四足机器人的制作方法

本发明实施例涉及四足机器人，尤其涉及一种四足机器人。

背景技术：

1、随着人工智能技术的发展，机器人的应用领域逐渐扩大，人们对于机器人的功能需求也越来越高。移动机器人可以分为轮式机器人、履带式机器人和足式机器人，而足式机器人又分为四足机器人和双足机器人，由于双足机器人的技术难度极高，对地面的适应性差，四足机器人凭借对复杂环境的强适应性，目前已经成为移动机器人研究的热点。

2、当前市场上，四足机器人的腿部机构由大腿和小腿构成，大腿和小腿分别进行前后旋转，完成足端的移动。四足机器人大多是仿生犬类的，而犬类除了有大腿和小腿外，其足端也可以独立的前后旋转，完成特定的功能，例如：开门时握压门把手、按电梯、按开关等特定功能，通常会在足端的顶端或者小腿的底端上设置电机驱动足端独立进行旋转，以完成相应的特定动作。

3、然而，四足机器人的移动需要四肢高频率的摆动，而足端位于摆动的末端，为了提高摆动频率，需要减少旋转惯量，即减少足端的重量，把单条腿的重心转移到前腿的上端，但足端又需要承受整个机体的重量，所以对足端电机的旋转力矩要求很大，这与减少足端重量的需求相冲突。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种四足机器人。

2、本发明提供一种四足机器人，包括机身、头部、腿部机构、足节机构；

3、所述头部设置在所述机身的前部；

4、所述腿部机构至少包括靠近所述头部的前腿机构和远离所述头部的后腿机构，所述前腿机构、所述后腿机构分别与所述机身转动连接；

5、所述足节机构与所述腿部机构转动连接，在所述足节机构与所述腿部机构之间形成有限位结构，所述限位结构用于限制所述足节机构的转动。

6、在一些实施例中，所述限位结构包括第一限位结构以及与所述第一限位结构配合的第二限位结构，所述第一限位结构设置在所述腿部机构上，所述第二限位结构设置在所述足节机构上。

7、在一些实施例中，所述前腿机构包括前大腿腿节、前小腿腿节以及第一联动件；所述足节机构包括前足节以及足节驱动件；所述机身上设置有第一驱动件和第二驱动件；

8、所述前大腿腿节的一端与所述机身转动连接，所述前大腿腿节与所述第一驱动件传动配合；所述前小腿腿节的一端与所述前大腿腿节的另一端转动连接；所述前足节与所述前小腿腿节的另一端转动连接；所述第一联动件的一端与所述第二驱动件传动配合且所述第一联动件的另一端与所述前小腿腿节转动连接；所述足节驱动件与所述前足节传动配合，以驱动所述前足节转动。

9、在一些实施例中，所述前腿机构还包括缓冲传动机构；

10、所述缓冲传动机构分别与所述足节驱动件和所述前足节传动配合，以使所述足节驱动件驱动所述缓冲传动机构转动，以带动所述前足节转动。

11、在一些实施例中，所述前腿机构移动时，所述前大腿腿节的中心轴与所述前小腿腿节的中心轴之间的第一夹角为35°-145°；

12、和/或，所述前腿机构移动时，所述前小腿腿节的中心轴与所述前足节的中心轴之间的第二夹角为155°-245°。

13、在一些实施例中，所述后腿机构包括后大腿腿节、后小腿腿节、后足节、第二联动件以及第三联动件；所述机身上设置有第三驱动件和第四驱动件；

14、所述后大腿腿节的中心轴与所述后足节的中心轴平行；所述后大腿腿节的中心轴与所述第三联动件的中心轴平行；所述后小腿腿节的中心轴与所述第二联动件的中心轴平行。

15、在一些实施例中，所述后大腿腿节的一端与所述机身转动连接，所述后大腿腿节与所述第三驱动件传动配合，以在所述第三驱动件的带动下转动；所述后小腿腿节的一端与所述后大腿腿节的另一端转动连接，所述后足节的一端与所述后小腿腿节的另一端转动连接；

16、所述第二联动件的两端分别与所述后大腿腿节和所述后足节转动连接，所述第三联动件的一端与所述第四驱动件传动配合，以在所述第四驱动件的带动下转动，所述第三联动件的另一端与所述后小腿腿节转动连接，以使所述后大腿腿节和所述第三联动件转动时共同联动所述后小腿腿节和所述后足节，使所述后腿机构仿生移动。

17、在一些实施例中，所述后腿机构移动时，所述后大腿腿节的中心轴与所述后小腿腿节的中心轴之间的第三夹角为30°-150°。

18、在一些实施例中，所述后腿机构移动时，所述后小腿腿节的中心轴与所述后足节的中心轴之间的第四夹角为30°-150°。

19、在一些实施例中，所述四足机器人还包括与所述头部连接的头部运动关节结构；

20、所述头部运动关节结构包括第一关节第二关节以及第三关节，所述第一关节的转动轴与所述第二关节的转动轴平行，所述第三关节的转动轴与所述第一关节的转动轴和所述第二关节的转动轴正交。

21、在一些实施例中，所述第三关节的转动轴沿所述头部的中轴线延伸，所述第一关节的转动轴和所述第二关节的转动轴均与所述第三关节的转动轴垂直设置，以在所述第三关节转动时带动所述头部左右转动，和/或，在所述第一关节和所述第二关节转动时带动所述头部3抬头或低头。

22、在一些实施例中，所述头部运动关节结构还包括第五驱动件、第六驱动件和第七驱动件；

23、所述第五驱动件设置在所述机身上，所述第五驱动件与所述第一关节的一端传动配合，用于驱动所述第一关节绕所述第五驱动件的输出轴转动；

24、所述第六驱动件设置在所述第一关节的另一端，所述第六驱动件与所述第二关节的一端传动配合，用于驱动所述第二关节绕所述第六驱动件的输出轴转动；

25、所述第七驱动件设置在所述第二关节的另一端，所述第七驱动件与所述第三关节的一端传动配合，用于驱动所述第三关节绕所述第七驱动件的输出轴转动，所述第三关节的另一端与所述头部连接。

26、在一些实施例中，所述第五驱动件和所述第一关节之间设置有传动结构，所述传动结构分别与所述第五驱动件和所述第一关节传动配合，以使所述第五驱动件驱动所述传动结构转动时带动所述第一关节转动。

27、在一些实施例中，所述第一关节的中轴线与水平面之间的第一角度为±50°；

28、所述第二关节的中轴线与所述第一关节的中轴线之间的第二角度为±50°；

29、所述第一关节的中轴线与第二关节的中轴线形成一参照面，所述参照面与所述第三关节另一端设置的头部固定件的对称面之间的第三角度为±65°。

30、在一些实施例中，所述四足机器人包括两个前腿机构以及两个后腿机构；所述机身上与每一个所述前腿机构连接的一侧包含第八驱动件，所述第八驱动件用于驱动所述前腿机构转动；所述机身上与每一个所述后腿机构连接的一侧包含第九驱动件，所述第九驱动件用于驱动所述后腿机构转动。

31、本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

32、本发明实施例提供一种四足机器人，包括机身、头部、腿部机构、足节机构。头部设置在机身的前部。腿部机构至少包括靠近头部的前腿机构和远离头部的后腿机构，前腿机构、后腿机构分别与机身转动连接。足节机构与腿部机构转动连接，在足节机构与腿部机构之间形成有限位结构，限位结构用于限制足节机构的转动，在此情况下，地面施加给足节机构的向上的支撑力则可以传递至腿部机构，使得腿部机构可以分担该向上的支撑力，从而使得足节机构无需承担地面施加的全部支撑力，继而无需提供较大的旋转力矩即可实现腿部机构与地面的接触，即实现腿部机构的正常着地，因此可以在一定程度上降低对足节机构的旋转力矩的要求。

33、进一步的，机身上与每一个前腿机构连接的一侧包含第八驱动件，以及，机身上与每一个后腿机构连接的一侧包含第九驱动件，第八驱动件和第九驱动件分别驱动每个前腿机构和每个后腿机构整体运动。综上所述，本发明公开的四足机器人，腿部结构的驱动件使得每个腿部机构灵活转动，足节驱动件使得四足机器人的足节机构可以更加灵活以操作高难度的动作，腿部结构的驱动件和足节机构的驱动件协同工作，使得四足机器人的动作更加协调、灵活，具有高度的仿生效果。