机圆盘包括膝关节电机圆盘和髋关节电机圆盘，膝关节电机通过膝关节电机圆盘连接膝关节曲柄，髋关节电机通过髋关节电机圆盘连接髋关节曲柄，关节电机包括4个膝关节电机和4个髋关节电机，所述电机圆盘4个膝关节电机圆盘和4个髋关节电机圆盘，关节电机作为机器人的执行器。
[0018]所述前腿机构包括前大腿5和前小腿6，所述前大腿5通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，所述前小腿6通过膝关节连杆连接膝关节曲柄，所述后腿机构包括后大腿11、后小腿12、后腿尺骨13和后腿足骨14，所述后大腿通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，所述后小腿通过膝关节连杆连接膝关节曲柄，后腿尺骨与后小腿构成平行四杆机构，后腿足骨与后大腿、后小腿、后腿尺骨构成平行四杆机构。
[0019]所述四条腿部结构均连接仿生足7，所述仿生足7包括前腿仿生足和后腿仿生足，前大腿和前小腿连接处设置有第一锁扣8，前腿仿生足背部设置有第二锁扣9，所述第一锁扣8和第二锁扣9通过第一弹性带连接10，后腿尺骨和后腿足骨连接处设置有第三锁扣，后腿仿生足背部设置有第四锁扣，所述第三锁扣和第四锁扣通过第二弹性带连接，所述躯干宽度设置为前部宽度小于后部宽度。
[0020]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，包括躯干，所述躯干连接四条腿部结构，所述腿部结构连接有传动结构，所述传动结构连接有动力结构，所述传动结构为曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构包括关节曲柄、关节连杆、关节摇杆和滚动轴承，关节连杆连接关节曲柄和关节摇杆，关节曲柄与滚动轴承配合，所述动力结构包括关节电机和电机圆盘，所述关节电机通过电机圆盘连接关节曲柄，所述关节电机设置于躯干上方，所述四条腿部结构分别为两条前腿机构和两条后腿结构。2.根据权利要求1所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述关节曲柄包括膝关节曲柄和髋关节曲柄，所述关节连杆包括膝关节连杆和髋关节连杆，膝关节曲柄与滚动轴承内圈过盈配合，滚动轴承连接膝关节曲柄和腿部结构，腿部结构与滚动轴承外圈过盈配合。3.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述关节电机包括膝关节电机和髋关节电机，所述电机圆盘包括膝关节电机圆盘和髋关节电机圆盘，膝关节电机通过膝关节电机圆盘连接膝关节曲柄，髋关节电机通过髋关节电机圆盘连接髓关节曲柄。4.根据权利要求2所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述前腿机构包括前大腿和前小腿，所述前大腿通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，所述前小腿通过膝关节连杆连接膝关节曲柄。5.根据权利要求4所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述后腿机构包括后大腿、后小腿、后腿尺骨和后腿足骨，所述后大腿通过髋关节连杆连接髋关节曲柄，所述后小腿通过膝关节连杆连接膝关节曲柄，后腿尺骨与后小腿构成平行四杆机构，后腿足骨与后大腿、后小腿、后腿尺骨构成平行四杆机构。6.根据权利要求5所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述四条腿部结构均连接仿生足，所述仿生足包括前腿仿生足和后腿仿生足。7.根据权利要求6所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，前大腿和前小腿连接处设置有第一锁扣，前腿仿生足背部设置有第二锁扣，所述第一锁扣和第二锁扣通过第一弹性带连接。8.根据权利要求6所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，后腿尺骨和后腿足骨连接处设置有第三锁扣，后腿仿生足背部设置有第四锁扣，所述第三锁扣和第四锁扣通过第二弹性带连接。9.根据权利要求1所述的一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，所述躯干宽度设置为前部宽度小于后部宽度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种面向高速运动的双四杆机构四足机器人，其特征在于，包括躯干,所述躯干连接四条腿部结构，所述腿部结构连接有传动结构，所述传动结构连接有动力结构，所述传动结构为曲柄摇杆机构，所述传动结构包括关节曲柄、关节连杆和滚动轴承，关节曲柄通过关节连杆连接腿部结构，关节曲柄与滚动轴承配合，所述动力结构包括关节电机和电机圆盘，所述关节电机通过电机圆盘连接关节曲柄，所述关节电机设置于躯干上方，所述四条腿部结构分别为两条前腿机构和两条后腿结构；本实用新型将电机单向旋转转化为腿部来回摆动，这样腿部的正向、反向摆动不需要电机正反转，可以大大提高电机运行速度，实现四足机器人的高速运动。
【IPC分类】B62D57/032
【公开号】CN205327218
【申请号】CN201620061099
【发明人】章永年, 吴阳, 卢伟, 汪小旵, 康敏
【申请人】南京农业大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月22日