一种具有腰部结构的四足机器人

本发明涉及仿生四足机器人，尤其涉及的是一种具有腰部结构的四足机器人。

背景技术：

1、目前四足机器人大多数采用刚性躯干，不具有腰部运动功能，机器人的直行、转向、姿态调整等功能完全依靠对各个腿部的灵活控制来实现。这与四足动物的真实运动情况不符，严重制约了机器人的机动性。根据对动物的运动学研究，腰部的运动与变形能够增大腿部的运动空间、带动四足的转向、调整身体姿态，大大增加运动的灵活性。因此具有驱动功能的腰部结构，是四足机器人实现高机动性运动能力的关键。

2、现有技术中，部分方案尝试优化机器人腰部结构，或者使用弹性腰部，或者使用具有俯仰自由度的串联结构腰部，它们由于可控性较差或自由度不足，没有获得显著的运动能力改善。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具有腰部结构的四足机器人，以提高四足机器人的机动性与灵活性。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、（此部分同定稿后的权利要求书，待文本定稿后再写入）

4、本发明相比现有技术具有以下优点：

5、本发明提供的一种具有腰部结构的四足机器人，其在前躯干和后躯干之间设置包括四个直线关节的腰部结构，并在每个腿部与对应躯干之间设置第一电机作为髋自转关节，通过腰部结构的四个直线关节的伸缩运动以及各腿部的髋自转关节运动获得了突出的机动性：能够凭借腰腿复合运动获得更大的步距；在腿部不使用侧向摆动功能（即髋侧摆关节锁定）时可以通过腰部结构完成转向（偏航），在腿部使用侧向摆动功能时机器人具有更大的转向能力；在奔跑时可以凭借腰部结构的伸缩获得更大的运动速度；在机器人处于腾空状态时可以通过腰部结构的运动来分别调整前后躯干的着地位姿。此外，腰部结构可以有效避免奇异位形且易于控制。

1.一种具有腰部结构的四足机器人，包括躯干结构和腿部结构，其特征在于：所述躯干结构包括前躯干（1）、后躯干（2）、连接前躯干（1）与后躯干（2）的腰部结构，腿部结构包括设置在前躯干（1）底部的左右两个前腿部以及设置在后躯干（2）底部的左右两个后腿部，每个腿部顶端通过第一电机（13）与对应躯干相连接，第一电机（13）安装在躯干上，第一电机（13）的转轴竖直向下延伸且与腿部顶端固定连接；

2.如权利要求1所述的一种具有腰部结构的四足机器人，其特征在于：所述腿部包括大腿连杆（14）和小腿连杆（15），大腿连杆（14）与小腿连杆（15）相铰接且铰接处构成膝关节，大腿连杆（14）通过三个电机与第一电机（13）相连接，三个电机分别为第二电机（17）、第三电机（18）和第四电机（19），第二电机（17）安装在第一电机（13）的转轴上，第二电机（17）的转轴与第一电机（13）的转轴构成垂直相交关系，第三电机（18）安装在第二电机（17）的转轴上，第三电机（18）的转轴与第二电机（17）的转轴构成垂直相交关系，第四电机（19）与大腿连杆（14）固定连接，且第四电机（19）安装在第三电机（18）的转轴上，第四电机（19）的转轴与第三电机（18）的转轴相平行，且第四电机（19）的转轴通过传动机构间接驱动膝关节转动。

3.如权利要求2所述的一种具有腰部结构的四足机器人，其特征在于：所述腿部还包括足端部件（16），足端部件（16）固定安装在小腿连杆（15）底部。

4.如权利要求1所述的一种具有腰部结构的四足机器人，其特征在于：四个直线关节独立控制。