本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體為一種高速四足仿生機(jī)器人及其仿生腿。

背景技術(shù)：

隨著科技得發(fā)展與進(jìn)步，四足機(jī)器人目前已廣泛應(yīng)用于災(zāi)后搜救、軍事目的等領(lǐng)域，這使得四足機(jī)器人得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

然而，目前四足機(jī)器人的的運(yùn)動(dòng)速度較低，過(guò)低的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)極大限制四足機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用。為此，科研學(xué)者已經(jīng)不滿足于機(jī)器人的低速靜態(tài)步行，而希望能夠?qū)崿F(xiàn)四足機(jī)器人的高速動(dòng)態(tài)奔跑。

目前，國(guó)內(nèi)外相繼研究開(kāi)發(fā)了很多原理樣機(jī)，但制約多足機(jī)器人技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)理論問(wèn)題并沒(méi)有得到根本的解決。因此，目前迫切需要一種能實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)態(tài)奔跑的機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)人希望通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型的四足仿生機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)四足仿生機(jī)器人的快速奔跑。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種高速四足仿生機(jī)器人及其仿生腿，包括外殼、前底盤、后底盤、四條對(duì)稱分布的高速仿生腿，即左前腿、右前腿、左后腿和右后腿，及其對(duì)應(yīng)的四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置，即左前腿傳動(dòng)裝置、右前腿傳動(dòng)裝置、左后腿傳動(dòng)裝置和右后腿傳動(dòng)裝置；其特征在于：所述左前腿和右前腿采用銷釘連接，對(duì)稱安裝在前底盤兩側(cè)，左后腿和右后腿同樣采用銷釘連接，對(duì)稱安裝在后底盤兩側(cè)；所述左前腿傳動(dòng)裝置和右前腿傳動(dòng)裝置采用螺釘固定在前底盤，左后腿傳動(dòng)裝置和右后腿傳動(dòng)裝置同樣采用螺釘后底盤，四個(gè)傳動(dòng)裝置交錯(cuò)對(duì)稱分布于底盤上；所述前底盤和后底盤固定連接，并用外殼封裝，外殼及前、后底盤均用塑料制作，外殼用卡扣扣在底盤上，防止雜物落入傳動(dòng)裝置。

所述四個(gè)交錯(cuò)分布的腿部傳動(dòng)裝置，每個(gè)腿部傳動(dòng)裝置包括三個(gè)零件，其中左前腿傳動(dòng)裝置包括左前腿傳動(dòng)電機(jī)、左前腿主動(dòng)齒輪和與之嚙合的左前腿從動(dòng)齒輪，其余三個(gè)腿部傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)相同，電機(jī)被固定在底板上，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)從動(dòng)齒輪將動(dòng)力輸入到對(duì)應(yīng)的仿生腿；所述四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置交錯(cuò)分布于底板上，其作用是使四條高速仿生腿能夠前后、左右對(duì)稱分布。

所述四條對(duì)稱分布的高速仿生腿，可實(shí)現(xiàn)奔跑的運(yùn)動(dòng)步態(tài)，每條腿包括五個(gè)零件，其中左前腿包括曲柄、主連桿、減震器、大腿連桿和小腿連桿，這五個(gè)零件之間均采用銷釘連接，是一種單自由度的六連桿機(jī)構(gòu)，其中曲柄和主連桿的材料采用鋼，大腿連桿和小腿連桿采用塑料，對(duì)應(yīng)電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力輸入到高速仿生腿，即從動(dòng)齒輪帶動(dòng)曲柄單向旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主連桿運(yùn)動(dòng)，使大腿連桿擺動(dòng)，同時(shí)配合上減震器的擺動(dòng)，最終使小腿連桿運(yùn)動(dòng)，從而使小腿連桿的端部實(shí)現(xiàn)奔跑的運(yùn)動(dòng)軌跡，其余三條仿生腿結(jié)構(gòu)相同；所述減震器的作用是，當(dāng)四足仿生機(jī)器人在奔跑時(shí)，與地面接觸應(yīng)力大，減震器可適當(dāng)減輕仿生腿和地面的沖擊；所述四條的高速仿生腿對(duì)稱安裝在底盤上，對(duì)應(yīng)的腿部傳動(dòng)裝置為高速仿生腿提供動(dòng)力，四條的高速仿生腿交錯(cuò)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四足仿生機(jī)器人的奔跑。

所述四條對(duì)稱分布的高速仿生腿與對(duì)應(yīng)的四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置連接，將電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)，輸入到高速仿生腿，仿生腿的曲柄只需單向旋轉(zhuǎn)，便可實(shí)現(xiàn)奔跑的運(yùn)動(dòng)軌跡，且四條高速仿生腿交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，模仿四足動(dòng)物奔跑的步態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)四足仿生機(jī)器人的奔跑運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型通過(guò)底盤上固定的電機(jī)，將動(dòng)力輸入到高速仿生腿，實(shí)現(xiàn)四足仿生機(jī)器人的快速奔跑，整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，便于實(shí)物樣機(jī)制作。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的高速四足仿生機(jī)器人及其仿生腿整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的腿部傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的仿生腿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的高速四足仿生機(jī)器人及其仿生腿整體示意圖。

圖5是本實(shí)用新型的仿生腿的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)軌跡。

圖中標(biāo)記：1為外殼，2為左前腿，21為曲柄，22為主連桿，23為減震器，24為大腿連桿，25為小腿連桿，3為右前腿，4為左后腿，5為右后腿，6為左前腿傳動(dòng)裝置，61為左前腿傳動(dòng)電機(jī)，62為左前腿主動(dòng)齒輪，63為左前腿從動(dòng)齒輪，7為右前腿傳動(dòng)裝置，8為左后腿傳動(dòng)裝置，9為右后腿傳動(dòng)裝置，10為電池，11為前底盤，12為后底盤。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種高速四足仿生機(jī)器人及其仿生腿，包括外殼(1)、前底盤(11)、后底盤(12)、四條對(duì)稱分布的高速仿生腿，即左前腿（2）、右前腿（3）、左后腿（4）和右后腿（5），及其對(duì)應(yīng)的四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置，即左前腿傳動(dòng)裝置（6）、右前腿傳動(dòng)裝置（7）、左后腿傳動(dòng)裝置（8）和右后腿傳動(dòng)裝置（9）；左前腿（2）和右前腿（3）對(duì)稱安裝在前底盤(11)兩側(cè)，左后腿（4）和右后腿（5）對(duì)稱安裝在后底盤(12)兩側(cè)；左前腿傳動(dòng)裝置（6）和右前腿傳動(dòng)裝置（7）交錯(cuò)安置于前底盤(11)，左后腿傳動(dòng)裝置（8）和右后腿傳動(dòng)裝置（9）交錯(cuò)安置于后底盤(12)；前底盤(11)和后底盤(12)固定連接，并用外殼(1)封裝。

如圖2所示，四個(gè)交錯(cuò)分布的腿部傳動(dòng)裝置，每個(gè)腿部傳動(dòng)裝置包括三個(gè)零件，其中左前腿傳動(dòng)裝置（6）包括左前腿傳動(dòng)電機(jī)（61）、左前腿主動(dòng)齒輪（62）和與之嚙合的左前腿從動(dòng)齒輪（63），其余三個(gè)腿部傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)相同；四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置交錯(cuò)分布于底板上，使兩側(cè)高速仿生腿對(duì)稱，為對(duì)應(yīng)的四條仿生腿提供動(dòng)力。

如圖3所示，四條對(duì)稱分布的高速仿生腿，可實(shí)現(xiàn)奔跑的運(yùn)動(dòng)步態(tài)，每條腿包括五個(gè)零件，其中左前腿（2）包括曲柄（21）、主連桿（22）、減震器（23）、大腿連桿（24）和小腿連桿（25），這個(gè)五個(gè)零件之間采用銷釘連接，構(gòu)成單自由度六桿機(jī)構(gòu)，其余三條仿生腿結(jié)構(gòu)相同；四條高速仿生腿對(duì)稱安裝在底盤上，對(duì)應(yīng)的腿部傳動(dòng)裝置為高速仿生腿提供動(dòng)力，使高速仿生腿循環(huán)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四足仿生機(jī)器人的奔跑。

如圖4所示，四條對(duì)稱分布的高速仿生腿與對(duì)應(yīng)的四個(gè)腿部傳動(dòng)裝置連接，將電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)，輸入到高速仿生腿，如圖5所示，仿生腿的曲柄只需單向旋轉(zhuǎn)，便可實(shí)現(xiàn)奔跑的運(yùn)動(dòng)軌跡，且四條高速仿生腿交錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，模仿四足動(dòng)物奔跑的步態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)四足仿生機(jī)器人的奔跑運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)便，只需要通過(guò)控制四個(gè)電機(jī)，便可實(shí)現(xiàn)高速四足仿生機(jī)器人的快速奔跑。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。