一種柔索驅動的仿生柔性機體機構的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種柔索驅動的仿生柔性機體機構，屬于智能機器人領域。
【背景技術】
[0002]目前的四足機器人難以達到類似于四足生物那樣的機動性和動態穩定性，四足機器人應該具有適應非結構化環境的機動性。通過觀察四足生物(如獵豹等)在轉向或奔跑步態，發現其柔性機體能側向彎曲和俯仰彎曲。
[0003]國內外對四足機器人的研究多集中在環境感知、步態規劃等方面。四足機器人的機體有剛性和柔性的分別，剛性機體無法實現彎曲的動作，為了使得四足機器人具有快速轉向或者奔跑功能，其機體需要具備一定的柔性，以實現彎曲。目前四足機器人柔性機體方面的研究很少。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于針對已有的技術存在的不足，提供一種柔索驅動的仿生柔性機體機構，可以側向彎曲和上下彎曲，具有結構簡單緊湊、運動靈活、柔順型和良好的仿生效果等特點。適用于四足仿生機器人，能提高四足機器人適應非結構化環境的機動性。
[0005]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種柔索驅動的仿生柔性機體機構，包括前機體組件、柔索驅動組件、仿生脊柱和后機體組件；所述前機體組件和后機體組件為框架結構；柔索驅動組件中定位支架一和定位支架二通過螺釘與前機體固定連接，柔索驅動組件中水平柔索和豎直柔索通過螺釘與后機體固定連接；仿生脊柱前后端分別通過螺釘與前機體組件、后機體固定連接。
[0006]所述前機體組件包括前機體框架、轉向滑輪一、轉向滑輪二、轉向滑輪三和轉向滑輪四；所述轉向滑輪一和轉向滑輪四水平安裝在前機體框架左右兩側，轉向滑輪二、轉向滑輪三豎直安裝在前機體框架上下兩端。
[0007]所述柔索驅動組件包括定位支架一、電機固定支架一、水平支撐板、定滑輪一、電機一、導輪支撐板一、導輪一、水平柔索、導輪支撐板二、導輪二、豎直柔索、電機二、定滑輪二、導輪三、導輪支撐板三、鍵二、導輪支撐板四、電機固定支架二、導輪四、定位支架二和鍵一；所述定位支架一和定位支架二通過螺釘與前機體框架固定連接；定位支架一和定位支架二分別通過螺栓依次與電機固定支架一和電機固定支架二固定連接；電機固定支架一和電機固定支架二分別通過螺釘與水平支撐板固定連接；導輪支撐板一、導輪支撐板二、導輪支撐板三和導輪支撐板四分別通過螺釘與水平支撐板固定連接；導輪支撐板一、導輪支撐板二、導輪支撐板三和導輪支撐板四分別與導輪一、導輪二、導輪三和導輪四轉動連接；電機一和電機二通過螺釘依次與水平支撐板固定連接；所述水平柔索一端通過螺釘與后機體組件固定連接，另一端依次穿過仿生脊柱水平方向一側的扇形孔、前機體框架、導輪二、導輪一和定滑輪一后，反向穿過導輪四、導輪三、前機體框架和仿生脊柱水平方向另一側的扇形孔，最后通過螺釘與后機體組件固定連接；所述豎直柔索的一端通過螺釘與后機體組件固定連接，另一端依次穿過仿生脊柱豎直方向一側的扇形孔和前機體框架后，繞過轉向滑輪二、轉向滑輪一和定滑輪二后，再繞過轉向滑輪四和轉向滑輪三后，穿過前機體框架、仿生脊柱豎直方向另一側的扇形孔后，通過螺釘和后機體組件固定連接；定滑輪一和定滑輪二分別通過鍵一和鍵二依次與電機一和電機二輸出軸固定連接。
[0008]所述仿生脊柱由若干節結構與大小完全相同的仿生脊柱單元依次排列而成；每一節仿生脊柱單元包括一個仿生椎骨一、缺口螺釘一、缺口螺釘二、彈簧一、彈簧二、缺口螺釘五、缺口螺釘六、仿生椎骨二、缺口螺釘八、缺口螺釘七、彈簧三、彈簧四、缺口螺釘三和缺口螺釘四，前一節的仿生椎骨一與后一節的仿生椎骨二中部形成球鉸連接；同時，彈簧一、彈簧二、彈簧三、彈簧四的一端依次通過缺口螺釘一、缺口螺釘二、缺口螺釘三和缺口螺釘四與前一節的仿生椎骨一固定連接；彈簧一、彈簧二、彈簧三、彈簧四的另一端依次通過缺口螺釘五、缺口螺釘六、缺口螺釘八和缺口螺釘七與后一節的仿生脊柱二固定連接，實現仿生脊柱俯仰彎曲和左右彎曲動作。
[0009]本發明與現有技術相比，具有下列顯而易見的突出的實質性特點和技術進步:
一、本發明改變傳統四足機器人剛性機體的設計理念，提出一種柔索驅動的仿生機體機構，用于四足仿生機器人，可實現側向彎曲和俯仰彎曲運動。
[0010]二、本發明使四足機器人具有更好仿生性，仿照四足生物在轉向時機體的彎曲，奔跑時機體的俯仰運動，既符合仿生學，又具有柔性的特點
三、本發明針對柔索只能承受軸向力的局限，設計了一種補償結構。該補償結構為前機體組件中的4個轉向滑輪組合，通過柔索繞過4個轉向滑輪使得柔索發生彎曲，從而承受不同方向的軸向力。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明一種柔索驅動的仿生柔性機體結構的初始狀態示意圖。
[0012]圖2是本發明一種柔索驅動的仿生柔性機體結構的前機體組件示意圖。
[0013]圖3是本發明一種柔索驅動的仿生柔性機體結構的柔索驅動組件示意圖。
[0014]圖4是本發明一種柔索驅動的仿生柔性機體結構的仿生椎骨整體示意圖。
[0015]圖5是本發明一種柔索驅動的仿生柔性機體結構的仿生椎骨單元爆炸圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和優選實例對本發明左進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種柔索驅動的仿生柔性機體機構，包括前機體組件1、柔索驅動組件I1、仿生脊柱III和后機體組件IV ;所述前機體組件I和后機體組件IV為框架結構；柔索驅動組件II中定位支架一 6和定位支架二 25通過螺釘與前機體I固定連接，柔索驅動組件II中水平柔索13和豎直柔索16通過螺釘與后機體IV固定連接；仿生脊柱III前后端分別通過螺釘與前機體組件1、后機體IV固定連接。
[0017]如圖2所示，所述前機體組件I包括前機體框架1、轉向滑輪一 2、轉向滑輪二 3、轉向滑輪三4和轉向滑輪四5 ;所述轉向滑輪一 2和轉向滑輪四5水平安裝在前機體框架I左右兩側，轉向滑輪二 3、轉向滑輪三4豎直安裝在前機體框架I上下兩端。
[0018]如圖3所示，所述柔索驅動組件II包括定位支架一 6、電機固定支架一 7、水平支撐板8、定滑輪一 9、電機一 10、導輪支撐板一 11、導輪一 12、水平柔索13、導輪支撐板二 14、導輪二 15、豎直柔索16、電機二 17、定滑輪二 18、導輪三19、導輪支撐板三20、鍵二 21、導輪支撐板四22、電機固定支架二 23、導輪四24、定位支架二 25和鍵一 26 ;所述定位支架一 6和定位支架二 25通過螺釘與前機體框架I固定連接；定位支架一 6和定位支架二 24分別通過螺栓依次與電機固定支架一 7和電機固定支架二 23固定連接；電機固定支架一 7和電機固定支架二 23分別通過螺釘與水平支撐板8固定連接；導輪支撐板一 11、導輪支撐板二 14、導輪支撐板三20和導輪支撐板四22分別通過螺釘與水平支撐板8固定連接；導輪支撐板一11、導輪支撐板二 14、導輪支撐板三20和導輪支撐板四22分別與導輪一 12、導輪二 15、導輪三19和導輪四24轉動連接；電機一 10和