CN109909982A - 一种基于4-rps并联机构的爬行机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于‑RPS并联机构的爬行机器人，包括躯干、四个结构相同的第一足、第二足、第三足和第四足，所述躯干的底部四角依次铰接第一足、第二足、第三足和第四足，每个所述足包括四个电动伸缩杆，四个所述电动伸缩杆铰接在动平台上，所述动平台底部设有足底；结合了并联机构承载力大和电动推杆控制精准、传动平稳的优点，使得机器人灵敏度高、结构稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于4-RPS并联机构的爬行机器人，属于爬行机器人技术领域。
背景技术
四足机器人相比双足机器人而言具有稳定性好和负载能力大的优点,与多足机器人相比则具有控制简单、冗余结构少的特点,因此四足机器人成为当前机器人研究领域的热点。但现有的爬行四足机器人只能离散地调节爬行的方向，不能实现360°任意方向移动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于4-RPS并联机构的爬行机器人，以解决现有技术中导致的上述不能实现360°任意方向移动的缺陷。
一种基于-RPS并联机构的爬行机器人，包括躯干、四个结构相同的第一足、第二足、第三足和第四足，所述躯干的底部四角依次铰接第一足、第二足、第三足和第四足，每个所述足包括四个电动伸缩杆，四个所述电动伸缩杆铰接在动平台上，所述动平台底部设有足底。
优选的，所述躯干的底部四角皆设有定平台，所述定平台的底部四角皆设有铰支座，所述铰支座与电动伸缩杆铰接。
优选的，所述定平台通过螺栓与躯体连接，所述铰支座通过螺栓与定平台连接。
优选的，所述电动伸缩杆底端各自连接有球头，所述球头各自铰接有球铰支座，四个所述球铰支座固定在定平台的四角。
优选的，所述动平台底部中心与足底之间连接有弹簧。
优选的，每个所述足的四个电动伸缩杆对称设置。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、通过调节四个电动推杆的伸缩方向和速度可以使足底末端得到不同的轨迹，实现任意方向的移动，在一定的方向通过调节轨迹改变机器人整体爬行速度。
2、四个足彼此独立，爬行时可以通过控制时序，使四个足的运动相位有差异，实现多种步态。
3、结合了并联机构承载力大和电动推杆控制精准、传动平稳的优点，使得机器人灵敏度高、结构稳定性好。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的足部机构结构图；
图3为本发明的足部机构爆炸视图；
图4为本发明的并联机构及其支链分布结构图；
图5为本发明的足部机构运动轨迹图。
图中：1、第一足，2、第二足，3、第三足，4、第四足，5、躯干，11、定平台，12、铰支座，13、电动伸缩杆，15、球头，16、球铰支座，17、动平台，18、弹簧，19、足底。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图4所示公开了一种基于4-RPS并联机构的爬行机器人，包括躯干5、四个结构相同的第一足1、第二足2、第三足3和第四足4，每个足在空间的位置朝向完全相同，所述躯干5的底部四角依次铰接第一足1、第二足2、第三足3和第四足4，每个所述足包括四个电动伸缩杆13，四个所述电动伸缩杆13铰接在动平台17上，所述动平台17底部设有足底19。
具体的，所述躯干5的底部四角皆设有定平台11，所述定平台11的底部四角皆设有铰支座12，铰支座12通过螺栓固定在定平台11底部，并且螺栓的端部与铰支座12平齐，不会影响与固定座12的安装，所述铰支座12与电动伸缩杆13铰接，四个铰支座12分别与四个电动伸缩杆13通过销连接构成转动副。
具体的，所述定平台11通过螺栓与躯体5连接，所述铰支座12通过螺栓与定平台11连接。
具体的，所述电动伸缩杆13底端各自连接有球头15，所述球头15各自铰接有球铰支座16，四个所述球铰支座16固定在定平台11的四角，四个球头15与四个球铰支座16通过过盈配合连接成球面副。
具体的，所述动平台11底部中心与足底19之间连接有弹簧18，可以减少足底19与地面的缓冲。
具体的，每个所述足的四个电动伸缩杆13对称设置，每个足各有四个电动伸缩杆13，顶部大，底部小，；每两根电动伸缩杆13对称设置，第一足1、第二足2、第三足3和第四足4，每两根足之间对称设置，使整个装置更加稳定。
爬行时，可以通过控制时序，使四个足的运动相位有差异，实现多种步态，而且通过调节四个电动伸缩杆13的方向和速度可以使足底17末端得到不同的轨迹，实现任意方向的移动，在一定的方向通过调节轨迹改变机器人整体爬行速度。
下面以以a-c方向向左前进为例，结合图4-图5说明。
当a处电动伸缩杆13伸长，c处电动伸缩杆13收缩，b处电动伸缩杆13和d处电动伸缩杆13等速收缩且收缩速度小于c处电动伸缩杆，动平面左下右上倾斜，向后蹬地，经历附图5中A过程,当a处电动伸缩杆13、b处电动伸缩13、c处电动伸缩杆13、d处电动伸缩杆13均收缩，且a处电动伸缩杆13的收缩速度大于c处电动伸缩杆13的收缩速度，b处电动伸缩杆13和d处电动伸缩杆13等速收缩，收缩速度介于a处电动伸缩杆13和c处电动伸缩杆13之间，经历附图5中B过程；当a处电动伸缩杆13、b处电动伸缩杆13、c处电动伸缩杆13、d处电动伸缩杆13均伸长，且c处电动伸缩杆13伸长速度大于a处电动伸缩杆13的伸长速度，b处电动伸缩杆13和d处电动伸缩杆13等速伸长，伸长速度介于a处电动伸缩杆13和c处电动伸缩杆13之间，动平面左上右下倾斜，经历附图5中C过程；当c处电动伸缩杆13收缩，a处电动伸缩杆13伸长，b处电动伸缩杆13和d处电动伸缩杆13等速伸长且伸长速度小于a处电动伸缩杆13，回归原位，经历附图5中D过程；以A-B-C-D四个过程为一个周期，循环往复，实现连续不断向前行走。爬行时，通过控制时序，使四个足的运动相位有差异，实现多种步态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，包括躯干（5）、四个结构相同的第一足（1）、第二足（2）、第三足（3）和第四足（4），所述躯干（5）的底部四角依次铰接第一足（1）、第二足（2）、第三足（3）和第四足（4），每个所述足包括四个电动伸缩杆（13），四个所述电动伸缩杆（13）铰接在动平台（17）上，所述动平台（17）底部设有足底（19）。
2.根据权利要求1所述的基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，所述躯干（5）的底部四角皆设有定平台（11），所述定平台（11）的底部四角皆设有铰支座（12），所述铰支座（12）与电动伸缩杆（13）铰接。
3.根据权利要求2所述的基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，所述定平台（11）通过螺栓与躯体（5）连接，所述铰支座（12）通过螺栓与定平台（11）连接。
4.根据权利要求1所述的基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，所述电动伸缩杆（13）底端各自连接有球头（15），所述球头（15）各自铰接有球铰支座（16），四个所述球铰支座（16）固定在定平台（11）的四角。
5.根据权利要求1所述的基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，所述动平台（11）底部中心与足底（19）之间连接有弹簧（18）。
6.根据权利要求1所述的基于4-RPS并联机构的爬行机器人，其特征在于，每个所述足的四个电动伸缩杆（13）对称设置。
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