一种四足爬行机器人装置

1.本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种四足爬行机器人装置。


背景技术：

2.机器人竞技比赛中规定必须有仿生机器人，仿生机器人需要快速稳定的获取火种并将火种转运投放到大火炬燃料盘，仿生机器人的运动速度以及稳定性对竞赛的影响很大，而现有的仿生机器人多为两足或四足，两足的稳定性差，四足机器人只能行走，行走时不协调无法，不能连续运动。


技术实现要素：

3.本发明提供一种四足爬行机器人装置，用于解决现有技术四足机器人行走不协调的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种四足爬行机器人装置，包括爬行基座，爬行基座设有两个爬行腿机构组，各爬行腿机构组之间平行间隔设置；每个爬行腿机构组包括两个间隔设置的爬行腿机构；所述爬行腿机构，包括第一旋转结构、第二旋转结构和爬行腿；第一旋转结构与爬行基座连接并相对爬行基座转动，第一旋转结构的旋转部与第二旋转结构连接并带动第二旋转结构转动，第二旋转结构的旋转部与爬行腿连接，第一旋转结构的旋转轴线与第二旋转结构的旋转轴线垂直。本发明通过对角线的爬行腿机构同步运动的交替方式来实现连续爬行，而且通过第一旋转结构和第二旋转结构的配合还可以将爬行腿完全折叠起来。
5.作为本发明的一种优选方案，所述第一旋转结构的旋转轴线为水平轴线；第二旋转结构的旋转轴线为竖直轴线；且爬行腿的设置方向与第二旋转结构的旋转轴线平行。在爬行时，第一旋转结构先转动将爬行腿抬起，第二旋转结构再转动将爬行腿前移，前移后第一旋转结构复位将爬行腿放下，实现一步爬行，对角线式同步运动，在保证机器人稳定的前提下，还能跨步爬行，提升移动的速度，而且第一旋转结构和第二旋转结构的旋转动力件都是使用舵机。
6.作为本发明的优选方案，所述第一旋转结构的旋转轴线为竖直轴线；第二旋转结构的旋转轴线为水平轴线；且爬行腿的设置方向与第二旋转结构的旋转轴线垂直。在爬行时，第二旋转结构先转动将爬行腿抬起，第一旋转结构再转动将爬行腿前移，前移后第二旋转结构复位将爬行腿放下，实现一步爬行，对角线式同步运动，在保证机器人稳定的前提下，还能跨步爬行，提升移动的速度，而且第一旋转结构和第二旋转结构的旋转动力件都是使用舵机。
7.作为本发明的优选方案，所述第一旋转结构，包括第一旋转动力件和第一旋转连接件，第一旋转动力件安装在爬行基座上，第一旋转动力件的旋转部与第一旋转连接件连接并带动第一旋转连接件转动。第一旋转动力件是舵机，第一旋转连接件为u型板。
8.作为本发明的优选方案，所述第二旋转结构，包括第二旋转动力件、第二旋转连接
件和爬行腿安装件，第二旋转连接件与第一旋转连接件固定连接，第二旋转动力件与第二旋转连接件连接并相对第二旋转连接件转动；爬行腿安装件与第二旋转动力件固定连接且爬行腿安装件的安装端面位于第二旋转动力件下方；爬行腿与爬行腿安装件的安装端面固定连接。第二旋转动力件使用舵机，第二旋转连接件使用u型板，u型板给第二旋转动力件的旋转提供让位，并且还能起到限定旋转角度的作用。
9.作为本发明的优选方案，本发明中是采用不同爬行腿机构组中位于对角线上的爬行腿机构同步动作实现爬行，第二旋转动力件转动带动爬行腿绕水平轴线转动，将爬行腿抬起；第一旋转动力件转动并通过第一旋转连接件带动第二旋转结构转动，使第二旋转结构绕竖直轴线转动，将抬起的爬行腿前移或后移；第二旋转动力件反向转动带动爬行腿绕水平轴线反向转动，将爬行腿放下，对角线上的爬行腿机构交替操作，完成爬行功能。使用舵机带动，反应灵敏，能够加快爬行的速度，而且对角式运动也提升了整体的稳定性。
10.作为本发明的优选方案，本发明不仅可以爬行还可以将爬行腿折叠收纳，各爬行腿机构配合动作还能实现爬行腿折叠；折叠时，第二旋转动力件转动带动爬行腿绕水平轴线转动，将爬行腿抬起并处于水平位置；第一旋转动力件转动并通过第一旋转连接件带动第二旋转结构转动，使第二旋转结构绕竖直轴线转动，将抬起的爬行腿折叠在爬行基座处。本发明中采用同一直线上的两爬行腿机构的爬行腿相对折叠在两爬行腿机构之间，折叠时，四个爬行腿机构可以同步动作，节省时间。
11.作为本发明的优选方案，在爬行基座上安装有抓取机构，所述抓取机构包括抓取支架、夹爪倾斜旋转结构和夹爪结构；抓取支架安装在爬行基座上，在抓取支架上部安装有夹爪倾斜旋转结构，夹爪倾斜旋转结构的旋转部与夹爪结构连接并改变夹爪结构的倾斜角度，抓取机构用于抓取比赛中的火种并转运，夹爪结构可以开合将火种抓取和放开，夹爪倾斜旋转结构能够带着夹爪结构改变倾斜角度，以便适用不同放置位置的火种以及保证转运过程中火种不会掉落。
12.作为本发明的优选方案，所述夹爪倾斜旋转结构，包括倾斜旋转基板和倾斜旋转动力件；倾斜旋转基板安装在抓取支架上，倾斜旋转动力件安装在倾斜旋转基板上，且倾斜旋转动力件的旋转轴为水平旋转轴；所述夹爪结构，包括夹爪基板、夹爪开合动力件、夹爪开合主动轮和两个相对设置的夹爪组件，夹爪组件，包括夹爪、夹爪开合从动轮、夹爪开合转轴；夹爪基板与倾斜旋转动力件的旋转输出部连接，夹爪开合动力件安装在夹爪基板上，且夹爪开合动力件的旋转轴为竖向旋转轴，旋转轴上安装有夹爪开合主动轮，夹爪开合主动轮与一个夹爪组件的夹爪开合从动轮传动连接，夹爪开合从动轮安装在夹爪开合转轴上，夹爪与夹爪开合从动轮连接并随夹爪开合从动轮绕夹爪开合转轴转动；且两个夹爪组件的夹爪开合从动轮传动连接。倾斜旋转动力件和夹爪开合动力件都采用舵机，夹爪开合动力件带动夹爪开合主动轮转动，夹爪开合主动轮与夹爪开合从动轮啮合，两个夹爪开合从动轮自身也啮合，实现两个夹爪的同步靠近或远离。
13.作为本发明的优选方案，在爬行基座上设有用于与外部设备连接的锁紧机构。当爬行机器人的爬行基座位于外部设备上后，爬行腿都被折叠收起，锁紧机构将爬行基座稳定的固定在外部设备上，避免爬行机器人的脱离。
14.本发明通过对角线的爬行腿机构同步运动的交替方式来实现连续爬行，并且通过第一旋转结构和第二旋转结构的配合还可以将爬行腿完全折叠起来，并且所有的动力件都
使用舵机带动，反应灵敏，能够加快爬行和折叠的速度，而且对角式运动也提升了整体的稳定性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图2为本发明爬行腿机构的结构示意图。
18.图3为本发明抓取机构的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.实施例：一种四足爬行机器人装置，如图1所示，包括爬行基座1，爬行基座1设有两个爬行腿机构组，各爬行腿机构组之间平行间隔设置；每个爬行腿机构组包括两个间隔设置的爬行腿机构；本实施例中国，爬行腿机构组是沿爬行基座长度方向设置的两个爬行腿机构。
21.所述爬行腿机构2，如图2所示，包括第一旋转结构21、第二旋转结构22和爬行腿23。
22.第一旋转结构21，包括第一旋转动力件211和第一旋转连接件212，第一旋转动力件是舵机，第一旋转连接件为u型板。
23.第一旋转动力件211安装在爬行基座1上并相对爬行基座，第一旋转动力件211的旋转部与第一旋转连接件212连接并带动第一旋转连接件212转动，且第一旋转动力件的旋转轴线是竖直轴线。
24.所述第二旋转结构22，包括第二旋转动力件221、第二旋转连接件222和爬行腿安装件223，第二旋转动力件使用舵机，第二旋转连接件222和爬行腿安装件223使用u型板。u型板给第二旋转动力件的旋转提供让位，并且还能起到限定旋转角度的作用。
25.第二旋转连接件222与第一旋转连接件212固定连接，第二旋转动力件221与第二旋转连接件222连接并相对第二旋转连接件222转动；第二旋转动力件222的旋转轴线为水平轴线，与第一旋转动力件的旋转轴线垂直。
26.爬行腿安装件223与第二旋转动力件221固定连接且爬行腿安装件223的安装端面位于第二旋转动力件下方；爬行腿23与爬行腿安装件223的安装端面固定连接，爬行腿23的设置方向与第二旋转动力件221的旋转轴垂直。
27.为了实现火种的转运，在爬行基座1上安装有抓取机构，如图3所示，所述抓取机构包括抓取支架31、夹爪倾斜旋转结构32和夹爪结构33；抓取支架31安装在爬行基座1上，在
抓取支架31上部安装有夹爪倾斜旋转结构32，夹爪倾斜旋转结构32的旋转部与夹爪结构连接并改变夹爪结构的倾斜角度，抓取机构用于抓取比赛中的火种并转运，夹爪结构可以开合将火种抓取和放开，夹爪倾斜旋转结构能够带着夹爪结构改变倾斜角度，以便适用不同放置位置的火种以及保证转运过程中火种不会掉落。
28.具体的，所述夹爪倾斜旋转结构32，包括倾斜旋转基板321和倾斜旋转动力件322；倾斜旋转基板321安装在抓取支架31上，倾斜旋转动力件322安装在倾斜旋转基板321上，且倾斜旋转动力件322的旋转轴为水平旋转轴。
29.所述夹爪结构33，包括夹爪基板331、夹爪开合动力件332、夹爪开合主动轮333和两个相对设置的夹爪组件；夹爪组件，包括夹爪334、夹爪开合从动轮335、夹爪开合转轴336；夹爪基板331与倾斜旋转动力件322的旋转输出部连接，夹爪开合动力件332安装在夹爪基板331上，且夹爪开合动力件332的旋转轴为竖向旋转轴，旋转轴上安装有夹爪开合主动轮333，夹爪开合主动轮333与一个夹爪组件的夹爪开合从动轮335传动连接，夹爪开合从动轮335安装在夹爪开合转轴336上，夹爪334与夹爪开合从动轮335连接并随夹爪开合从动轮335绕夹爪开合转轴336转动；且两个夹爪组件的夹爪开合从动轮335传动连接。倾斜旋转动力件322和夹爪开合动力件332都采用舵机，夹爪开合动力件带动夹爪开合主动轮转动，夹爪开合主动轮与夹爪开合从动轮啮合，两个夹爪开合从动轮自身也啮合，实现两个夹爪的同步靠近或远离。
30.而为了与其他设备连接，在爬行基座1上设有用于与外部设备连接的锁紧机构。当爬行机器人的爬行基座位于外部设备上后，爬行腿都被折叠收起，锁紧机构将爬行基座稳定的固定在外部设备上，避免爬行机器人的脱离，可以采用电磁铁吸附。
31.本发明通过对角线的爬行腿机构同步运动的交替方式来实现连续爬行，而且通过第一旋转结构和第二旋转结构的配合还可以将爬行腿完全折叠起来。
32.本发明中是采用位于对角线上的爬行腿机构2同步动作实现爬行，第二旋转动力件221转动带动爬行腿23绕水平轴线转动，将爬行腿抬起；第一旋转动力件211转动并通过第一旋转连接件带动第二旋转结构转动，使第二旋转结构绕竖直轴线转动，将抬起的爬行腿23前移或后移；第二旋转动力件221反向转动带动爬行腿23绕水平轴线反向转动，将爬行腿放下，对角线上的爬行腿机构交替操作，完成爬行功能。使用舵机带动，反应灵敏，能够加快爬行的速度，而且对角式运动也提升了整体的稳定性。
33.当需要将爬行腿折叠时，各爬行腿机构2配合动作实现爬行腿折叠；折叠时，第二旋转动力件221转动带动爬行腿23绕水平轴线转动，将爬行腿抬起并处于水平位置；第一旋转动力件211转动并通过第一旋转连接件带动第二旋转结构转动，使第二旋转结构绕竖直轴线转动，将抬起的爬行腿23折叠在爬行基座处。本发明中采用同一直线上的两爬行腿机构2的爬行腿相对折叠在两爬行腿机构2之间，折叠时，四个爬行腿机构可以同步动作，节省时间。
34.当然，还可以使用所述第一旋转结构21的旋转轴线为水平轴线；第二旋转结构22的旋转轴线为竖直轴线；且爬行腿的设置方向与第二旋转结构的旋转轴线平行的方式来实现爬行和折叠。在爬行时，第一旋转结构先转动将爬行腿抬起，第二旋转结构再转动将爬行腿前移，前移后第一旋转结构复位将爬行腿放下，实现一步爬行，对角线式同步运动，在保证机器人稳定的前提下，还能跨步爬行，提升移动的速度，而且第一旋转结构和第二旋转结
构的旋转动力件都是使用舵机。
35.本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。