一種仿人滑行蛙板機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，包括后輪、后輪架、擺臂、第一夾緊固定塊、下球鉸鏈、電機(jī)、滾珠絲桿、滑動(dòng)桿、上球鉸鏈、電氣箱、支撐架、前輪、第二夾緊固定塊、轉(zhuǎn)向電機(jī)、懸臂梁、傾斜轉(zhuǎn)軸和前輪架。本發(fā)明通過(guò)滾珠絲桿機(jī)構(gòu)替代人的腿部動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)模擬人在蛙板車(chē)上的滑行前進(jìn)動(dòng)作。本發(fā)明作為一種從動(dòng)輪式機(jī)器人，具有較簡(jiǎn)單和新穎的運(yùn)動(dòng)方式。本發(fā)明亦為變結(jié)構(gòu)式機(jī)器人，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)環(huán)境調(diào)整兩個(gè)擺臂擺角幅度的大小，相比傳統(tǒng)的輪式機(jī)器人而言，運(yùn)動(dòng)的越障性和移動(dòng)靈活性好。
【專利說(shuō)明】一種仿人滑行蛙板機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種仿人滑行蛙板機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在工業(yè)、軍事、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和服務(wù)娛樂(lè)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入。同時(shí)為了滿足不同的環(huán)境需求，各式各樣的機(jī)器人被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如輪式，履帶式，螺動(dòng)式，輪腿混合式等。
[0003]輪式機(jī)器人由于其具有自重輕、承載大、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)和控制相對(duì)方便、行走速度快、機(jī)動(dòng)靈活、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，而被大量應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、反恐防爆、家庭、空間探測(cè)等領(lǐng)域。輪式機(jī)器人又可分為主動(dòng)輪式機(jī)器人和從動(dòng)輪式機(jī)器人兩大類。主動(dòng)輪式機(jī)器人的輪式運(yùn)動(dòng)方式是通過(guò)在機(jī)器人的輪軸上安裝電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)輪子前進(jìn)或后退。然而這種驅(qū)動(dòng)方式由于要安裝電機(jī)以及一些配套裝置，使得機(jī)器人輪子附加重量大大增加，同時(shí)也增加了輪端機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。從動(dòng)輪式機(jī)器人，由于不需要在輪軸上安裝電機(jī)，這樣可以有效的減少機(jī)器人輪子安裝機(jī)構(gòu)附加重量及其設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。從動(dòng)輪式機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式與人的溜冰原理類似，都是靠地面摩擦力來(lái)提供前進(jìn)的動(dòng)力。現(xiàn)有的典型的從動(dòng)輪式機(jī)器人如Roller-Walk，在實(shí)現(xiàn)滑行時(shí)運(yùn)動(dòng)控制比較復(fù)雜，而且每條腿上需要的自由度至少為兩個(gè)，對(duì)這樣的從動(dòng)輪式機(jī)器人，其滑行運(yùn)動(dòng)還頗有不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，只需要控制機(jī)器人每條腿繞固定軸擺動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)滑行運(yùn)動(dòng)。通過(guò)滾珠絲桿機(jī)構(gòu)使電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榛瑝K的直線運(yùn)動(dòng)形式，通過(guò)滑動(dòng)桿連接的滑塊在滾珠絲桿上的滑行距離的改變來(lái)調(diào)整擺臂擺角的變化。通過(guò)滑動(dòng)桿和滾珠絲桿組合替代人腿的作用，實(shí)現(xiàn)仿人滑行的動(dòng)作。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，包括后輪、后輪架、擺臂、第一夾緊固定塊、下球鉸鏈、電機(jī)、滾珠絲桿、滑動(dòng)桿、上球鉸鏈、電氣箱、支撐架、前輪、第二夾緊固定塊、轉(zhuǎn)向電機(jī)、懸臂梁、傾斜轉(zhuǎn)軸和前輪架；所述后輪安裝在后輪架上，所述后輪架通過(guò)傾斜轉(zhuǎn)軸連接擺臂，所述第一夾緊固定塊固定在擺臂上，兩個(gè)擺臂對(duì)稱安裝在支撐架上，并且能夠繞連接處的固定軸旋轉(zhuǎn)；所述滾珠絲桿通過(guò)下球鉸鏈與第一夾緊固定塊連接；所述電機(jī)安裝在滾珠絲桿底端，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)桿一端固定在滾珠絲桿的滑塊上，另一端通過(guò)上球鉸鏈與懸臂梁連接，所述懸臂梁連接在支撐架和第二夾緊固定塊上；所述前輪安裝在前輪架上，前輪架與轉(zhuǎn)向電機(jī)連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)與第二夾緊固定塊固定連接；所述電氣箱固定在支撐架上。所述傾斜轉(zhuǎn)軸與豎直方向之間存在傾角。
[0006]本發(fā)明的工作原理如下:
機(jī)器人前進(jìn)的推動(dòng)力來(lái)源于地面與后輪之間的靜摩擦力。當(dāng)擺臂擺動(dòng)時(shí)使后輪偏離平衡位置，使其繞軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，由于安裝輪子軸線與豎著方向存在傾角會(huì)使輪子有回到平衡狀態(tài)的趨勢(shì)。此兩者的作用產(chǎn)生了輪子前進(jìn)時(shí)所需要的靜摩擦力。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過(guò)滾珠絲桿機(jī)構(gòu)替代人的腿部動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)模擬人在蛙板車(chē)上的滑行前進(jìn)動(dòng)作。本發(fā)明作為一種從動(dòng)輪式機(jī)器人，具有較簡(jiǎn)單和新穎的運(yùn)動(dòng)方式。本發(fā)明亦為變結(jié)構(gòu)式機(jī)器人，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)環(huán)境調(diào)整兩個(gè)擺臂擺角幅度的大小，相比傳統(tǒng)的輪式機(jī)器人而言，運(yùn)動(dòng)的越障性和移動(dòng)靈活性好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的斜軸測(cè)圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的左視圖。
[0010]圖3是第一夾緊固定塊的爆炸圖。
[0011]圖4是第二夾緊固定塊的爆炸圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0013]如圖1至圖4所示，一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，包括后輪1、后輪架2、擺臂3、第一夾緊固定塊4、下球鉸鏈5、電機(jī)6、滾珠絲桿7、滑動(dòng)桿8、上球鉸鏈9、電氣箱10、支撐架11、前輪12、第二夾緊固定塊13、轉(zhuǎn)向電機(jī)14、懸臂梁15、傾斜轉(zhuǎn)軸16和前輪架17 ;所述后輪I安裝在后輪架2上，所述后輪架2通過(guò)傾斜轉(zhuǎn)軸16連接擺臂3，所述第一夾緊固定塊4固定在擺臂3上，兩個(gè)擺臂3對(duì)稱安裝在支撐架11上，并且能夠繞連接處的固定軸旋轉(zhuǎn)；所述滾珠絲桿7通過(guò)下球鉸鏈5與第一夾緊固定塊4連接；所述電機(jī)6安裝在滾珠絲桿7底端，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿7轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)桿8 一端固定在滾珠絲桿7的滑塊上，另一端通過(guò)上球鉸鏈9與懸臂梁15連接，所述懸臂梁15連接在支撐架11和第二夾緊固定塊13上；所述前輪12安裝在前輪架17上，前輪架17與轉(zhuǎn)向電機(jī)14連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)14與第二夾緊固定塊13固定連接；所述電氣箱10固定在支撐架11上。所述傾斜轉(zhuǎn)軸16與豎直方向之間存在傾角。
【權(quán)利要求】
1.一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，其特征在于，包括后輪(1)、后輪架(2)、擺臂(3)、第一夾緊固定塊(4)、下球鉸鏈(5)、電機(jī)(6)、滾珠絲桿(7)、滑動(dòng)桿(8)、上球鉸鏈(9)、電氣箱(10)、支撐架(11)、前輪(12)、第二夾緊固定塊(13)、轉(zhuǎn)向電機(jī)(14)、懸臂梁(15)、傾斜轉(zhuǎn)軸(16)和前輪架(17);所述后輪(1)安裝在后輪架(2)上，所述后輪架(2)通過(guò)傾斜轉(zhuǎn)軸(16)連接擺臂(3)，所述第一夾緊固定塊(4)固定在擺臂(3)上，兩個(gè)擺臂(3)對(duì)稱安裝在支撐架(11)上，并且能夠繞連接處的固定軸旋轉(zhuǎn)；所述滾珠絲桿(7)通過(guò)下球鉸鏈(5 )與第一夾緊固定塊(4)連接；所述電機(jī)(6)安裝在滾珠絲桿(7)底端，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿(7)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述滑動(dòng)桿(8)—端固定在滾珠絲桿(7)的滑塊上，另一端通過(guò)上球鉸鏈(9)與懸臂梁(15)連接，所述懸臂梁(15)連接在支撐架(11)和第二夾緊固定塊(13)上；所述前輪(12)安裝在前輪架(17)上，前輪架(17)與轉(zhuǎn)向電機(jī)(14)連接，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)(14)與第二夾緊固定塊(13)固定連接；所述電氣箱(10)固定在支撐架(11)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人滑行蛙板機(jī)器人，其特征在于，所述傾斜轉(zhuǎn)軸(16)與豎直方向之間存在傾角。
【文檔編號(hào)】B62D57/02GK104443092SQ201410614894
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】徐子力, 盧松, 陳龍, 王英權(quán), 陳加宏 申請(qǐng)人:上海大學(xué)