本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种基于气缸四足多方向运动机器人。
背景技术：
四足机器人具有负载能力好、复杂地形适应性强、动态平衡性能好等优点，在野外工作、越障排爆、军事等领域具有广泛的应用前景。
中国专利201010235047.8、201110303670.7、201110196221.7、201410653931.1、201410211307.6、201510550506.4、201510330474.7、201510021471.5分别采用电机驱动可以纵向运动的四足机器人，考虑到电机的运动惯量以及输出力的缺点。中国专利201611158787.x首次提出电机驱动可以横向运动的四足机器人以及横向摆动的腰关节。中国专利201110314607.3、201020167955.3、201410145956.0、201010554988.1、201310279393.x则采用液压缸作为动力元件驱动四足机器人横向运动。上述四足机器人专利仅仅局限在单独的横向或者纵向的运动，不能够实现同时与横向纵向有一定角度的方向运动，也未设计适应这种运动的腰关节。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述现有的技术缺陷，提供了一种基于气缸四足多方向运动机器人，本发明灵活性好、运动方向多、运动方向自由切换等。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于气缸四足多方向运动机器人系统，它包括：
一种基于气缸的四足多方向运动机器人，其特征在于，该机器人包括腰关节和支腿一、支腿二、支腿三和支腿四，所述的四个支腿可转动连接在所述的腰关节上；
所述的腰关节包括支腿固定板一、腰关节固定板一、腰关节气缸一、腰关节气缸二、腰关节气缸三、腰关节气缸四、腰关节气缸五、腰关节气缸六、腰关节固定板二、椎骨一、椎骨二、椎骨三、腰关节固定板三、腰关节气缸七、腰关节气缸八、腰关节气缸九、腰关节气缸十、腰关节气缸十一、腰关节气缸十二、腰关节固定板四和支腿固定板二，所述的腰关节固定板一和腰关节固定板二之间可转动地连接腰关节气缸一、腰关节气缸二、腰关节气缸三、腰关节气缸四、腰关节气缸五、腰关节气缸六，所述的腰关节固定板二、椎骨一、椎骨二、椎骨三、腰关节固定板三依次可转动连接，所述的腰关节固定板三和腰关节固定板四之间可转动地连接腰关节气缸七、腰关节气缸八、腰关节气缸九、腰关节气缸十、腰关节气缸十一、腰关节气缸十二，且所述的支腿固定板一固定连接在腰关节固定板一的上端，所述的支腿固定板二固定连接在腰关节固定板四的上端；
所述的支腿一包括摆动气缸、支腿第一气缸支撑架、固定板一、支腿第一气缸、支腿第二气缸、支腿第一段、支腿第二段，所述的支腿第一气缸支撑架固定连接在所述的固定板一的一端，所述的固定板一的另一端与所述的支腿第一段的一端可转动连接，所述的支腿第一段的另一端与所述的支腿第二段的一端可转动连接；所述的支腿第一气缸的无杆腔与所述的支腿第一气缸支撑架可转动连接，有杆腔与所述的支腿第一段的另一端可转动连接；所述的支腿第二气缸的无杆腔与所述的支腿第一段的一端固定连接，有杆腔与所述的支腿第二段的一端可转动连接；所述的摆动气缸固定在支腿固定板一上，且摆动气缸的轴与所述的固定板一的一端固定连接；
所述的支腿二、支腿三和支腿四与所述的支腿一结构和连接方式完全相同，且所述的支腿二与支腿一关于所述的腰关节对称分布，支腿三和支腿四关于所述的腰关节对称分布。
优选地，所述的固定板一与所述的支腿第一段的一端通过连接件一可转动连接。
优选地，所述的支腿第一气缸的有杆腔通过杆端关节轴承一、连接件二与支腿第一段可转动连接。
优选地，所述的支腿第二气缸的有杆腔通过杆端关节轴承二、连接件四与支腿第二段可转动连接。
优选地，所述的支腿第一段的另一端与所述的支腿第二段的一端通过连接件三可转动连接。
优选地，所述的腰关节气缸一、腰关节气缸二、腰关节气缸三、腰关节气缸四、腰关节气缸五、腰关节气缸六结构相同。
优选地，所述的腰关节气缸七、腰关节气缸八、腰关节气缸九、腰关节气缸十、腰关节气缸十一、腰关节气缸十二结构相同。
本发明的有益效果是：
1.本发明可以实现四足机器人横向、纵向以及多个方向的运动。
2.本发明利用多个气缸驱动的四足机器人可以实现任意方向角度的运动自由切换；
3.本发明利用多个气缸设计的四足机器人腰关节，能够适应四足机器人任意方向角度的需要。
附图说明
图1是四足机器人横向运动机械机构图；
图2是四足机器人腰关节机械机构图；
图3是四足机器人单支腿机械机构图；
图4是四足机器人纵向运动机械机构图；
图中：支腿一1、腰关节固定板一2、支腿固定板一3、支腿二4、腰关节气缸一5、腰关节气缸二6、腰关节气缸三7、腰关节固定板二8、腰关节气缸四9、腰关节气缸五10、腰关节气缸六11、椎骨一12、椎骨二13、椎骨三14、腰关节固定板三15、腰关节气缸七16、腰关节气缸八17、腰关节气缸九18、腰关节气缸十19、腰关节气缸十一20、腰关节气缸十二21、腰关节固定板四22、支腿固定板二23、支腿三24、支腿四25、摆动气缸26、支腿第一气缸支撑架27、支腿第一气缸28、连接件一29、固定板一30、杆端关节轴承一31、连接件二32、支腿第二气缸33、支腿第一段34、杆端关节轴承二35、连接件三36、支腿第二段37、连接件四38。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2、3、4所示，本发明基于气缸四足多方向运动机器人包括：支腿一1、腰关节固定板一2、支腿固定板一3、支腿二4、腰关节气缸一5、腰关节气缸二6、腰关节气缸三7、腰关节固定板二8、腰关节气缸四9、腰关节气缸五10、腰关节气缸六11、椎骨一12、椎骨二13、椎骨三14、腰关节固定板三15、腰关节气缸七16、腰关节气缸八17、腰关节气缸九18、腰关节气缸十19、腰关节气缸十一20、腰关节气缸十二21、腰关节固定板四22、支腿固定板二23、支腿三24、支腿四25、摆动气缸26、支腿第一气缸支撑架27、支腿第一气缸28、连接件一29、固定板一30、杆端关节轴承一31、连接件二32、支腿第二气缸33、支腿第一段34、杆端关节轴承二35、连接件三36、支腿第二段37、连接件四38。
腰关节固定板一2和腰关节固定板二8之间可转动地连接腰关节气缸一5、腰关节气缸二6、腰关节气缸三7、腰关节气缸四9、腰关节气缸五10、腰关节气缸六11，腰关节固定板二8、椎骨一12、椎骨二13、椎骨三14、腰关节固定板三15依次可转动连接，腰关节固定板三15和腰关节固定板四22之间可转动地连接腰关节气缸七16、腰关节气缸八17、腰关节气缸九18、腰关节气缸十19、腰关节气缸十一20、腰关节气缸十二21，且支腿固定板一5固定连接在腰关节固定板一2的上端，支腿固定板二23固定连接在腰关节固定板四22的上端；
以支腿一1为例说明支腿连接情况：支腿第一气缸支撑架27固定连接在固定板一30的一端，所述的固定板一30的另一端通过连接件一29与支腿第一段34的一端可转动连接，支腿第一段34的另一端与所述的支腿第二段37的一端通过连接件三36可转动连接；支腿第一气缸28的无杆腔与所述的支腿第一气缸支撑架27可转动连接，有杆腔通过杆端关节轴承一31、连接件二32与支腿第一段34的另一端可转动连接；支腿第二气缸33的无杆腔与所述的支腿第一段34的一端固定连接，有杆腔通过杆端关节轴承二35、连接件四38与支腿第二段37的一端可转动连接；摆动气缸26固定在支腿固定板一3上，且摆动气缸26的轴与所述的固定板一30的一端固定连接；
优选地，支腿二4、支腿三24和支腿四25与支腿一1结构和连接方式完全相同，且支腿二4与支腿一1关于所述的腰关节对称分布，支腿三24和支腿四25关于所述的腰关节对称分布。
优选地，腰关节气缸一5、腰关节气缸二6、腰关节气缸三7、腰关节气缸四9、腰关节气缸五10、腰关节气缸六11结构相同。
优选地，腰关节气缸七16、腰关节气缸八17、腰关节气缸九18、腰关节气缸十19、腰关节气缸十一20、腰关节气缸十二21结构相同。
以支腿一1为例说明支腿的运动情况，当支腿一1需要调整运动方向时，支腿二4、支腿三24、支腿四25不动，起到支撑作用，支腿二4、支腿三24、支腿四25需要调整角度时情况相似，其他三个支腿不动起到支撑的作用。摆动气缸26带动支腿一1进行旋转，支腿第一气缸28驱动支腿第二气缸33、支腿第一段34、杆端关节轴承二35、连接件三36、支腿第二段37、连接件四38相对于固定板一30摆动，支腿第二气缸33则驱动支腿第二段37相对于支腿第一段34摆动。
腰关节气缸一5、腰关节气缸二6、腰关节气缸三7、腰关节气缸四9、腰关节气缸五10、腰关节气缸六11则驱动腰关节固定板二8、椎骨一12、椎骨二13、椎骨三14，腰关节气缸七16、腰关节气缸八17、腰关节气缸九18、腰关节气缸十19、腰关节气缸十一20、腰关节气缸十二21则驱动腰关节固定板三15、椎骨一12、椎骨二13、椎骨三14。根据支腿一1、支腿二4、支腿三24、支腿四25实际运动角度的需要进行调整。
本发明，通过控制各模拟气缸，实现气缸四足多方向运动机器人位姿的控制，并且可以实现精确的轨迹控制，本发明拥有其他四足机器人无法比拟的优势。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。