本發(fā)明屬于機(jī)器人，特別涉及一種軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足仿生機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、六足機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、負(fù)載能力強(qiáng)且運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。由于六足機(jī)器人自身的高穩(wěn)定性和對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性，它們可以用于極端環(huán)境下的探索，如深海、火星探測(cè)、工業(yè)檢測(cè)等，也可用于完成危險(xiǎn)環(huán)境中的救援任務(wù)。

2、然而傳統(tǒng)六足機(jī)器人的設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)主要集中在腿部結(jié)構(gòu)上，而對(duì)軀干部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注較少。傳統(tǒng)六足機(jī)器人多采用不可動(dòng)軀干結(jié)構(gòu)，其具有如下缺點(diǎn)：

3、1.剛性軀干結(jié)構(gòu)會(huì)限制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性，尤其是在狹窄或復(fù)雜地形中，機(jī)器人可能無法根據(jù)地形變化調(diào)整身體的姿態(tài)，從而影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能。

4、2.剛性軀干結(jié)構(gòu)的機(jī)器人在行走時(shí)無法對(duì)自身重心位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得機(jī)器人行走過程中的穩(wěn)定性較差，因此控制機(jī)身平衡性難度大。

5、3.剛性軀干結(jié)構(gòu)的機(jī)器人在面對(duì)變化的地形時(shí)應(yīng)變能力較差?？勺冃诬|干結(jié)構(gòu)的機(jī)器人可以通過改變軀干形狀來適應(yīng)地形，而剛性軀干結(jié)構(gòu)機(jī)器人只能依賴腿部進(jìn)行調(diào)整，從而降低了運(yùn)動(dòng)靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人包含一條閉鏈和六條開鏈；所述閉鏈?zhǔn)且粋€(gè)由順次連接的第一桿、第二桿、第三桿、第四桿、第五桿、第六桿、第七桿、第八桿、第九桿和第十桿構(gòu)成的變胞十桿機(jī)構(gòu)，因此能夠在多種構(gòu)態(tài)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；其中，第一桿的兩端分別通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第十桿的一端和第二桿的一端相連，并且第一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互垂直；第七桿的兩端分別通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第八轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第六桿的一端和第八桿的一端相連，并且第七轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第八轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互垂直；第三桿的兩端分別通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第四轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第二桿的另一端和第四桿的一端相連，并且第三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第四轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互垂直；第五桿的兩端分別通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第六轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第四桿的另一端和第六桿的另一端相連，并且第五轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第六轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互垂直；第九桿的兩端分別通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第十轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第八桿的另一端和第十桿的另一端相連，并且第九轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第十轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互平行；所述第一桿和第六桿為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第三桿和第八桿為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第五桿和第十桿為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第七桿和第二桿為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿；所述第九桿和第四桿為具有相同結(jié)構(gòu)且對(duì)稱設(shè)置的兩端彎折桿，分為三段，第一段和第三段為等長的短臂，第二段為長臂；

3、所述六條開鏈的結(jié)構(gòu)相同，均包括處于同一平面內(nèi)的第十一桿、第十二桿和第十三桿；其中第十一桿的一端通過第十二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第十二桿的一端相連，第十三桿的一端通過第十三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與第十二桿的另一端相連，每根第十一桿的另一端通過第十一鉸鏈分別與第三桿、第四桿、第五桿、第八桿、第九桿和第十桿上的長臂相連，第十二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第十三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互平行，并且第十二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈和第十一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的軸線相互垂直。

4、所述單端彎折桿上的長臂和短臂間剛性連接，兩臂間夾角為120～150度。

5、所述兩端彎折桿上的長臂和短臂間剛性連接，第一段與第二段間的夾角和第三段與第二段間的夾角相等且均為120～150度。

6、本發(fā)明提供的軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人具有如下有益效果：

7、1.將變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于六足機(jī)器人的軀干，使得機(jī)器人能夠根據(jù)不同地形主動(dòng)調(diào)整形態(tài)，提升越障能力，尤其在復(fù)雜地形中，具備更高的靈活性與穩(wěn)定性。

8、2.變胞軀干能配合腿部動(dòng)作進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)整，降低運(yùn)動(dòng)對(duì)腿部的復(fù)雜要求，增強(qiáng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性與協(xié)調(diào)性，尤其在復(fù)雜的場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。

9、3.變胞軀干能在機(jī)器人行走時(shí)改變機(jī)器人的重心位置，使得機(jī)器人行走過程中穩(wěn)定性較高，從而使控制機(jī)身平衡性的難度減小。

10、4.變胞軀干能通過改變姿態(tài)來優(yōu)化負(fù)載分布，使得機(jī)器人在攜帶重物執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時(shí)表現(xiàn)更佳，這種可變形結(jié)構(gòu)能夠合理分擔(dān)應(yīng)力，減少局部損耗。

技術(shù)特征：

1.一種軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人，其特征在于：所述六足行走機(jī)器人包含一條閉鏈和六條開鏈；所述閉鏈?zhǔn)且粋€(gè)由順次連接的第一桿(1)、第二桿(2)、第三桿(3)、第四桿(4)、第五桿(5)、第六桿(6)、第七桿(7)、第八桿(8)、第九桿(9)和第十桿(10)構(gòu)成的變胞十桿機(jī)構(gòu)，因此能夠在多種構(gòu)態(tài)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；其中，第一桿(1)的兩端分別通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(11)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(12)與第十桿(10)的一端和第二桿(2)的一端相連，并且第一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(11)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(12)的軸線相互垂直；第七桿(7)的兩端分別通過第七轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(17)和第八轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(18)與第六桿(6)的一端和第八桿(8)的一端相連，并且第七轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(17)和第八轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(18)的軸線相互垂直；第三桿(3)的兩端分別通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(13)和第四轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(14)與第二桿(2)的另一端和第四桿(4)的一端相連，并且第三轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(13)和第四轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(14)的軸線相互垂直；第五桿(5)的兩端分別通過第五轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(15)和第六轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(16)與第四桿(4)的另一端和第六桿(6)的另一端相連，并且第五轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(15)和第六轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(16)的軸線相互垂直；第九桿(9)的兩端分別通過第九轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(19)和第十轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(20)與第八桿(8)的另一端和第十桿(10)的另一端相連，并且第九轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(19)和第十轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈(20)的軸線相互平行；所述第一桿(1)和第六桿(6)為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第三桿(3)和第八桿(8)為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第五桿(5)和第十桿(10)為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿，所述第七桿(7)和第二桿(2)為具有相同結(jié)構(gòu)且由長臂和短臂構(gòu)成的單端彎折桿；所述第九桿(9)和第四桿(4)為具有相同結(jié)構(gòu)且對(duì)稱設(shè)置的兩端彎折桿，分為三段，第一段和第三段為等長的短臂，第二段為長臂；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人，其特征在于：所述單端彎折桿上的長臂和短臂間剛性連接，兩臂間夾角為120～150度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人，其特征在于：所述兩端彎折桿上的長臂和短臂間剛性連接，第一段與第二段間的夾角和第三段與第二段間的夾角相等且均為120～150度。

技術(shù)總結(jié)
一種軀干使用變胞十桿機(jī)構(gòu)的六足行走機(jī)器人。其包括一條閉鏈和六條開鏈，閉鏈?zhǔn)且粋€(gè)由第一至第十桿順次連接而構(gòu)成的變胞十桿機(jī)構(gòu)；第一、二、六、七桿長度相同，第三、五、八、十桿長度相同，第四、九桿長度相同，每條開鏈的結(jié)構(gòu)均相同，開鏈中的第十一、十二、十三桿均處于同一平面內(nèi)，每條開鏈分別通過第十一轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈與閉鏈中的一條桿件相連。本發(fā)明將變胞十桿機(jī)構(gòu)作為軀干應(yīng)用于六足機(jī)器人中，利用變胞機(jī)構(gòu)變活動(dòng)度、變構(gòu)態(tài)的特性，實(shí)現(xiàn)六足機(jī)器人的軀干變形，提高了六足機(jī)器人針對(duì)不同復(fù)雜場(chǎng)景的適應(yīng)能力。

技術(shù)研發(fā)人員：洪振宇,李亞軒,張志旭,高軒,徐子龍,顏金輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國民航大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6