一种四足仿生行走机器人制造技术

一种四足仿生行走机器人，包括控制底座、四个结构相同的行走机构，四个行走机构分别对称设置在控制底座的两侧且与控制底座控制连接，行走机构包括横向摆转组件、纵向固定支架和行走部件，横向摆转组件的一端固定在控制底座的侧边上，另一端与纵向固定支架铰接，行走部件固定在纵向固定支架上，行走部件包括声波件、超声波件以及走足件，走足件的顶部固定有超声波件且其足端设置为爪形结构，声波件沿走足件轴向设置在超声波件的上方处，声波与超声波相互耦合并作用于走足件的足端。本发明专利技术采用了超声波和声波耦合作用的行走部件且其端部采用了三个仿生鹰爪的弯爪，可实现在一定倾角的山地、光滑岩石面上稳定支撑和行走。

【技术实现步骤摘要】
一种四足仿生行走机器人
本专利技术属于仿生
，具体涉及一种四足仿生行走机器人。
技术介绍
目前，行走机器人由于其特有的高效率、高精度、高可靠性、低能耗、低污染、低致错率等特点已广泛应用于地质勘探、考古研究、农业种植、环境侦查等
中。一般行走机器人有轮式、履带式和四足式，与轮式和履带式机器人比较，按照仿生学设计的四足行走机器人具有更高的灵活性和环境适应能力，可在野外山地中平稳地负载行走。目前四足行走机器人都是依靠电磁电机驱动腿部结构的抬腿、下落及转弯等动作，下落时依靠腿部机构的重力和惯性与地面接触，对地面的冲击力较小。同时，四足行走机器人的足端大部分为平面，在山地、岩石等环境中行走时不能牢固地抓紧地面，导致四足行走机器人容易出现打滑现象。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种四足仿生行走机器人，该行走机器人的足端将老鹰作为仿生对象设计为爪形结构，再经超声波和声波耦合作用，从而提高行走机器人的抓地效果。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种四足仿生行走机器人，包括控制底座、四个结构相同的行走机构，四个所述行走机构分别两两对称设置在所述控制底座的两侧且与所述控制底座控制连接，所述行走机构包括有横向摆转组件、纵向固定支架以及行走部件，所述横向摆转组件的一端固定在所述控制底座的侧边上，另一端与所述纵向固定支架铰接，所述行走部件固定在所述纵向固定支架上，所述行走部件包括有声波件、超声波件以及走足件，所述走足件的顶部固定有所述超声波件且其足端设置为爪形结构，所述声波件沿所述走足件轴向设置在所述超声波件的上方处，所述声波件发出的声波与所述超声波件发出的超声波相互耦合并作用于所述走足件的足端。作为优选的，所述横向摆转件包括横向固定支架、摆转支架和第一驱动电机，所述横向固定支架的一端固定在所述控制底座的侧边处，另一端与所述摆转支架通过一水平摆转副转动连接以使得所述摆转支架可相对于所述横向固定支架在水平方向上旋转，所述第一驱动电机设置在所述水平摆转副处并与所述摆转支架驱动连接。作为优选的，所述摆转支架未与所述横向固定支架连接的一端处通过一垂直摆转副与所述纵向固定支架转动连接，以使得所述纵向固定支架可相对于所述摆转支架在垂直方向旋转，所述垂直摆转副处还设置有一第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述纵向固定支架驱动连接。作为优选的，所述纵向固定支架包括有上固定板、下固定板和中间连接板，所述上固定板和所述下固定板平行设置且两者之间通过所述中间连接板固定连接，所述中间连接板背向所述上固定板和所述下固定板的侧面与所述横向摆转组件转动连接。作为优选的，所述走足件包括有阶梯杆、锥形定位块、安装板、配重块，所述下固定板的中心位置处开设有一固定通孔，所述安装板固定在所述下固定板的顶部，所述锥形定位块穿设通过所述固定通孔并与所述安装板的底面固定连接，锥形定位块未与所述安装板固定的一端固定有阶梯杆，所述阶梯杆的端部设置呈爪形结构以构成所述走足件的足端，所述安装板的顶面设置有所述超声波件且在其上固定压设有所述配重块，所述声波件设置在所述上固定板的底面处且与所述配重块之间具有传导间隙。作为优选的，所述超声波件为压电陶瓷片，所述压电陶瓷片上作用连接有一压电信号，所述压电陶瓷片、所述配重块依次堆叠固定在所述安装板的顶面。作为优选的，所述声波件包括有弹簧、套筒、钢球，所述套筒垂直设置在所述上固定板底面的中心位置处且其轴线与所述阶梯杆轴线共线，所述弹簧和所述钢球设置在所述套筒内且所述弹簧的两端分别与所述套筒的顶部、所述钢球固定连接，当所述弹簧处于初始状态时，所述钢球与所述配重块之间具有所述传导间隙。作为优选的，所述爪形结构包括至少三个弯爪，所述弯爪沿所述阶梯杆的端部外圆周均匀设置。与现有技术相比，本专利技术提供的一种四足仿生行走机器人，以鹰爪作为仿生设计对象，一方面将阶梯杆的端部仿制鹰爪的形状设计成爪形结构，另一方面在行走部件中设置了超声波件和声波件，使其两者发出的超声波和声波耦合作用在行走部件的足端，增大整个行走机构落地时对地面的冲击力，两方面共同配合使得行走机器人能够更加牢固地抓紧山地、岩石表面。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术提供的一种四足仿生行走机器人的立体结构示意图；图2为本专利技术提供的一种四足仿生行走机器人的俯视图；图3为图2中A-A方向的截面示意图；图4为图3中B部分的放大示意图；图5为本专利技术提供的一种四足仿生行走机器人中纵向固定支架和行走部件的截面示意图；图6为本专利技术提供的一种四足仿生行走机器人中纵向固定支架的立体示意图。附图中涉及的附图标记和组成部分说明：1、控制底座；2a、左上行走机构；2b、左下行走机构；3a、右上行走机构；3b、右下行走机构；4、纵向固定支架；5、横向固定支架；6、摆转支架；7、压电陶瓷片；8、阶梯杆；9、锥形定位块；10、安装板；11、配重块；12、弯爪；13、弹簧；14、套筒；15、钢球；16、传导间隙；401、上固定板；402、下固定板；403、中间连接板；404、固定通孔。具体实施方式下面将通过具体实施方式对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1～图6所示，一种四足仿生行走机器人，包括控制底座1、四个结构相同的行走机构，四个行走机构分别两两对称设置在控制底座1的两侧且与控制底座1控制连接。在本实施例中为了便于描述，将控制底座1的两侧分别定义为左侧和右侧，并且将四个行走机构根据设置位置分别定义为左上行走机构2a、左下行走机构2b、右上行走机构3a、右下行走机构3b，左上行走机构2a和右上行走机构3a、左下行走机构2b和右下行走机构3b分别以控制底座1为中心对称设置。下面针对行走机构进行详细描述：行走机构包括有横向摆转组件、纵向固定支架4以及行走部件，横向摆转组件的一端固定在控制底座1的侧边上，另一端与纵向固定支架4铰接，行走部件固定在纵向固定支架4上。其中，横向摆转件包括横向固定支架5、摆转支架6和第一驱动电机(图中未示出)，横向固定支架5的一端固定在控制底座1的侧边处，另一端与摆转支架6通过一水平摆转副转动连接，第一驱动电机设置在水平摆转副处并与摆转支架6驱动连接，以使得摆转支架6可带动纵向固定支架4和行走部件相对于横向固定支架5在水平方向上旋转摆动，旋转摆动的角度需要保证前、后行走机构中的纵向固定支架4和行走部件之间不发生干涉。同时，摆转支架6在其未与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四足仿生行走机器人，其特征在于：包括控制底座、四个结构相同的行走机构，四个所述行走机构分别两两对称设置在所述控制底座的两侧且与所述控制底座控制连接，所述行走机构包括有横向摆转组件、纵向固定支架以及行走部件，所述横向摆转组件的一端固定在所述控制底座的侧边上，另一端与所述纵向固定支架铰接，所述行走部件固定在所述纵向固定支架上，所述行走部件包括有声波件、超声波件以及走足件，所述走足件的顶部固定有所述超声波件且其足端设置为爪形结构，所述声波件沿所述走足件轴向设置在所述超声波件的上方处，所述声波件发出的声波与所述超声波件发出的超声波相互耦合并作用于所述走足件的足端。/n

【技术特征摘要】
1.一种四足仿生行走机器人，其特征在于：包括控制底座、四个结构相同的行走机构，四个所述行走机构分别两两对称设置在所述控制底座的两侧且与所述控制底座控制连接，所述行走机构包括有横向摆转组件、纵向固定支架以及行走部件，所述横向摆转组件的一端固定在所述控制底座的侧边上，另一端与所述纵向固定支架铰接，所述行走部件固定在所述纵向固定支架上，所述行走部件包括有声波件、超声波件以及走足件，所述走足件的顶部固定有所述超声波件且其足端设置为爪形结构，所述声波件沿所述走足件轴向设置在所述超声波件的上方处，所述声波件发出的声波与所述超声波件发出的超声波相互耦合并作用于所述走足件的足端。


2.根据权利要求1所述的一种四足仿生行走机器人，其特征在于：所述横向摆转件包括横向固定支架、摆转支架和第一驱动电机，所述横向固定支架的一端固定在所述控制底座的侧边处，另一端与所述摆转支架通过一水平摆转副转动连接以使得所述摆转支架可相对于所述横向固定支架在水平方向上旋转，所述第一驱动电机设置在所述水平摆转副处并与所述摆转支架驱动连接。


3.根据权利要求2所述的一种四足仿生行走机器人，其特征在于：所述摆转支架未与所述横向固定支架连接的一端处通过一垂直摆转副与所述纵向固定支架转动连接，以使得所述纵向固定支架可相对于所述摆转支架在垂直方向旋转，所述垂直摆转副处还设置有一第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述纵向固定支架驱动连接。


4.根据权利要求1或3所述的一种四足仿生行走机器人，其特征在于：所述纵向固定支架包括有上固定板、下固定板和中间连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪红兵，孙春华，李洪伟，刘旭，
申请(专利权)人：苏州市职业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32