一种仿生四足机器人单腿结构

本发明涉及机器人腿，尤其涉及一种仿生四足机器人单腿结构。

背景技术：

1、足式机器人凭借其离散式支撑运动，在复杂地形和不可预知环境中表现出极强的适应性和运动灵活性，在矿产采掘、星际表面探测、抢险救灾和军事侦查等国民经济和国防建设等各个领域有着广泛的应用前景。高速和高机动性是足式机器人的发展趋势之一，而作为足式机器人重要运动支撑系统的机器人腿，直接决定了机器人的运动学和动力学特征，对足式机器人高速高机动性有着重要影响。以常见四足哺乳动物“狗”生物腿为仿生原型，基于其生物“骨骼-肌肉”解剖特性和“骨骼-肌肉”集成运动特性，面向奔跑运动的仿生四足机器人腿的设计是足式机器人的另一发展趋势。

2、申请号cn202321740314.6提供一种基于青蛙腿原理的弹跳机器人，包括腿部躯干体，在腿部躯干体上设有脚部组件、弹跳组件和触发组件；腿部躯干体包括若干个首尾相铰接的连杆件；弹跳组件包括跳弹连接座、弹性组件，跳弹连接座分别设置于首端及尾端的连杆件，弹性组件处于两跳弹连接座之间并与其铰接；触发组件包括设于首端的连杆件上的触发驱动装置，触发驱动装置的驱动端作用处于尾端的连杆件并与处于首端的连杆件之间发生角度改变；脚部组件设于尾端的连杆件。通过设置的触发驱动装置通过作用第三连杆件并与第一连杆件之间发生角度改变，从而达到控制弹性组件以及整体的腿部躯干体的机构形态，实现类蛙腿式弹跳的效果。

3、上述技术，在实践中，通过点击驱动扭簧，其触发效率较低，不便于实现对仿生腿的连续动作。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种仿生四足机器人单腿结构，解决常规仿生四足机器人单腿结构不便于实现连续小步幅或跑步的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种仿生四足机器人单腿结构，包括：

4、大腿骨，其通过大腿转套铰接在机架上，并通过设置在所述机架内的曲柄连杆机构驱动摆动；

5、小腿骨，其通过小腿铰接轴铰接在所述大腿骨的下端部，并通过小腿连杆与可转动地设置在所述机架的小腿驱动盘和电机进行驱动；

6、脚掌，其铰接在所述小腿骨下端部，并与所述小腿骨下端部之间设置有缓冲簧。

7、进一步的，其中在所述电机的驱动轴上设置有一偏心齿轮；利用偏心齿轮，以实现往复式摆动驱动；

8、所述小腿驱动盘为铜锣形，其内凹面的内周壁开设有与所述偏心齿轮啮合适配的内齿，在其光滑一面的中部设置有铰接座，并在所述铰接座上铰接有小腿连杆；其中借助小腿驱动盘和偏心齿轮啮合微调，便于根据偏心齿轮的转动，实现对输送小腿驱动盘的精细动作调节；

9、其中所述小腿连杆的下端与所述小腿骨的上端部铰接连接，用于带动所述小腿骨相对大腿骨偏转，并配合大腿骨实现小步走。

10、再进一步的，其中在所述大腿骨的外壁设置有用于对所述小腿连杆进行限位的限位套；其中借助限位套实现对小腿连杆的有效限位，能够满足小腿连杆的适当偏转活动；

11、所述小腿连杆为一扁平杆，所述限位套为与所述小腿连杆厚度方向适配的片平槽；

12、并在所述小腿连杆上且位于所述铰接座与所述限位套之间套设有回位簧；其中借助所述回位簧实现对所述小腿连杆的缓冲调节。

13、再进一步的，所述曲柄连杆机构包括设置在所述机架上的伺服电机、通过花键设置在所述伺服电机动力输出轴上的大腿驱动盘、以及铰接连接所述大腿驱动盘的边沿和所述大腿骨上大腿铰接座的大腿连杆，从而带动所述大腿骨进行摆动，以配合小腿骨和脚掌实现奔跑动作。

14、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

15、本申请中利用可以大幅度摆动曲柄连杆机构和伺服电机，以调节所述大腿骨大幅度和高度摆动，类似于高抬腿；同时还借助偏心齿轮、小腿驱动盘和小腿连杆，可以带动小腿骨的小幅度摆动，可以配合大腿骨实现慢走或快跑的动作，且切换快捷。

技术特征：

1.一种仿生四足机器人单腿结构，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的仿生四足机器人单腿结构，其特征在于：其中在所述电机(604)的驱动轴(603)上设置有一偏心齿轮(602)；

3.根据权利要求2所述的仿生四足机器人单腿结构，其特征在于：其中在所述大腿骨(3)的外壁设置有用于对所述小腿连杆(7)进行限位的限位套(702)；

4.根据权利要求1所述的仿生四足机器人单腿结构，其特征在于：所述曲柄连杆机构包括设置在所述机架(1)上的伺服电机(903)、通过花键设置在所述伺服电机(903)动力输出轴上的大腿驱动盘(9)、以及铰接连接所述大腿驱动盘(9)的边沿和所述大腿骨(3)上大腿铰接座(902)的大腿连杆(901)，从而带动所述大腿骨(3)进行摆动，以配合小腿骨(4)和脚掌(5)实现奔跑动作。

技术总结本发明公开了一种仿生四足机器人单腿结构，包括大腿骨、小腿骨、脚掌：大腿骨通过大腿转套铰接在机架上，并通过设置在所述机架内的曲柄连杆机构驱动摆动；小腿骨通过小腿铰接轴铰接在所述大腿骨的下端部，并通过小腿连杆与可转动地设置在所述机架的小腿驱动盘和电机进行驱动；脚掌铰接在所述小腿骨下端部，并与所述小腿骨下端部之间设置有缓冲簧。本申请中利用可以大幅度摆动曲柄连杆机构和伺服电机，以调节所述大腿骨大幅度和高度摆动，类似于高抬腿；同时还借助偏心齿轮、小腿驱动盘和小腿连杆，可以带动小腿骨的小幅度摆动，可以配合大腿骨实现慢走或快跑的动作，且切换快捷。技术研发人员：王骥月,张震,杨钰娟,穴皓月,魏金占,朱兆旻受保护的技术使用者：桂林航天工业学院技术研发日：技术公布日：2024/6/23