一種用于機(jī)器人的自適應(yīng)可變形行走裝置及機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種用于機(jī)器人的自適應(yīng)可變形行走裝置，本發(fā)明還涉及一種機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注，用機(jī)器人代替人力來(lái)運(yùn)送物資、野外地形勘測(cè)等新需求的出現(xiàn)，促使機(jī)器人技術(shù)飛速發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步也對(duì)機(jī)器人對(duì)不同地形的適應(yīng)性提出了更高的要求，從而機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)能力成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]越障及自適應(yīng)能力是行走裝置性能的關(guān)鍵體現(xiàn)。目前的行走裝置分為輪式、腿式、履帶式以及復(fù)合式機(jī)構(gòu)，其中輪式行走裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但越障能力較差，履帶式體積大且越障能力有限，而腿式和復(fù)合式適應(yīng)性好但對(duì)技術(shù)要求高、結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜且成本較高，為順應(yīng)行走裝置的高適應(yīng)能力的發(fā)展趨勢(shì)，需要著手解決行走裝置中的這些不足。
[0004]綜上所述，如何有效地解決現(xiàn)有機(jī)器人行走裝置越障能力、運(yùn)載能力及成本難以兼顧等技術(shù)問(wèn)題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種用于機(jī)器人的自適應(yīng)可變形行走裝置，該可變形行走裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決現(xiàn)有機(jī)器人行走裝置越障能力、運(yùn)載能力及成本難以兼顧等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種包括上述可變形行走裝置的機(jī)器人。
[0006]為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種用于機(jī)器人的自適應(yīng)可變形行走裝置，包括三個(gè)行走爪，所述行走爪包括用于抓地的爪狀的尖端結(jié)構(gòu)，其外周均為圓弧狀，三個(gè)所述行走爪外周首尾相接可構(gòu)成完整的輪;每個(gè)所述行走爪均通過(guò)銷接的外定位軸與傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)與動(dòng)力輸出軸連接，所述可變形行走裝置還包括將所述行走爪繞各自外定位軸轉(zhuǎn)動(dòng)至伸出各自尖端結(jié)構(gòu)并定位的形態(tài)切換機(jī)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)包括與所述行走爪構(gòu)成的輪同軸設(shè)置的內(nèi)三角夾板和外三角夾板，內(nèi)三角夾板和所述外三角夾板各自尖端均設(shè)置有與所述行走爪配合的通孔，所述外定位軸依次將所述外三角夾板、所述行走爪和所述內(nèi)三角夾板銷接固定。
[0009]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述形態(tài)切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述行走爪內(nèi)側(cè)以對(duì)應(yīng)的外定位軸為中心的圓弧滑槽，所述圓弧滑槽內(nèi)均設(shè)置有內(nèi)定位軸，所述內(nèi)定位軸均與所述外三角夾板和所述內(nèi)三角夾板銷接，所述內(nèi)定位軸的側(cè)面設(shè)置有通孔;所述行走爪內(nèi)側(cè)所述圓弧滑槽外的位置銷接有滑柱，所述滑柱的軸向平行于所述行走爪的轉(zhuǎn)動(dòng)平面，所述滑柱一端通過(guò)銷軸與所述行走爪銷接，另一端可滑動(dòng)垂直穿設(shè)于所述內(nèi)定位軸的通孔內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述銷軸和所述內(nèi)定位軸之間的所述滑柱上套設(shè)有壓縮彈簧，所述壓縮彈簧抵緊所述內(nèi)定位軸。
[0011 ]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述圓弧滑槽的弧度為65°。
[0012]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述形態(tài)切換機(jī)構(gòu)還包括與所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置的中心齒輪，所述行走爪的內(nèi)周呈圓弧狀并且其上設(shè)置有導(dǎo)向齒，所述行走爪通過(guò)所述導(dǎo)向齒與所述中心齒輪嚙合。
[0013]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述行走爪的尖端結(jié)構(gòu)的外側(cè)和所述行走爪背離所述尖端結(jié)構(gòu)端部的外側(cè)均設(shè)置有增大行走爪摩擦力的橡膠摩擦塊。
[0014]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述內(nèi)三角夾板與所述動(dòng)力輸出軸之間通過(guò)鍵連接周向固定。
[0015]優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述行走爪的側(cè)面設(shè)置有減重槽及加強(qiáng)筋，所述圓弧滑槽和滑柱均位于所述減重槽內(nèi)。
[0016]本發(fā)明提供的用于機(jī)器人的可變形行走裝置，包括三個(gè)行走爪，所述行走爪包括用于抓地的爪狀的尖端結(jié)構(gòu)，其外周均為圓弧狀，三個(gè)所述行走爪外周首尾相接可構(gòu)成完整的輪;每個(gè)所述行走爪均通過(guò)銷接的外定位軸與傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)與動(dòng)力輸出軸連接，所述可變形行走裝置還包括將所述行走爪繞各自外定位軸轉(zhuǎn)動(dòng)至伸出各自尖端結(jié)構(gòu)并定位的形態(tài)切換機(jī)構(gòu)。采用本發(fā)明提供的可變形行走裝置通過(guò)三個(gè)行走爪收起成輪狀的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平地的平穩(wěn)高速運(yùn)動(dòng)，并且在每個(gè)行走爪側(cè)面設(shè)置外定位軸，行走爪可通過(guò)繞外定位軸的旋轉(zhuǎn)伸出各自的尖端結(jié)構(gòu)，形成適合進(jìn)行越障運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定的三爪結(jié)構(gòu)；此外通過(guò)傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)外定位軸運(yùn)動(dòng)并以此驅(qū)動(dòng)行走爪構(gòu)成的輪或三爪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)，傳動(dòng)方式穩(wěn)定，并且便于直接通過(guò)該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可變形行走裝置行走爪狀態(tài)的切換。本發(fā)明提供的可變形行走裝置可通過(guò)形態(tài)的切換適應(yīng)平地或多障礙地形，有效地解決了現(xiàn)有機(jī)器人行走裝置越障能力、運(yùn)載能力及成本難以兼顧等技術(shù)問(wèn)題。
[0017]為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明還提供了一種機(jī)器人，該機(jī)器人包括上述任一種可變形行走裝置。由于上述的可變形行走裝置具有上述技術(shù)效果，具有該可變形行走裝置的機(jī)器人也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體爆炸圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的行走爪的局部剖視圖。
[0021]圖3是行走機(jī)構(gòu)的輪式形態(tài)端面圖(去除動(dòng)力輸出軸和內(nèi)三角夾板)。
[0022]圖4是行走機(jī)構(gòu)的爪式形態(tài)端面圖(去除動(dòng)力輸出軸和內(nèi)三角夾板)。
[0023]附圖中標(biāo)記如下:
[0024]1-行走爪2-中心齒輪3-動(dòng)力輸出軸4-內(nèi)三角夾板5-外定位軸6_外三角夾板7-橡膠摩擦塊8-減重槽9-凹槽10-滑柱11-壓縮彈簧12-滑槽13-內(nèi)定位軸14-銷軸。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種用于機(jī)器人的可變形行走裝置，以解決現(xiàn)有機(jī)器人行走裝置越障能力、運(yùn)載能力及成本難以兼顧等技術(shù)問(wèn)題。
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的用于機(jī)器人的可變形行走裝置，包括三個(gè)行走爪1，所述行走爪1包括用于抓地的爪狀的尖端結(jié)構(gòu)，其外周均為圓弧狀，三個(gè)所述行走爪1夕卜周首尾相接可構(gòu)成完整的輪;每個(gè)所述行走爪1均通過(guò)銷接的外定位軸5與傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)連接，所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)與動(dòng)力輸出軸3連接，所述可變形行走裝置還包括將所述行走爪繞各自外定位軸5轉(zhuǎn)動(dòng)至伸出各自尖端結(jié)構(gòu)并定位的形態(tài)切換機(jī)構(gòu)。
[0028]其中需要說(shuō)明的是，行走爪1的外周設(shè)置大圓弧，三個(gè)行走爪1可通過(guò)各自外周的大圓弧對(duì)接成整圓，可變形行走裝置在進(jìn)行平地行走時(shí)，各行走爪1處于收緊狀態(tài)，此時(shí)各自的外圓弧首尾對(duì)齊構(gòu)成整圓。行走爪1的側(cè)面垂直裝配外定位軸5，外定位軸5與行走爪1及傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中軸相互平行;在行走爪1在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中碰到障礙物時(shí)，形態(tài)切換機(jī)構(gòu)通過(guò)障礙物的壓力和摩擦力觸發(fā)行走爪1繞各自的外定位軸5進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，伸出尖端執(zhí)行越障，并通過(guò)形態(tài)切換機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)感應(yīng)路面情況驅(qū)動(dòng)行走爪1轉(zhuǎn)動(dòng)以改變可變形行走裝置的形
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[0029]采用本發(fā)明提供的可變形行走裝置通過(guò)行走爪收起成輪狀的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平地的平穩(wěn)高速運(yùn)動(dòng)，并且在每個(gè)行走爪側(cè)面設(shè)置外定位軸，行走爪可通過(guò)繞外定位軸的旋轉(zhuǎn)伸出各自的尖端結(jié)構(gòu)，形成適合進(jìn)行越障運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定的三爪結(jié)構(gòu);此外通過(guò)傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)外定位軸運(yùn)動(dòng)并以此驅(qū)動(dòng)行走爪構(gòu)成的輪或三爪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)，傳動(dòng)方式穩(wěn)定，并且便于直接通過(guò)該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可變形行走裝置行走狀態(tài)的切換。本發(fā)明提供的可變形行走裝置可通過(guò)形態(tài)的切換適應(yīng)平地或多障礙地形，有效地解決了現(xiàn)有機(jī)器人行走裝置越障能力、運(yùn)載能力及成本難以兼顧等技術(shù)問(wèn)題。
[0030]為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述傳動(dòng)板機(jī)構(gòu)包括與三個(gè)所述行走爪1構(gòu)成的輪同軸設(shè)置的內(nèi)三角夾板4和外三角夾板6，內(nèi)三角夾板4和所述外三角夾板6各自尖端均設(shè)置有與所述行走爪1位置配合的通孔，所述外定位軸5依次將所述外三角夾板6、所述行走爪1和所述內(nèi)三角夾板4銷接固定。
[0031]其中內(nèi)、外三角夾板在其各自的尖端位置設(shè)置垂直于其工作面的通孔，采用銷軸將行走爪銷接于內(nèi)、外三角夾板之間，采用內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置三角夾板的技術(shù)方案在軸向上加強(qiáng)了行走裝置的結(jié)構(gòu)，在行走爪的兩側(cè)均采用夾板這種可進(jìn)行限位固定的結(jié)構(gòu)，令行走裝置的強(qiáng)度更高。
[0032]為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述可變形行走裝置中，所述形態(tài)切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述行走爪1內(nèi)側(cè)以對(duì)應(yīng)的外定位軸5為中心的圓弧滑槽12，所述圓弧滑槽12內(nèi)均設(shè)置有內(nèi)定位軸13，所述內(nèi)定位軸13均與所述外三角夾板6和所述內(nèi)三角夾板4銷接，所述內(nèi)定位軸13的側(cè)面設(shè)置有通孔;所述行走爪1內(nèi)側(cè)所述