專利名稱：一種機器人的機身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，具體是一種仿生四足機器人的機身。
背景技術(shù)：
四足機器人比兩足、三足機器人穩(wěn)定，比六足機器人結(jié)構(gòu)簡單，運動機能靈活，有較強的承載能力，在搶險救災、軍事領(lǐng)域以及生活娛樂方面有很好的應(yīng)用前景。機器人的機械結(jié)構(gòu)在很大程度上限制了四足機器人的發(fā)展。在機器人機械結(jié)構(gòu)方面，機身的柔性不足問題限制了機器人的行走、奔跑、跳躍和翻滾等功能，影響機器人的靈敏性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性。目前，國外具有代表性的仿生四足機器人有日本SiigeoHirose實驗室研制的TITAN系列、日本電氣通信大學研制的具有寵物狗外形的機器人Telcken系列和美國研制的BigDog， 但這些機器人的柔性主要表現(xiàn)在它們的腿部柔性，腰身是剛性結(jié)構(gòu)，機身柔性和髖部柔性不足，限制了機器人的收縮、扭轉(zhuǎn)、翻滾、摔倒再站立等功能的實現(xiàn)。賓利法尼亞大學的最新科研成果RISE V3四足機器人可以在陸地上疾行，也可以在大樹或柱子上快速爬行；它具有一個腰身自由度，用來調(diào)整爬行過程中的姿勢，但是他的腰身只有在豎直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，沒有水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，且腿部與機身之間的柔性不足。韓國國立慶北大學發(fā)表了一篇名為((Discontinuous Spinning Gait ofa Quadruped Walking Robot with Waist-Joint》的論文，論文中提出的一種四足機器人具有一個腰身關(guān)節(jié)，可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，有利于機器人運動時運動方向的改變和運動姿態(tài)的調(diào)整；但其豎直面內(nèi)沒有旋轉(zhuǎn)自由度，且髖部柔性也不足。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的機身柔性和髖部柔性不足，限制了機器人的收縮、扭轉(zhuǎn)、 翻滾、摔倒再站立功能的不足，本發(fā)明提出了一種機器人的機身。本發(fā)明包括前機身、后機身和連接脊椎，其中，前機身包括箱體、兩個前機身減振器、前腿連接塊、上擺臂和下擺臂；后機身包括三角架、后機身減振器和后腿連接塊；連接脊椎包括第一脊椎連桿、2n+2個扭簧、η個脊椎連桿、末端脊椎連桿和n+1個過渡件，并由第一脊椎連桿、多節(jié)脊椎連桿和末端脊椎連桿依次鉸接而成；前機身的兩個前腿連接塊位于箱體的兩側(cè)，并通過兩對上擺臂和兩對下擺臂與箱體連接；兩個前機身減振器分別位于箱體的兩側(cè)，并且該前機身減振器4的兩端分別與箱體和前腿連接塊連接；第一連接脊椎固定安裝在箱體與后機身相對的表面中心處；后機身的三角架頂角的連接頭與末端脊椎連桿鉸接，三角架底邊的兩端分別與機器人的兩個后腿連接塊固連；后機身減震器的一端與末端脊椎連桿一端的后機身減震器安裝孔鉸接，后機身減震器的另一端與三角架底邊中心處的雙耳片鉸接。所述的兩對上擺臂的一端分別鉸接在箱體兩端端面上部，兩對上擺臂的另一端分別鉸接在前腿連接塊內(nèi)側(cè)表面的上部；兩對下擺臂的一端分別鉸接在箱體兩端端面下部， 兩對下擺臂的另一端分別鉸接在前腿連接塊內(nèi)側(cè)表面的下部；兩個前機身減振器的一端分別鉸接在箱體上的各對上擺臂之間，兩個前機身減振器的另一端分別鉸接在前腿連接塊內(nèi)側(cè)表面上的各對下擺臂之間。所述的脊椎連桿有η個；脊椎連桿內(nèi)孔的孔徑大于過渡件的外徑；扭簧有2η+2 個；過渡件有η+1個，并且所述的η為自然數(shù)；該過渡件的內(nèi)徑大于扭簧的長度；第一脊椎連桿的內(nèi)孔的孔徑大于過渡件的外徑；第一脊椎連桿一端的殼體上有一對過渡件的安裝孔；末端脊椎連桿的內(nèi)孔的孔徑大于過渡件的外徑；末端脊椎連桿一端的殼體上有一對過渡件的安裝孔，末端脊椎連桿靠近過渡件的安裝孔的表面上有三角架的連接孔，并且過渡件的安裝孔和三角架的安裝孔垂直；末端脊椎連桿的另一端的表面有后機身減震器的連接孔，并且減震器的連接孔與三角架的安裝孔處于同一表面；所述的后機身的三角架的頂角的連接頭內(nèi)孔與末端脊椎連桿上的三角架的安裝孔鉸接；將后機身減震器的一端裝入末端脊椎連桿上的后機身減震器連接孔內(nèi)；將后機身減震器的另一端與三角架底邊的中心處的雙耳片鉸接。所述的上擺臂和下擺臂的結(jié)構(gòu)形狀相同，均由一根斜桿和位于該斜桿兩端的連接頭組成；所述的連接頭外圓表面均加工有兩個相互垂直的平面，并由兩個相互垂直的平面的夾角形成了限位夾角，并且同一個上擺臂或下擺臂兩端的夾角方向相反。所述的上擺臂、 下擺臂、箱體的一個側(cè)邊和前腿連接塊的一個側(cè)邊之間組成平行四邊形。所述的脊椎連桿兩端的殼體上分別有兩個弧形凹槽，兩個弧形凹槽均自脊椎連桿兩端殼體的端面沿脊椎連桿殼體延伸，并對稱的分布在脊椎連桿的圓周上；脊椎連桿兩端的兩個弧形凹槽分布在不同的脊椎連桿的圓周上，并且相互垂直；兩個弧形凹槽之間的脊椎連桿殼體上分別有通孔，形成了一對同心的過渡件安裝孔，并且脊椎連桿兩端的過渡件的安裝孔亦分布在不同的脊椎連桿的圓周上，并且相互垂直。所述過渡件的結(jié)構(gòu)外和脊椎連桿的結(jié)構(gòu)相同；過渡件外徑小于脊椎連桿的內(nèi)徑， 過渡件的內(nèi)徑大于扭簧的長度。裝配連接脊椎時，將第一個過渡件的一端裝入第一脊椎連桿內(nèi)孔中，并通過連接銷將第一脊椎連桿和第一個過渡件鉸接；分別將其余各過渡件的兩端裝入各脊椎連桿兩端內(nèi)，并通過連接銷將各脊椎連桿和各過渡件鉸接；將最后一個過渡件的一端裝入末端脊椎連桿中，并通過連接銷鉸接；將各扭簧分別套裝在各連接銷上，并使各連接扭簧的一端伸出端緊貼于過渡件的內(nèi)壁，另一端伸出端緊貼于脊椎連桿的內(nèi)壁。三角架的頂角的連接頭為圓形，其上的內(nèi)孔徑與末端脊椎連桿的三角架的安裝孔的孔徑相同；三角架頂角的連接頭面向箱體的方向設(shè)有限位板。本發(fā)明通過仿貓科動物的身體結(jié)構(gòu)，提出了一種帶有腰身自由度、具有很強的腿部與腰部的連接柔性和腰身柔性的仿生四足機器人的機身，增強了機器人腿部與機身的連接柔性，利用減振器的消振作用緩沖了由于地面不平等外部環(huán)境帶來的對機器人腿部沖擊；而機器人的腰身采用脊椎連桿連接，使機器人可以左右和上下旋轉(zhuǎn)，使機器人可以實現(xiàn)收縮，扭轉(zhuǎn)和翻滾。因此本發(fā)明設(shè)計的機身結(jié)構(gòu)有利于四足機器人在行走、奔跑、跳躍過程中自身姿態(tài)的調(diào)節(jié)，更有利于各種運動方式的實現(xiàn)，增強了機器人腰身的靈活性，使四足機器人的腰身與腿部具有更強的協(xié)調(diào)性。

[0015]圖1為仿生四足機器人機身的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為前機身的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為連接前腿連接塊2和箱體5的擺臂的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為圖3的左視圖。圖6為脊椎連桿9和過渡件14連接前的示意圖。圖7為脊椎連桿9和過渡件14連接后的示意圖。圖8為脊椎連桿9的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為脊椎連桿9的俯視圖。圖10為仿生四足機器人的末端脊椎連桿10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為仿生四足機器人后機身的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為三角架限位板16的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.下擺臂2.前腿連接塊3.上擺臂4.前機身減振器 5.箱體6.第一脊椎連桿7.連接銷8.扭簧9.脊椎連桿 10.末端脊椎連桿11.三角架 12.后機身減振器13.后腿連接塊 14.過渡件 15.連接頭16.三角架限位板具體實施方式
本實施例是一種仿生四足機器人的機身。包括前機身、后機身和連接脊椎。前機身包括箱體5、兩個前機身減振器4、兩個前腿連接塊2、兩對上擺臂3和兩對下擺臂1。后機身包括三角架11、前機身減振器12和后腿連接塊13。連接脊椎包括第一脊椎連桿6、10 個扭簧8、4節(jié)脊椎連桿9、末端脊椎連桿10和5個過渡件14，并由第一脊椎連桿6、4節(jié)脊椎連桿9和末端脊椎連桿10依次鉸接而成。前機身的兩個前腿連接塊2位于矩形箱體5的兩側(cè)，并通過兩對上擺臂3和兩對下擺臂1與箱體5連接。兩個前機身減振器4分別位于矩形箱體5的兩側(cè)，并且該前機身減振器4的兩端分別與箱體5和前腿連接塊2連接。第一連接脊椎6固定安裝在箱體5與后機身相對的表面中心處。后機身的三角架11頂角的連接頭與端脊椎連桿10的三角架安裝孔鉸接，使三角架11能夠繞末端脊椎連桿10的三角架安裝孔的軸線方向轉(zhuǎn)動；三角架11底邊的兩端分別與機器人的兩個后腿連接塊13固連。后機身減震器12的一端與末端脊椎連桿10 —端的后機身減震器12安裝孔鉸接，后機身減震器12的另一端與三角架11底邊中心處的雙耳片鉸接。如圖2所示。機器人前機身的箱體5為矩形。在箱體5兩端端面的四角均分別固定有雙耳片，用于連接上擺臂3和下擺臂1 ；在箱體5上部的兩對雙耳片之間，即連接上擺臂3的雙耳片之間有用于連接前機身減振器4的雙耳片。在箱體5 —側(cè)面板中心固定安裝第一脊椎連桿6。[0035]前腿連接塊2有兩個，均為矩形塊。兩個前腿連接塊2均與箱體5等高，為了減輕機器人結(jié)構(gòu)質(zhì)量，寬度小于箱體5的寬度。所述的前腿連接塊2上分別以兩個對稱的表面作為連接面，其中一個表面與前腿連接，另一個表面的四個角上分別固定有雙耳片，用于連接上擺臂3和下擺臂1 ；在前腿連接塊2下部兩角的兩對雙耳片之間，即連接下擺臂1的雙耳片之間有用于連接前機身減振器4的雙耳片。以上所述的雙耳片上均有對稱的連接孔。如圖3所示。上擺臂3和下擺臂1各有兩對。上擺臂3和下擺臂1的結(jié)構(gòu)形狀相同，均由一根斜桿和位于該斜桿兩端的連接頭組成。所述的斜桿構(gòu)成了上擺臂3和下擺臂 1的臂桿；所述的連接頭為圓環(huán)形，圓環(huán)形的外表面固定在上擺臂3和下擺臂1臂桿的兩端端面上；所述的連接頭外圓表面均加工有兩個相互垂直的平面，并由兩個相互垂直的平面的夾角形成了限位夾角，當上擺臂3或下擺臂1通過該連接頭與箱體5或前腿連接塊2上的雙耳片絞接后，上擺臂3或下擺臂1轉(zhuǎn)動時，兩個相互垂直的平面的限位夾角與箱體5或前腿連接塊2發(fā)生干涉，使得上擺臂3或下擺臂1轉(zhuǎn)動受限，實現(xiàn)了對上擺臂3或下擺臂的限位。并且同一個上擺臂3或下擺臂1兩端的夾角方向相反。所述的連接頭外圓表面有一段圓弧面。上擺臂3和下擺臂1的臂桿兩端的連接頭的內(nèi)孔的孔徑與雙耳片上的連接孔同徑。斜桿的傾斜角度以能夠?qū)⑾潴w5和前腿連接塊2通過各自的雙耳片連接到一起為宜。連接時，將兩個下擺臂1 一端的連接頭分別插入前腿連接塊2的端面下部的兩個雙耳片中，并通過銷軸鉸接；兩個下擺臂1另一端的連接頭分別插入箱體5的端面下部的兩個雙耳片中，并通過銷軸鉸接。同樣，將兩個上擺臂3—端的連接頭分別插入前腿連接塊2 端面上部的兩個雙耳片中，并通過銷軸鉸接；兩個下擺臂1另一端的連接頭分別插入箱體5 的端面上部的兩個雙耳片中，并通過銷軸鉸接。位于機器人同一側(cè)的上擺臂3、下擺臂1、箱體5的一側(cè)邊和前腿連接塊2的一側(cè)邊組成了一個平行四邊形，使得前腿連接塊2、上擺臂 3和下擺臂1可以轉(zhuǎn)動。前機身減振器4的一端插入前腿連接塊2下部中間位置的雙耳片中，并通過銷軸鉸接；前機身減振器4的另一端插入箱體5的端面上部中間位置的雙耳片中，并通過銷軸鉸接。完成上述連接后，即完成了前機身的裝配。在機器人腿部不受力時，由于前機身減振器4上的彈簧為壓簧，連接塊2和箱體5 在前機身減振器4的作用下受到擴張的彈力，此時，通過上擺臂3和下擺臂1的連接頭15 上的限位夾角阻止前腿連接塊2的轉(zhuǎn)動，使上擺臂3、下擺臂1、箱體5和前腿連接塊2之間無相對運動。 當機器人前腿受力時，所受的力傳遞到前腿連接塊2上，此時與前腿連接塊2連接的前機身減振器4的壓簧受壓，前機身減振器4的活塞收縮桿收縮，由于位于機器人同一側(cè)的上擺臂3、下擺臂1、箱體5的一側(cè)邊和前腿連接塊2的一側(cè)邊組成一個平行四邊形，使得前腿連接塊2、上擺臂3和下擺臂1產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動時，上擺臂3和下擺臂1繞箱體沿擺臂連接頭的弧形面轉(zhuǎn)動，前腿連接塊2隨著上擺臂3和下擺臂1的轉(zhuǎn)動亦沿擺臂連接頭的弧形面轉(zhuǎn)動，緩沖機身的受力，并通過前機身減振器4衰減由此引起的震動。 如圖7所示。連接脊椎包括第一脊椎連桿6、10個扭簧8、4個脊椎連桿9、末端脊椎連桿10和5個過渡件14，并由第一脊椎連桿6、多節(jié)脊椎連桿9和末端脊椎連桿10鉸接而成。[0043]脊椎連桿9如圖8、圖9所示。脊椎連桿9的數(shù)量根據(jù)機器人前機身和后機身之間的連接長度確定，本實施例中，脊椎連桿9有4個，為圓形殼體。脊椎連桿9內(nèi)孔的孔徑大于過渡件14的外徑。脊椎連桿9殼體一端端面有對稱的兩個弧形凹槽，使脊椎連桿9殼體該端端面呈對稱的雙“U”型，兩個弧形凹槽均自脊椎連桿9兩端殼體的端面沿脊椎連桿 9殼體延伸，并對稱的分布在脊椎連桿9的圓周上；兩個弧形凹槽的槽底為所述的雙“U”型的槽底；在兩個“U”型之間的脊椎連桿9殼體上分別有通孔，形成了一對過渡件14的安裝孔，并且兩個安裝孔同軸。脊椎連桿9殼體另一端端面亦為雙“U”型，在兩個“U”型之間的脊椎連桿9殼體上亦分別有一對過渡件14的安裝孔，并且兩個安裝孔同軸。脊椎連桿9兩端的雙“U”型分布在不同的脊椎連桿9的圓周上，并且相互垂直；脊椎連桿9兩端的過渡件 14的安裝孔亦分布在不同的脊椎連桿9的圓周上，并且相互垂直。過渡件14的數(shù)量比脊椎連桿數(shù)量多1個，本實施例中，過渡件14有5個，其外形與脊椎連桿9的外形相同。過渡件14的外徑小于脊椎連桿9的內(nèi)徑；過渡件14的內(nèi)徑大于扭簧8的長度。過渡件14殼體兩端的一對通孔為連接銷7的安裝孔。第一脊椎連桿6為圓形殼體。第一脊椎連桿6的一端的端面與脊椎連桿9的結(jié)構(gòu)相同，亦為雙“U”型；在兩個“U”型之間的第一脊椎連桿6殼體上有一對過渡件14的安裝孔，并且兩個安裝孔同軸，另一端的端面是圓形，與箱體5的一側(cè)面的中心處固連；第一脊椎連桿6的內(nèi)徑大于過渡件14的外徑。末端脊椎連桿10的結(jié)構(gòu)如圖10所示。末端脊椎連桿10為圓形殼體。末端脊椎連桿10 —端端面與脊椎連桿9的結(jié)構(gòu)相同，亦為雙“U”型；在兩個“U”型之間的末端脊椎連桿10殼體上有一對過渡件14的安裝孔，并且兩個安裝孔同軸。末端脊椎連桿10 —端表面靠近安裝過渡件14安裝孔處開有貫通殼體的三角架11 頂角的安裝槽，在該安裝槽兩側(cè)的末端脊椎連桿10殼體上分別有連接孔；兩個連接孔同心，并且過渡件14的安裝孔和三角架11的安裝孔垂直。末端脊椎連桿10的另一端端面亦開有貫通殼體的后機身減震器12的安裝槽；該安裝槽始于末端脊椎連桿10的端面。在該安裝槽兩側(cè)的末端脊椎連桿10殼體上分別有與后機身減震器12絞接的連接孔；兩個連接孔同心。后機身減震器12的連接孔與三角架11 的安裝孔處于末端脊椎連桿10外圓周的同一表面。裝配連接脊椎時，將第一個過渡件14的一端裝入第一脊椎連桿6雙“U”型端的內(nèi)孔中，并通過連接銷7將第一脊椎連桿6和第一個過渡件14鉸接。分別將其余各過渡件14的兩端裝入各脊椎連桿6兩端內(nèi)，并通過連接銷7將各脊椎連桿6和各過渡件14鉸接。具體是，將第一個脊椎連桿9的一端套裝在與第一脊椎連桿6連接的第一個過渡件14另一端上，并通過連接銷7將第一個脊椎連桿9和第一個過渡件14鉸接。將第二個過渡件14 的一端裝入第一個脊椎連桿9另一端內(nèi)，并通過連接銷7將第二個過渡件14與第一個脊椎連桿9鉸接。將第二個脊椎連桿9的一端裝入第二個過渡件14的另一端，并通過連接銷7 將第二個脊椎連桿9與第二個過渡件14鉸接。將第三個脊椎連桿9的一端套裝在第二個脊椎連桿9上，并通過連接銷7將第三個過渡件14與第三個脊椎連桿9鉸接。以此類推， 即完成了機器人脊椎的連接。將最后一個過渡件14的一端裝入末端脊椎連桿10中，并通過連接銷7鉸接。[0053]將各扭簧8分別套裝在各連接銷7上，并使各連接扭簧8的一個伸出端緊貼于過渡件14的內(nèi)壁，另一個伸出端緊貼于脊椎連桿9的內(nèi)壁。本實施例中，通過連接脊椎將機器人的前機身和后機身連接在一起。在機身沒有受到外力而扭轉(zhuǎn)或彎曲趨勢時，在扭簧的作用下各個脊椎之間無相對運動。當機身受到外力發(fā)生扭轉(zhuǎn)或彎曲趨勢時，過渡件14和脊椎連桿9之間能夠在上下和左右各方位產(chǎn)生相對運動，并且由于多個由過渡件14和脊椎連桿連接在一起，使機器人的機身能夠產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動角度。如圖11所示。機器人的后機身包括三角架11、后機身減振器12和后腿連接塊 13。三角架11是用桿件焊接而成的等腰三角形。在三角架底邊與兩個斜邊形成的角上，分別與兩個后腿連接塊13中部焊接。如圖12所示，在三角架的頂角上，固定有連接頭， 該連接頭上有連接孔，該連接孔的內(nèi)徑與末端脊椎連桿10上的三角架安裝孔的孔徑相同。 三角架11頂角上的連接頭外圓表面朝向前機身側(cè)有限位板16，通過該限位板16限制三角架11的轉(zhuǎn)動。三角架13底邊中部有一對耳片，該耳片中心有同心孔，孔徑和后機身減振器 12的一端孔徑相同，用以和后機身減振器12的一端連接。后機身減振器12上的彈簧為壓簧。兩個后腿連接塊13分別與兩個后腿連接。安裝時，將三角架11的頂角的連接頭內(nèi)孔與末端脊椎連桿10上的三角架11安裝孔鉸接，使三角架11能夠繞末端脊椎連桿10上的三角架安裝孔的軸線方向在安裝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動。將后機身減震器12的一端裝入末端脊椎連桿10上的后機身減震器12連接孔內(nèi)，并通過銷軸鉸接；將后機身減震器12的另一端安裝在三角架11底邊的中心處的雙耳片內(nèi)，并通過銷軸鉸接。在機器人腿部無受力時，由于后機身減振器12上的彈簧為壓簧，三角架11和脊椎受到向外的彈力，三角架11頂角的限位板16限制了三角架11的轉(zhuǎn)動；當機器人腿部受力時，受到的力傳遞到后腿連接塊13上，此時與后腿連接塊13連接的后機身減振器12上的壓簧受壓，后機身減振器12的活塞收縮桿收縮，三角架11向限位板16的反向方向繞動，連接塊13隨著三角架11的轉(zhuǎn)動運動，通過后機身減振器12吸收振動的能量，起到緩沖消振的作用。
權(quán)利要求1.一種機器人的機身，包括前機身、后機身和連接脊椎，其特征在于，前機身包括箱體(5)、兩個前機身減振器G)、前腿連接塊O)、上擺臂C3)和下擺臂(1)；后機身包括三角架(11)、后機身減振器(1 和后腿連接塊(1 ；連接脊椎包括第一脊椎連桿(6)、2n+2個扭簧(8)、η個脊椎連桿(9)、末端脊椎連桿(10)和η+1個過渡件(14)，并由第一脊椎連桿(6)、多節(jié)脊椎連桿(9)和末端脊椎連桿(10)依次鉸接而成；前機身的兩個前腿連接塊(2) 位于箱體(5)的兩側(cè)，并通過兩對上擺臂(3)和兩對下擺臂(1)與箱體(5)連接；兩個前機身減振器(4)分別位于箱體(5)的兩側(cè)，并且該前機身減振器(4)的兩端分別與箱體(5) 和前腿連接塊( 連接；第一連接脊椎6固定安裝在箱體( 與后機身相對的表面中心處； 后機身的三角架(11)頂角的連接頭與末端脊椎連桿(10)鉸接，三角架(11)底邊的兩端分別與機器人的兩個后腿連接塊(1 固連；后機身減震器(1 的一端與末端脊椎連桿(10) 一端的后機身減震器(1 安裝孔鉸接，后機身減震器(1 的另一端與三角架(11)底邊中心處的雙耳片鉸接。
2.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，所述的兩對上擺臂(3)的一端分別鉸接在箱體( 兩端端面上部，兩對上擺臂(3)的另一端分別鉸接在前腿連接塊O)內(nèi)側(cè)表面的上部；兩對下擺臂(1)的一端分別鉸接在箱體( 兩端端面下部，兩對下擺臂(1) 的另一端分別鉸接在前腿連接塊O)內(nèi)側(cè)表面的下部；兩個前機身減振器的一端分別鉸接在箱體( 上的各對上擺臂C3)之間，兩個前機身減振器的另一端分別鉸接在前腿連接塊O)內(nèi)側(cè)表面上的各對下擺臂(1)之間。
3.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，脊椎連桿(9)有η個，并且所述的η為自然數(shù)；脊椎連桿(9)內(nèi)孔的孔徑大于過渡件(14)的外徑；扭簧⑶有2η+2個；過渡件(14)有η+1個，該過渡件(14)的內(nèi)徑大于扭簧⑶的長度；第一脊椎連桿(6)的內(nèi)孔的孔徑大于過渡件(14)的外徑；第一脊椎連桿(6) —端的殼體上有一對過渡件(14)的安裝孔；末端脊椎連桿(10)的內(nèi)孔的孔徑大于過渡件(14)的外徑；末端脊椎連桿(10) —端的殼體上有一對過渡件(14)的安裝孔，末端脊椎連桿(10)靠近過渡件(14)的安裝孔的表面上有三角架(11)的連接孔，并且過渡件(14)的安裝孔和三角架(11)的安裝孔垂直；末端脊椎連桿(10)的另一端的表面有后機身減震器(1 的連接孔，并且后機身減震器(12)的連接孔與三角架(11)的安裝孔處于同一表面。
4.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，所述的后機身三角架(11)的頂角的連接頭內(nèi)孔與末端脊椎連桿(10)上的三角架(11)的安裝孔鉸接；三角架(11)頂角的連接頭面向箱體(5)的方向設(shè)有限位板(16)；將后機身減震器(1 的一端裝入末端脊椎連桿(10)上的后機身減震器(1 連接孔內(nèi)；將后機身減震器(1 的另一端與三角架(11) 底邊的中心處的雙耳片鉸接。
5.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，所述的上擺臂(3)和下擺臂(1) 的結(jié)構(gòu)形狀相同，均由一根斜桿和位于該斜桿兩端的連接頭組成；所述的連接頭外圓表面均加工有兩個相互垂直的平面，并由兩個相互垂直的平面的夾角形成了限位夾角，并且同一個上擺臂(3)或下擺臂(1)兩端的夾角方向相反。
6.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，所述的上擺臂(3)、下擺臂(1)、 箱體(5)的一個側(cè)邊和前腿連接塊O)的一個側(cè)邊之間組成平行四邊形。
7.如權(quán)利要求3所述一種機器人的機身，其特征在于，所述的脊椎連桿(9)兩端的殼體上分別有兩個弧形凹槽，兩個弧形凹槽均自脊椎連桿(9)兩端殼體的端面沿脊椎連桿(9) 殼體延伸，并對稱的分布在脊椎連桿(9)的圓周上；脊椎連桿(9)兩端的兩個弧形凹槽分布在不同的脊椎連桿(9)的圓周上，并且相互垂直；兩個弧形凹槽之間的脊椎連桿(9)殼體上分別有通孔，形成了一對同心的過渡件(14)安裝孔，并且脊椎連桿(9)兩端的過渡件(14) 的安裝孔亦分布在不同的脊椎連桿(9)的圓周上，并且相互垂直。
8.如權(quán)利要求3所述一種機器人的機身，其特征在于，過渡件(14)的結(jié)構(gòu)外和脊椎連桿(9)的結(jié)構(gòu)相同；過渡件(14)外徑小于脊椎連桿(9)的內(nèi)徑，過渡件(14)的內(nèi)徑大于扭簧⑶的長度。
9.如權(quán)利要求1所述一種機器人的機身，其特征在于，裝配連接脊椎時，將第一個過渡件(14)的一端裝入第一脊椎連桿(6)內(nèi)孔中，并通過連接銷(7)將第一脊椎連桿(6)和第一個過渡件(14)鉸接；分別將其余各過渡件(14)的兩端裝入各脊椎連桿(6)兩端內(nèi)，并通過連接銷(7)將各脊椎連桿(6)和各過渡件(14)鉸接；將最后一個過渡件(14)的一端裝入末端脊椎連桿(10)中，并通過連接銷(7)鉸接；將各扭簧(8)分別套裝在各連接銷(7) 上，并使各連接扭簧(8)的一端伸出端緊貼于過渡件(14)的內(nèi)壁，另一端伸出端緊貼于脊椎連桿(9)的內(nèi)壁。
專利摘要一種機器人的機身，包括前機身、后機身和連接脊椎。連接脊椎由第一脊椎連桿、多節(jié)脊椎連桿、過渡件和末端脊椎連桿依次鉸接而成。前機身的兩個前腿連接塊通過兩對上擺臂和兩對下擺臂與箱體連接。兩個前機身減振器的兩端分別與箱體和前腿連接塊連接。后機身三角架的兩端分別與機器人的兩個后腿連接塊固連。前機身與后機身之間通過連接脊椎。本實用新型通過仿貓科動物的身體結(jié)構(gòu)，提出了一種帶有腰身自由度、具有很強的腿部與腰部的連接柔性和腰身柔性的仿生四足機器人的機身，增強了機器人腿部與機身的連接柔性，有利于四足機器人在行走、奔跑、跳躍過程中自身姿態(tài)的調(diào)節(jié)，增強了機器人腰身的靈活性，使四足機器人的腰身與腿部具有更強的協(xié)調(diào)性。
文檔編號B62D57/02GK202130522SQ20112009200
公開日2012年2月1日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者于薇薇, 馮華山, 王潤孝, 秦現(xiàn)生, 翟明敏, 譚小群 申請人:西北工業(yè)大學