躯干结构及四足机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种躯干结构及四足机器人。

背景技术：

四足机器人以四足动物为仿生对象，具有像四足动物那样灵活运动的潜在能力，既比双足机器人具有更好的稳定性，又比六足机器人的结构简单，可用于灾难救援、勘测探索、安防巡检等多个领域。但是，目前的四足机器人躯干部分的质量较大、结构复杂，而且强度较低，在应用于较为艰苦的环境中时，会导致四足机器人动力不足、而且容易损坏，主要部件损坏后，也不易更换的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种躯干结构及四足机器人，以解决现有技术中存在的四足机器人动力不足、容易损坏且部件不易更换的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种躯干结构，包括躯干框架、可拆卸连接于所述躯干框架的电池包、可拆卸连接于所述躯干框架的主控箱以及固定于所述躯干框架的腿部连接结构，所述躯干框架包括中部构件和两个端部构件，两个所述端部构件分别连接于所述中部构件的两端，两个所述端部构件均连接有所述腿部连接结构，所述中部构件具有用于容纳所述电池包的电池腔，且所述主控箱可拆卸连接于所述中部构件。

在一个实施例中，所述中部构件包括具有所述电池腔的箱体以及用于锁紧所述电池包的锁紧组件，所述电池腔具有供所述电池包放入和取出的取放口，所述锁紧组件设于所述取放口处。

在一个实施例中，所述箱体包括正对所述取放口的箱底壁以及连接于所述箱底壁的箱侧壁，所述箱侧壁朝背向所述电池腔的方向延伸形成环形凸台，所述主控箱的一侧伸入所述环形凸台围成的空间内。

在一个实施例中，所述主控箱通过螺纹件固定于所述环形凸台，所述环形凸台的侧壁开设有第一连接孔，所述主控箱伸入所述环形凸台内的侧壁上开设有第二连接孔，所述螺纹件穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔设置。

在一个实施例中，所述箱底壁上开设有供所述主控箱的电接口穿过并与所述电池包插接的避让口。

在一个实施例中，所述锁紧组件包括固定于所述箱体靠近所述取放口一侧的锁紧座、滑动连接于所述锁紧座中的滑动结构以及弹性连接于所述锁紧座和所述滑动结构之间的第一弹性件，所述滑动结构具有第一锁扣，所述第一锁扣具有第一导向斜面，所述电池包的侧面设有用于与所述第一锁扣锁紧的第二锁扣，所述第二锁扣具有用于与所述第一导向斜面配合推动所述滑动结构的第二导向斜面。

在一个实施例中，所述箱体的箱底壁设有用于使所述电池包从所述取放口弹出的第二弹性件。

在一个实施例中，所述腿部连接结构包括舵机框架、用于支撑所述舵机框架其中一端的第一支撑板以及用于支撑所述舵机框架另一端的第二支撑板，所述舵机框架的两端分别转动连接于所述第一支撑板和所述第二支撑板，所述第一支撑板固定于所述端部构件，所述第二支撑板固定于所述中部构件。

在一个实施例中，所述躯干框架还包括分别设于所述中部构件两侧的两个保护板，所述保护板固定于所述第二支撑板上，所述保护板和所述中部构件围成用于容纳侧部舵机的容纳腔。

本发明还提供一种四足机器人，包括上述的躯干结构。

本发明提供的躯干结构及四足机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本发明躯干结构包括躯干框架、电池包、主控箱和腿部连接结构，躯干框架包括中部构件和两个端部构件，电池包和主控箱可拆卸连接于中部构件，能够更加方便的更换电池包和主控箱，而且腿部旧均通过腿部连接结构连接于躯干结构上，使腿部机构也成为独立的模块，在其中一个腿部机构损坏时，能够及时更换。通过设置依次连接的其中一个端部构件、中部构件和另一个端部构件，使得躯干框架的结构较为简单、质量较轻，减小四足机器人所需的动力，在满足电池包、主控箱和腿部连接结构的基础上，躯干结构的整体刚度有所提高，减小四足机器人损坏的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的躯干结构的立体结构图；

图2为本发明实施例提供的躯干结构的爆炸结构图；

图3为本发明实施例提供的中部构件、电池包及主控箱的爆炸结构图；

图4为本发明实施例提供的形体的立体结构图；

图5为本发明实施例提供的锁紧组件的爆炸结构图；

图6为图3中a的局部放大图；

图7为图3中b的局部放大图；

图8为本发明实施例提供的四足机器人的立体结构图。

其中，图中各附图标记：

100-躯干结构；1-躯干框架；11-中部构件；111-箱体；1111-箱底壁；11110-避让口；1112-箱侧壁；1113-环形凸台；11130-第一连接孔；112-锁紧组件；1121-锁紧座；11210-滑动孔；1122-滑动结构；1123-滑动杆；11231-第一锁扣；11232-第一导向斜面；11233-杆部；1124-按键座；11241-按键部；11242-滑动条；1113-环形凸台；1114-取放口；12-端部构件；13-保护板；2-电池包；21-第二锁扣；211-第二导向斜面；3-主控箱；31-第二连接孔；32-电接口；33-凸起部；4-腿部连接结构；41-第一支撑板；42-第二支撑板；43-舵机框架；

200-腿部机构。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明实施例提供的躯干结构100进行说明。

请参阅图1及图2，在本发明的其中一个实施例中，躯干结构100包括躯干框架1、电池包2、主控箱3以及腿部连接结构4。电池包2为机器人提供动力，主控箱3可用于控制机器人中的腿部机构200。电池包2、主控箱3和腿部连接结构4均连接于躯干框架1，腿部连接结构4用于连接腿部机构200，腿部机构200用于行走。当该躯干结构100应用于四足机器人中时，腿部机构200的数量为四个。躯干框架1包括中部构件11和两个端部构件12，两个端部构件12分别连接中部构件11的两端，即其中一个端部构件12、中部构件11和另一个端部构件12依次连接。腿部连接结构4连接于端部构件12和/或中部构件11上，电池包2和主控箱3均设于中部构件11。腿部连接结构4的数量可选为两个、四个、六个等，每个腿部连接结构4上均用于连接腿部机构200，腿部连接结构4的数量和腿部机构200的数量相等，该躯干结构100适用于多足机器人。主控箱3和电池包2均可拆卸连接于中部构件11，使主控箱3和电池包2更容易拆装替换，使该躯干结构100模块化。中部构件11具有容纳电池包2的电池腔，中部构件11对电池包2具有保护作用，防止躯干结构100在受到撞击时，电池包2受到损坏。而且，在具有躯干结构100的多足机器人中，腿部机构200与腿部连接结构4可拆卸连接，这样，在其中一个腿部机构200损坏时，可以快捷地更换腿部机构200，适用于更加恶劣的使用场景。

上述实施例中的躯干结构100，包括躯干框架1、电池包2、主控箱3和腿部连接结构4，躯干框架1包括中部构件11和两个端部构件12，电池包2和主控箱3可拆卸连接于中部构件11，能够更加方便的更换电池包2和主控箱3，而且腿部机构200均通过腿部连接结构4连接于躯干结构100上，使腿部机构200也成为独立的模块，在其中一个腿部机构200损坏时，能够及时更换。通过设置依次连接的其中一个端部构件12、中部构件11和另一个端部构件12，使得躯干框架1的结构较为简单、质量较轻，减小四足机器人所需的动力，在满足安装电池包2、主控箱3和腿部连接结构4的基础上，躯干结构100的整体刚度有所提高，减小四足机器人损坏的可能性。

在本发明的其中一个实施例中，请参阅图2及图3，中部构件11包括箱体111和锁紧组件112，在电池包2位于电池腔内时，锁紧组件112用于锁紧电池包2，防止电池包2掉落。箱体111具有上述的电池腔，且电池腔具有取放口1114，电池包2从该取放口1114放入电池腔，或者从该取放口1114取出电池包2。锁紧组件112设置于取放口1114处，防止电池包2从取放口1114掉落。

可选地，请参阅图4，箱体111包括箱底壁1111和箱侧壁1112，箱侧壁1112连接于箱底壁1111的边缘，箱侧壁1112远离箱底壁1111的一侧围合形成取放口1114。箱侧壁1112朝向背向电池腔的方向延伸形成环形凸台1113，主控箱3的一侧伸入环形凸台1113围成的空间内，使主控箱3部分嵌入环形凸台1113围成的空间内，防止主控箱3左右晃动。在该实施例中，主控箱3通过螺纹件固定于箱体111的底部，即固定于环形凸台1113,。具体地，环形凸台1113的侧壁开设有第一连接孔11130，主控箱3伸入环形凸台1113部分的侧壁开设有第二连接孔31，螺纹件穿过第一连接孔11130和第二连接孔31设置，从而将主控箱3固定于箱底壁1111。当电池包2为方形时，箱体111则为方形箱体，箱侧壁1112由四个侧板围合而成，环形凸台1113则具有四个侧壁，至少两个相对侧壁上开设有第一连接孔11130。可选地，主控箱3具有伸入环形凸台1113内部的凸起部33，凸起部33的结构尺寸和环形凸台1113的内壁尺寸相适配，这样，主控箱3的长度和宽度可以与箱体111的长度和宽度设置为相同，使躯干结构100的外观面更平整。

可选地，请参阅图4，箱底壁1111上开设有避让口11110，由于主控箱3需要与电池包2电连接，需要由电池包2为主控箱3提供动力，主控箱3的电接口32穿过避让口11110进入电池腔中，使电接口32能够与电池包2插接。

在本发明的其中一个实施例中，请参阅图5至图7，锁紧组件112包括锁紧座1121、滑动结构1122和第一弹性件，锁紧座1121固定在箱体111的靠近取放口1114的一侧，具体地，锁紧座1121固定于箱侧壁1112远离箱底壁1111的一侧。滑动结构1122滑动连接于锁紧座1121中，第一弹性件的两端分别连接于滑动结构1122和锁紧座1121。滑动结构1122具有第一锁扣11231，第一锁扣11231具有第一导向斜面11232。电池包2的侧面设有第二锁扣21，第二锁扣21用于与第一锁扣11231锁紧，从而将电池包2锁紧于电池腔中。第二锁扣21具有第二导向斜面211，第二导向斜面211用于与第一导向斜面11232配合。具体地，在装入电池包2时，电池包2的第二锁扣21上的第二导向斜面211与第一导向斜面11232相配合，第二导向斜面211随电池包2的向下运动而向下运动，第二导向斜面211的向下运动则推动第一锁扣11231上的第一导向斜面11232水平运动，使第一锁扣11231水平移动，第一锁扣11231的水平移动使第一弹性件压缩，在第二导向斜面211和第一导向斜面11232相对移动至相互错开时，第二锁扣21完全位于第一锁扣11231的下方，第一锁扣11231在第一弹性件的弹力作用下水平回弹，从而使第一锁扣11231压住第二锁扣21，防止电池包2从箱体111的取放口1114处掉落。在拆卸电池包2时，推动第一锁扣11231，使第一弹性件压缩，此时，第一锁扣11231和第二锁扣21相互错开，然后将电池包2取出。

可选地，箱体111的箱底壁1111设有第二弹性件，在电池包2放置于电池腔中时，第二弹性件的两端分别抵接于箱底壁1111和电池包2。第二弹性件的设置可以在放置电池包2时，对电池包2进行缓冲，第二弹性件的设置还可以在拆卸电池包2时，电池包2自动弹出。第二弹性件的数量为多个，第二弹性件可选为弹簧，如碟簧。可选地，第一弹性件也为弹簧。

可选地，锁紧组件112的数量为两个，分别设于箱侧壁1112的相对两侧，使得电池包2的两侧均被锁住，保证机器人在工作时，电池包2不会掉落。各个锁紧组件112的锁紧座1121可一体成型，为框形座，框形座可通过紧固件固定于箱侧壁1112。

可选地，滑动结构1122包括滑动杆1123以及固定于滑动杆1123的按键座1124。滑动杆1123包括杆部11233以及固定于杆部11233一端的第一锁扣11231，锁紧座1121开设有滑动孔11210，杆部11233滑动连接于滑动孔11210中，第一弹性件的一端抵接于滑动孔11210的底壁，第一弹性件的另一端抵接于杆部11233的端部。按键座1124与滑动杆1123分体设置，便于滑动杆1123的安装。按键座1124包括按键部11241以及分别连接于按键座1124两侧的滑动条11242，滑动条11242也滑动连接于锁紧座1121中。按键座1124背向第一弹性件一侧倾斜设置，且设有防滑部，便于手部推动按键座1124水平移动。

可选地，电池包2的顶部设置有提手，提手转动连接于电池包2的顶部，在需要放入或者取出电池包2时，可将提手转动至与电池包2的顶部垂直，方便取放电池包2。

在本发明的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，腿部连接结构4包括舵机框架43、第一支撑板41和第二支撑板42。舵机框架43用于安装驱动腿部机构200前摆的前摆舵机，舵机框架43则由侧部舵机驱动，侧部舵机可以带动舵机框架43和腿部机构200共同侧摆。第一支撑板41用于支撑舵机框架43的其中一端，第二支撑板42用于支撑舵机框架43的另外一端。更具体地，舵机框架43能够相对第一支撑板41和第二支撑板42转动，侧部舵机的输出端由第二支撑板42支撑，相当于舵机框架43的其中一端起到支撑作用，舵机框架43的另一端则由第一支撑板41支撑。

其中，第一支撑板41固定于端部构件12，第二支撑板42固定于中部构件11，使舵机框架43架设于端部构件12的侧面，进而固定于躯干框架1上。

可选地，腿部连接结构4的数量为多个，且与腿部机构200的数量相等，每个腿部连接结构4上均连接有一个腿部机构200。如，腿部机构200的数量为四个时，腿部连接结构4的数量也为四个，且其中两个腿部连接结构4分别设于其中一个端部构件12的相对两侧，另外两个腿部连接结构4则分别设于另一个端部构件12的相对两侧。

可选地，端部构件12面向舵机框架43的侧面内凹设置，使得前摆舵机能够伸入内凹处，减小机器人的整体体积，而且不会破坏躯干结构100的强度。

在本发明的其中一个实施例中，请参阅图1及图2，躯干框架1包括中部构件11和端部构件12，还包括两个保护板13，两个保护板13分别设于中部构件11的两侧，保护板13用于保护侧部舵机。更具体地，保护板13和中部框架的侧面之间形成有容纳腔，可以容纳侧部舵机，并对侧面舵机进行保护。当侧面舵机为圆柱形时，保护板13可选为与侧面舵机的表面形状相匹配的弧形板。相应地，箱体111面向侧面舵机的侧面呈内凹弧形设置，使得侧面舵机与箱体111的侧面更贴合，对侧面舵机具有定位作用。

现对本发明实施例提供的四足机器人进行说明。

请参阅图8，本发明还提供一种四足机器人，四足机器人包括上述任一实施例中的躯干结构100，还包括四个腿部机构200，腿部机构200用于行走，腿部机构200连接于对应的腿部连接结构4上。

上述实施例中的四足机器人，采用了上述的躯干结构100，躯干结构100包括躯干框架1、电池包2、主控箱3和腿部连接结构4，躯干框架1包括中部构件11和两个端部构件12，电池包2和主控箱3可拆卸连接于中部构件11，能够更加方便的更换电池包2和主控箱3，而且腿部机构200均通过腿部连接结构4连接于躯干结构100上，使腿部机构200也成为独立的模块，在其中一个腿部机构200损坏时，能够及时更换。通过设置依次连接的其中一个端部构件12、中部构件11和另一个端部构件12，使得躯干框架1的结构较为简单、质量较轻，减小四足机器人所需的动力，在满足安装电池包2、主控箱3和腿部连接结构4的基础上，躯干结构100的整体刚度有所提高，减小四足机器人损坏的可能性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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