一种具有双缓冲结构的轮足腿及轮足机器人
2025-02-27 20:23
No.1344766882884100096
技术概要
PDF全文
一种具有双缓冲结构的轮足腿及轮足机器人,它涉及机器人技术领域。本技术为解决现有轮足式机器人弹性元件尺寸小、缓冲行程受限问题引起的缓冲性能不足的问题。本发明缓冲式轮足腿包括膝关节电机、膝关节曲柄、膝关节连杆、大腿、小腿、轮毂电机、膝关节缓冲机构和腿部缓冲机构,膝关节电机的膝关节电机输出轴与膝关节曲柄的一端固接,膝关节曲柄的另一端通过膝关节连杆与小腿的上端转动连接,大腿的上端通过大腿法兰与膝关节电机固接,大腿的下端与小腿的上侧转动连接,小腿的下端与轮毂电机连接,膝关节缓冲机构设置在大腿与膝关节曲柄之间,实现膝关节的缓冲,腿部缓冲机构设置在大腿与小腿之间,实现腿部的缓冲。本发明用于足式机器人。
背景技术
四足机器人在自身落足点的选择上更加自由,可以越过与自身腿长相近的障碍,故四足机器人在克服障碍方面具有较好的性能。足式机器人对崎岖地形的适应性强,通过设计,足式结构可以实现跳跃、越障、攀爬等动作,在复杂地形移动。但足式机器人能量效率低,整体结构较为复杂,在平坦地形下移动速度慢,应用范围受限。在平坦地形上,轮式机器人移动速度快,能耗低,能量效率高。但对于自然环境而言,轮式机器人的适应性差,对路面平整度要求高。在陆地环境,如森林、山脉和其他没有平坦地形的环境中,由于轮子半径和悬架行程有限,轮式机器人的通行能力通常不如其他结构有效,在面对松软地形、沟壑或者障碍物时难以通过。而轮足式机器人将足式结构和轮式结构的优势结合,既能保证机器人在平坦地形上的高速高效移动,又能提高机器人对各种崎岖地形的适应能力,完成各种复杂任务。当轮足式机器人轮式移动时,会受到来自地面的冲击,故需要相应的缓冲机构来减少对机器人结构的冲击力;当轮足式机器人足式移动时,在移动、跳跃或者高处下落的情况下,通过结构的缓冲可以与缓冲控制策略配合,进一步降低对结构的冲击力。 现有的轮足式机器人由于应用场景、结构设计不同,有些并没有设计缓冲机构,有些通过在关节处安装扭簧实现减震,也有在关节处通过连杆连接拉簧实现缓冲。在关节处增加缓冲机构,其缓冲行程主要取决于关节转角,由于关节处空间较为有限,安装缓冲机构尺寸受限,弹性元件尺寸小,缓冲性能不足,还增加了关节处的整体尺寸,影响机器人整体的紧凑性。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
高良  许毓锐  高靖松  朱延河  赵杰
技术所属: 哈尔滨工业大学
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