[发明专利]可变长度的足式机器人腿部结构及四足机器人

说明书

本申请公开了可变长度的足式机器人腿部结构及四足机器人。该足式机器人腿部结构包括具有第一大腿单元和第二大腿单元的大腿，具有第一小腿单元和第二小腿单元的小腿，第一可变单元，第二可变单元，第一导向单元和第二导向单元等，第一导向单元用以支撑连接第一大腿单元和第二大腿单元，第一可变单元用以使第一大腿单元和第二大腿单元产生相对直线往复运动；第二导向单元用以支撑连接第一小腿单元和第二小腿单元，第二可变单元用以使第一小腿单元和第二小腿单元产生相对直线往复运动。本技术方案中，第一可变单元、第二可变单元保证了大腿与小腿的可变长度功能。第一导向单元、第二导向单元保证了大腿和小腿在可变长度功能时的平稳精确传动。

技术领域

本申请涉及机器人的技术领域，尤其涉及可变长度的足式机器人腿部结构及四足机器人。

背景技术

四足机器人近几年逐渐成为了国内外学者的研究热点，是一种具有多支链、冗余驱动、时变拓扑运动机构的智能型机器人，一门涉及多个学科和领域的综合性高技术产品。它的行动可来源于人类对它的直接指挥、预先规划完成的程序、也可以依托人工智能技术制定。其在瓦砾、陡坡及室内室外复杂环境中都有着较好地通过能力，并且能够和使用者进行良好有效的交互。运用机器人技术来辅助或替代人类在生产生活中的工作，在巡检、安防及运输领域具有着独特的优势，在医疗、工业、军事领域均有重要的用途。

目前四足机器人腿部长度是固定不变的，该方法虽能完成简单的行走，但是无法应对较高高度差路面攀登，未能规避涉水路面核心组件的浸水风险等。因而，在四足机器人腿部结构设计中，要设计能够应对此类工作环境的足式机器人腿部结构是难点所在。因此，提供一种针对上述工作情况类别的足式机器人腿部结构及四足机器人是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本申请提供可变长度的足式机器人腿部结构及四足机器人，能够较好地调节大腿、小腿的长度。

第一方面，本申请提供一种可变长度的足式机器人腿部结构，包括具有第一大腿单元和第二大腿单元的大腿，具有第一小腿单元和第二小腿单元的小腿，髋关节驱动单元，第一驱动单元，第二驱动单元，驱动链轮，第一从动链轮，传动链条，驱动环，第一可变单元，第二可变单元，第一导向单元，和第二导向单元；

所述髋关节驱动单元用以可旋转地连接在足式机器人的躯干上；

所述第一驱动单元通过驱动环传动连接所述大腿，所述第二驱动单元传动连接所述驱动链轮，所述驱动链轮通过驱动链轮连接所述第一从动链轮，所述第一从动链轮同轴固接所述小腿；

所述第一导向单元用以支撑连接第一大腿单元和第二大腿单元，所述第一可变单元用以使第一大腿单元和第二大腿单元产生相对直线往复运动；

所述第二导向单元用以支撑连接第一小腿单元和第二小腿单元，所述第二可变单元用以使第一小腿单元和第二小腿单元产生相对直线往复运动。

可选地，还包括用以用于使所述传动链条与所述第一从动链轮贴合的张紧装置，所述张紧装置包括第一齿条、第二齿条、张紧齿轮、第二从动链轮和第三从动链轮，所述第一齿条安装且固定于第二大腿单元上，所述第二齿条上端安装且固定于第一大腿单元且下端滑动于第二大腿单元，张紧齿轮与第一齿条、第二齿条相啮合，所述第二从动链轮可转动地安装在所述第一齿条上，所述第三从动链轮可转动地安装在所述第一齿条上。

可选地，所述第一可变单元包括第一可变电机、第一丝杠、第一螺母座，三者同轴安装且转动连接，所述第一可变电机安装且固定于第一大腿单元，所述第一螺母座安装且固定于第二大腿单元，所述第一丝杠上端与所述第一可变电机转动连接，所述第一丝杠下端与所述第一螺母座转动连接。

可选地，所述第二可变单元还包括第二可变电机、第二丝杠、第二螺母座，三者同轴安装且转动连接，所述第二可变电机安装于第一小腿单元，所述第二螺母座安装于第二小腿单元，所述第二丝杠上端与所述第二可变电机连接，所述第二丝杠下端与所述第二螺母座连接。