本发明涉及机器人，具体是指一种四足机器人。
背景技术：
足式机器人种类繁多，可用于军事、生活服务、抢险救灾和娱乐等多个领域。按照机器人的行走方式，可以将机器人分为轮式机器人、履带式机器人和足式机器人。轮式机器人和履带式机器人移动方式对周围环境的要求较高，因此其应用范围受到一定的限制。足式机器人凭借其在行走过程中与地面的非连续接触特性表现出了很强的适应性，尤其在有障碍物的通道上或很难接近的工作场地上具有更广阔的发展前景。绝大多数足式机器人的足数为偶数，按照足数，可以将足式机器人分为双足、四足、六足和八足，甚至更多。四足机器人既能以静态步行方式实现不平地面及复杂地形上的行走，又能以动态步行方式实现高速行走，因此更加受到重视。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是现有的四足机器人结构复杂，成本高昂，不适用于教学及文化宣传、运输等领域。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种四足机器人，包括躯干机构、四肢机构和主控机构，躯干机构包括中部盒体，中部盒体前端通过前部盒体盖连接有前部盒体，后端通过尾部盒体盖连接有尾部盒体，前部盒体上方连接有头部，中部盒体上方加装有上盖，中部盒体内设有主控机构，主控机构包括电性连接的主控板和舵机控制板，利用舵机控制板实现对各伺服舵机的控制，利用主控板实现对舵机控制板的各种舵机动作指令的传输，从而完成机器人各种舞蹈动作的编排和展示，同时利用其丰富的硬件接口，用于读取各类传感器传回的数据并进行分析，智能地判断当前的周围环境，作出相应的反馈，实现各种人机互动以及相应的进圈功能；
四肢机构包括分设连接在中部盒体两侧的四条腿部装置，每条腿部装置均包括髋关节部、大腿部、膝关节部、小腿部、踝关节部和脚板，髋关节部连接中部盒体上的连接部，髋关节部下方通过大腿部连接膝关节部，膝关节部下方通过小腿部连接踝关节部，踝关节部下方连接有脚板，连接部处设有一个舵机，舵机通过联轴器连接髋关节部处的舵机，在舵机控制板的控制下通过两个舵机的配合工作实现行走过程中髋关节部的前后摆动和侧摆调整方向的功能；膝关节部处设有一个舵机以实现前后摆动；踝关节部设有一个舵机以实现前后摆动；
所有舵机均通过信号线与舵机控制板连接，实现动作指令的接收和反馈。
本发明与现有技术相比的优点在于：整体结构简单精巧，零部件选择、连接和工作原理合理，成本低廉，制作和使用便捷，利用主控板实现对舵机控制板的各种舵机动作指令的传输，从而完成机器人各种舞蹈动作的编排和展示，同时利用其丰富的硬件接口，用于读取各类传感器传回的数据并进行分析，智能地判断当前的周围环境，作出相应的反馈，实现各种人机互动以及相应的进圈功能。
作为改进，髋关节部实现前后的摆动和侧摆调整方向，共包括2个自由度。
作为改进，膝关节部实现前后的摆动，为1个自由度。
作为改进，踝关节部实现前后的摆动，为1个自由度。
作为改进，脚板处设有一个舵机，根据输入的指令通过联轴器与连杆及齿轮间配合实现脚板的移动。
作为改进，四肢机构的每个腿部装置均由5个舵机组成，形成总共具有20个自由度。
作为改进，躯干机构和四肢机构外壳上根据需要安装多个激光测距传感器和超声波测距传感器，激光测距传感器和超声波测距传感器通过信号线连接所述主控机构的主控板，实现位置数据的实时传输和反馈。
附图说明
图1是一种四足机器人外部的结构示意图。
图2是一种四足机器人的侧面结构示意图。
图3是一种四足机器人的电路原理图。
如图所示：1、头部，2、前部盒体，3、前部盒体盖，4、中部盒体，5、上盖，6、连接部，7、髋关节部，8、大腿部，9、膝关节部，10、小腿部，11、踝关节部，12、脚板，13、尾部盒体，14、尾部盒体盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种四足机器人，包括躯干机构、四肢机构和主控机构，其特征在于：所述躯干机构包括中部盒体4，所述中部盒体4前端通过前部盒体盖3连接有前部盒体2，后端通过尾部盒体盖14连接有尾部盒体13，所述前部盒体2上方连接有头部1，所述中部盒体4上方加装有上盖5，中部盒体4内设有所述主控机构，所述主控机构包括电性连接的主控板和舵机控制板，利用所述舵机控制板实现对各伺服舵机的控制，利用所述主控板实现对舵机控制板的各种舵机动作指令的传输，从而完成机器人各种舞蹈动作的编排和展示，同时利用其丰富的硬件接口，用于读取各类传感器传回的数据并进行分析，智能地判断当前的周围环境，作出相应的反馈，实现各种人机互动以及相应的进圈功能；
所述四肢机构包括分设连接在中部盒体4两侧的四条腿部装置，每条腿部装置均包括髋关节部7、大腿部8、膝关节部9、小腿部10、踝关节部11和脚板12，所述髋关节部7连接中部盒体4上的连接部6，髋关节部7下方通过大腿部8连接所述膝关节部9，膝关节部9下方通过所述小腿部10连接踝关节部11，所述踝关节部11下方连接有脚板12，所述连接部6处设有一个舵机，舵机通过联轴器连接髋关节部7处的舵机，在所述舵机控制板的控制下通过两个舵机的配合工作实现行走过程中髋关节部7的前后摆动和侧摆调整方向的功能；所述膝关节部9处设有一个舵机以实现前后摆动；所述踝关节部11设有一个舵机以实现前后摆动；
所有所述舵机均通过信号线与舵机控制板连接，实现动作指令的接收和反馈。
所述髋关节部7实现前后的摆动和侧摆调整方向，共包括2个自由度。
所述膝关节部9实现前后的摆动，为1个自由度。
所述踝关节部11实现前后的摆动，为1个自由度。
所述脚板12处设有一个舵机，根据输入的指令通过联轴器与连杆及齿轮间配合实现脚板12的移动。
所述四肢机构的每个腿部装置均由5个舵机组成，形成总共具有20个自由度。
所述躯干机构和四肢机构外壳上根据需要安装多个激光测距传感器和超声波测距传感器，激光测距传感器和超声波测距传感器通过信号线连接所述主控机构的主控板，实现位置数据的实时传输和反馈。
本发明的工作原理：本产品的设计创意、出发点为年兽传说，通过3dsmax软件对年兽整体零部件进行绘制后由3d打印成型，本产品设计原理为四足生物，四足生物的腿部一般包括髋、膝和踝3个关节。，在行走过程中髋关节实现前后的摆动和侧摆调整方向，因此在结构上应该包括2个自由度；膝关节可简化为1个自由度的前后摆动踝关节和膝关节一样为1个自由度的前后摆动。我们仿造四足动物的结构来设计主要关节，一条腿由五个舵机组成，形成总共具有20个自由度的机器人。
在整体的控制原理上，利用舵机控制板实现对各伺服舵机的控制，利用主控板实现对舵机控制板的各种舵机动作指令的传输，从而完成机器人各种舞蹈动作的编排和展示，同时利用其丰富的硬件接口，用于读取各类传感器传回的数据并进行分析，智能地判断当前的周围环境，作出相应的反馈，实现各种人机互动以及相应的功能。
本产品的功能应用上不局限于文化教学，还可拓展至运输、救援等领域，激光测距和超声波测距传感器都是可以在复杂环境进行避障的，机器人的上盖是可拆卸的，中部空间也足够大，可以应用于运输这一块，为提高定位精度，安装了陀螺仪用于定位需求。
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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种四足机器人，包括躯干机构、四肢机构和主控机构，其特征在于：所述躯干机构包括中部盒体(4)，所述中部盒体(4)前端通过前部盒体盖(3)连接有前部盒体(2)，后端通过尾部盒体盖(14)连接有尾部盒体(13)，所述前部盒体(2)上方连接有头部(1)，所述中部盒体(4)上方加装有上盖(5)，中部盒体(4)内设有所述主控机构，所述主控机构包括电性连接的主控板和舵机控制板，利用所述舵机控制板实现对各伺服舵机的控制，利用所述主控板实现对舵机控制板的各种舵机动作指令的传输，从而完成机器人各种舞蹈动作的编排和展示，同时利用其丰富的硬件接口，用于读取各类传感器传回的数据并进行分析，智能地判断当前的周围环境，作出相应的反馈，实现各种人机互动以及相应的进圈功能；
所述四肢机构包括分设连接在中部盒体(4)两侧的四条腿部装置，每条腿部装置均包括髋关节部(7)、大腿部(8)、膝关节部(9)、小腿部(10)、踝关节部(11)和脚板(12)，所述髋关节部(7)连接中部盒体(4)上的连接部(6)，髋关节部(7)下方通过大腿部(8)连接所述膝关节部(9)，膝关节部(9)下方通过所述小腿部(10)连接踝关节部(11)，所述踝关节部(11)下方连接有脚板(12)，所述连接部(6)处设有一个舵机，舵机通过联轴器连接髋关节部(7)处的舵机，在所述舵机控制板的控制下通过两个舵机的配合工作实现行走过程中髋关节部(7)的前后摆动和侧摆调整方向的功能；所述膝关节部(9)处设有一个舵机以实现前后摆动；所述踝关节部(11)设有一个舵机以实现前后摆动；
所有所述舵机均通过信号线与舵机控制板连接，实现动作指令的接收和反馈。
2.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述髋关节部(7)实现前后的摆动和侧摆调整方向，共包括2个自由度。
3.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述膝关节部(9)实现前后的摆动，为1个自由度。
4.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述踝关节部(11)实现前后的摆动，为1个自由度。
5.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述脚板(12)处设有一个舵机，根据输入的指令通过联轴器与连杆及齿轮间配合实现脚板(12)的移动。
6.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述四肢机构的每个腿部装置均由5个舵机组成，形成总共具有20个自由度。
7.根据权利要求1所述的一种四足机器人，其特征在于：所述躯干机构和四肢机构外壳上根据需要安装多个激光测距传感器和超声波测距传感器，激光测距传感器和超声波测距传感器通过信号线连接所述主控机构的主控板，实现位置数据的实时传输和反馈。
技术总结