1.一种具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:其包括回转机体、第一腿、第二腿、第三腿以及第四腿;所述回转机体包括上回转机体和下回转机体;所述第一腿、第二腿、第三腿以及第四腿分别设置在所述回转机体的前端、后端、第一侧以及第二侧,初始位置下,每两条相邻的腿之间的夹角均为90°,所述第一腿和第二腿为一组,所述第三腿和第四腿为一组,所述第一腿和第二腿分别与所述上回转机体固定连接,所述第三腿和第四腿分别与所述下回转机体固定连接,当机器人处于初始位置时,第一腿和第二腿所在轴线与第三腿和第四腿所在轴线处于相互垂直状态,当机器人进行旋转时,所述上回转机体相对于所述下回转机体转动预设角度,第一腿和第二腿所在轴线与第三腿和第四腿所在轴线处于非垂直状态,之后,所述下回转机体相对于所述上回转机体转动相同的预设角度,第一腿和第二腿所在轴线与第三腿和第四腿所在轴线再次处于垂直状态;
所述上回转机体包括上回转台、上固定底座、上回转支承、上回转支承驱动齿轮、上回转驱动电机和上驱动齿轮轴,所述下回转机体包括下回转台、下固定底座、下回转支承、下回转支承驱动齿轮、下回转驱动电机和下驱动齿轮轴;所述上回转支承固定端与所述上固定底座固定连接,所述上回转支承回转端与上回转台相连,所述上回转支承通过上回转驱动电机带动上驱动齿轮轴进而带动上回转支承驱动齿轮完成对上回转支承回转端的驱动,从而实现上回转台的转动;所述下回转支承固定端与所述下固定底座连接,所述下回转支承回转端与所述下回转台连接,所述下回转支承通过下回转驱动电机带动下驱动齿轮轴进而带动下回转支承驱动齿轮完成对下回转支承回转端的驱动,从而实现下回转台的转动;
所述第一腿、第二腿、第三腿以及第四腿的结构相同,均包括腿部驱动电机、两个短连杆、两个长连杆以及足端;腿部驱动电机的输出轴与短连杆的第一端转动连接,短连杆的第二端与一个长连杆的第一端转动连接,两个长连杆的第二端均与所述足端的顶部固定连接,每一个腿均具有X轴方向和Y轴方向的自由度。
2.根据权利要求1所述的具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:每一条腿的腿部驱动电机均包括两个相对设置的电机,每一个电机的输出端均连接有一个短连杆,每一个短连杆连接有一个长连杆,两个短连杆与各自的电机输出轴的连接处在Z轴方向上具有一定的间距,两个短连杆、两个长连杆以及两个短连杆之间的电机输出轴共同组成具有X轴方向和Y轴方向两个自由度的五杆机构。
3.根据权利要求1所述的具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:所述腿部驱动电机安装在电机固定座上,电机固定盖通过螺钉与电机固定座相连。
4.根据权利要求3所述的具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:所述上回转台和所述下回转台均设置有安装板,所述上回转台安装板上表面与下回转台安装板下表面处于同一水平高度,所述第一腿和第二腿的电机固定座与所述上回转台安装板的下表面固定,所述第三腿和第四腿的电机固定座与所述下回转台安装板的下表面固定。
5.根据权利要求1所述的具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:所述第一腿和第二腿的上方设置有顶盖,所述第三腿和第四腿的上方设置有侧盖,所述顶盖和侧盖的底部均设置有凸台,所述侧盖通过凸台与下回转台的安装板上所开设的凹槽连接,所述顶盖通过凸台与上回转台的安装板上所开设的凹槽连接。
6.根据权利要求5所述的具有可转机体的九自由度四足机器人,其特征在于:所述顶盖和侧盖的内端部均设置有外凸起,所述上回转台的侧壁开设有侧边槽,在下回转台的旋转过程中,所述顶盖和侧盖能够在上回转台的侧边槽中实现相对滑动。
7.一种基于权利要求1所述的具有可转机体的九自由度四足机器人的控制方法,其特征在于:其包括以下步骤:
S1、机器人从静止状态开始运动,需要转向时,抬起机器人第一腿与第二腿,第三腿与第四腿处于支撑相,控制器控制驱动上回转台顺时针旋转一定角度,带动第一腿与第二腿跟随上回转台完成旋转;
S2、之后第一腿和第二腿同时落地进入支撑相,同时抬起机器人第三腿和第四腿,控制器控制驱动下回转台顺时针旋转相同角度,带动第三腿和第四腿跟随下回转台完成旋转,之后左腿与右腿落下进入支撑相,机器人完成一次转向动作,转向时机器人的步距大小为
0,机器人足端近在高度方向上产生位移;
S3、之后进入运动过程,在运动过程中,机器人第一腿与第二腿首先进入摆动相,此时第三腿与第四腿处于支撑相,当机器人第一腿与第二腿进入支撑相后,第三腿与第四腿进入摆动相;
在机器人进行直线运动时,通过给定步距值以及抬腿高度实现机器人向前迈步,此时机器人足端的运动轨迹为一曲线段,并通过支撑相实现机体的前移,此时机器人足端的运动轨迹为一直线段;
机器人摆动相的足端运动轨迹为:
其中:x为机器人前进方向;z为机器人竖直高度方向;S为机器人的步距大小;t为机器人的足端运动时间;Tm为摆动相周期;H为机器人足端抬起的高度;sgn()为足端竖直移动方向函数;f(t)为时间函数;
支撑相的轨迹方程为:
8.一种基于权利要求7所述的控制方法,其特征在于:所述上回转台和下回转台旋转的一定角度根据需要在控制器中进行设定。