一種足式機器人的四足腿部結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及足式機器人技術，具體為一種足式機器人的四足腿部結構。
【背景技術】
[0002]足式機器人憑借其在行走過程中與地面的非連續(xù)接觸特性表現(xiàn)出了很強的適應性，尤其在有障礙物的通道上或很難接近的工作場地上具有更廣闊的發(fā)展前景，因此被廣泛應用于搶險救災、排雷排爆、地址勘探、娛樂及民用等領域。
[0003]機器人腿是機器人的重要組成部分，對足式機器人運動起著非常重要的作用。因此要使足式機器人能夠更好的工作，腿的設計尤為重要。目前常見的足式機器人多數(shù)采用電機(步進電機或伺服電機等)作為關節(jié)驅動源，結構簡單，控制容易，但機器人的運動能力會因此大幅度降低。雖然通過增加腿部運動關節(jié)的自由度，可以提高足式機器人的靈活性，但這樣會增加控制難度，同時機器人的制作成本及其機器人的整體重量也會相應的增加，導致機器人的負載能力減少，運動速度降低和靈活性下降，例如浙江工業(yè)大學吳華林等人設計的四足機器人模型(專利申請?zhí)?201420480836.1)以和浙江工業(yè)大學葉孝璐設計的交叉式四足機器人(專利申請?zhí)?201410833599.7)等。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，提供一種足式機器人的四足腿部結構。該腿部結構采用桿機構，具有三個驅動電機，能夠減輕腿部的質量，降低能耗，同時能夠較大幅度的增大負載能力，為解決現(xiàn)有足式機器人高能耗及環(huán)境適應性問題奠定了基礎，具有很好的應用前景。
[0005]本發(fā)明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種足式機器人的四足腿部結構，其特征在于該腿部結構包括提升系統(tǒng)、推動系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)、支撐板、末端桿和機架；
[0006]所述提升系統(tǒng)主要包括提升電機和提升桿；所述提升電機通過螺釘和支撐板固定連接，提升桿通過法蘭和提升電機連接，提升電機轉動帶動提升桿運動；所述提升桿與末端桿非固定連接，兩者可以相對轉動；
[0007]所述推動系統(tǒng)主要包括推動電機、短推動桿、長推動桿、一號短軸和二號短軸；所述推動電機通過螺釘和支撐板固定連接；所述短推動桿通過法蘭和推動電機連接，推動電機帶動短推動桿轉動；所述二號短軸和短推動桿焊接在一起；所述長推動桿通過軸承、軸承端蓋和二號短軸非固定連接，兩者可以相對轉動；所述一號短軸和末端桿焊接在一起，長推動桿通過軸承、軸承端蓋和一號短軸非固定連接，末端桿和長推動桿可以相對轉動；
[0008]所述擺動系統(tǒng)主要包括擺動電機和支撐軸。所述擺動電機通過法蘭、螺釘和機架固定連接；所述支撐板通過帶螺紋的法蘭和擺動電機連接，擺動電機帶動支撐板轉動；所述支撐軸通過螺釘和支撐板固定連接，并通過軸承、軸承端蓋和機架非固定連接，兩者可相對轉動。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構具有以下優(yōu)點:
[0010]1、桿機構結構簡單，設計巧妙，能夠減輕腿部結構的質量，降低能耗，同時能夠較大幅度的增大負載能力；
[0011]2、采用三個伺服電機分別作為提升電機、推動電機和擺動電機，通過其中兩個電機(提升電機和推動電機)的協(xié)調控制桿結構，使腿末端的運動軌跡更加快速、準確，同時通過擺動電機的調節(jié)，機器人可以具有較強的機體平衡能力，在劇烈的側面沖擊作用下，能夠保持平衡；
[0012]3、三個電機協(xié)調工作，能夠根據(jù)需要實時調節(jié)機器人的重心，使得機器人能夠采用多種步態(tài)，快速、穩(wěn)定的運行；
[0013]4、本發(fā)明的四足腿部結構具有廣泛的應用性，可用于二足、四足、六足、八足等機器人領域，具有很好的前景。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的正面整體立體結構示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的背面整體立體結構示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的焊接件2號推動桿的立體結構示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的I號短軸和末端桿焊接件的立體結構示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的焊接件提升桿立體結構示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明足式機器人的四足腿部結構一種實施例的支撐軸的立體形狀結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例及其附圖進一步敘述本發(fā)明。但本申請的權利要求保護范圍不限于所述實施例的描述范圍。
[0021]本發(fā)明設計的足式機器人的四足腿部結構(簡稱腿部結構，參見圖1-6)，其特征在于該腿部結構包括提升系統(tǒng)、推動系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)、支撐板4、末端桿7和機架。
[0022]所述提升系統(tǒng)主要包括提升電機2和提升桿6，所述提升電機2通過螺釘和支撐板4固定連接；所述提升桿6通過法蘭和提升電機2連接，提升電機2轉動帶動提升桿6運動；所述末端桿7通過軸承和軸承、軸承端蓋和提升桿6非固定連接，兩者可以相對轉動(參見圖 1、2、5)。
[0023]所述推動系統(tǒng)主要包括推動電機3、短推動桿12、長推動桿9、一號短軸8和二號短軸10。所述推動電機3通過螺釘和支撐板4固定連接；所述短推動桿12通過法蘭和推動電機3連接，推動電機3帶動短推動桿12轉動；所述二號短軸10和短推動桿12焊接在一起；所述長推動桿9通過軸承、軸承端蓋和二號短軸10非固定連接，兩者可以相對轉動；所述末端桿7和一號短軸8焊接在一起，長推動桿9通過軸承、軸承端蓋和一號短軸8非固定連接，使得末端桿7和長推動桿9可以相對轉動(參見圖1、2、3)。
[0024]所述擺動系統(tǒng)主要包括擺動電機1、支撐軸11。所述擺動電機I通過法蘭、螺釘和機架5固定連接；所述支撐板4通過帶螺紋的法蘭和擺動電機I連接，擺動電機I帶動支撐板4轉動；所述支撐軸11通過螺釘和支撐板4固定連接，并通過軸承、軸承端蓋和機架5非固定連接，兩者可相對轉動(參見圖1、2、6)。
[0025]本發(fā)明腿部結構的工作原理和過程為:當腿部結構工作時，提升電機2和推動電機3協(xié)調工作，完成腿部的前進或者后退運動。提升電機2轉動，帶動提升桿6轉動，提升桿6帶動末端桿7運動:同時推動電機3轉動，帶動短推動桿12，短推動桿12帶動長推動桿9，長推動桿9帶動末端桿7運動。在這個過程中，兩個電機協(xié)調工作，共同作用，從而完成前進或者后退運動。當擺動電機I轉動時，帶動支撐板4轉動，從而帶動整個桿結構系統(tǒng)完成內外擺動。
[0026]本發(fā)明的腿部結構具有廣泛的應用性，盡管實施例給出的是四足機器人腿部結構，但不能理解，本發(fā)明實際可用于二足、六足、八足等足式機器人領域，具有很好的前景。
[0027]本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
【主權項】
1.一種足式機器人的四足腿部結構，其特征在于該腿部結構包括提升系統(tǒng)、推動系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)、支撐板、末端桿和機架； 所述提升系統(tǒng)主要包括提升電機和提升桿；所述提升電機通過螺釘和支撐板固定連接，提升桿通過法蘭和提升電機連接，提升電機轉動帶動提升桿運動；所述提升桿與末端桿非固定連接，兩者可以相對轉動； 所述推動系統(tǒng)主要包括推動電機、短推動桿、長推動桿、一號短軸和二號短軸；所述推動電機通過螺釘和支撐板固定連接；所述短推動桿通過法蘭和推動電機連接，推動電機帶動短推動桿轉動；所述二號短軸和短推動桿焊接在一起；所述長推動桿通過軸承、軸承端蓋和二號短軸非固定連接，兩者可以相對轉動；所述一號短軸和末端桿焊接在一起，長推動桿通過軸承、軸承端蓋和一號短軸非固定連接，末端桿和長推動桿可以相對轉動； 所述擺動系統(tǒng)主要包括擺動電機和支撐軸，所述擺動電機通過法蘭、螺釘和機架固定連接；所述支撐板通過帶螺紋的法蘭和擺動電機連接，擺動電機帶動支撐板轉動；所述支撐軸通過螺釘和支撐板固定連接，并通過軸承、軸承端蓋和機架非固定連接，兩者可相對轉動。2.根據(jù)權利要求1所述足式機器人的四足腿部結構，其特征在于所述的腿部結構用于做兩足、六足或八足的足式機器人的機械腿。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種足式機器人的四足腿部結構，其特征在于該腿部結構包括提升系統(tǒng)、推動系統(tǒng)、擺動系統(tǒng)、支撐板、末端桿和機架；提升系統(tǒng)主要包括提升電機和提升桿；提升電機和支撐板固定連接，提升桿和提升電機連接，提升電機帶動提升桿運動；提升桿與末端桿非固定連接，兩者可相對轉動；推動系統(tǒng)主要包括推動電機、短推動桿、長推動桿、一號短軸和二號短軸；所述一號短軸和末端桿焊接在一起，長推動桿和一號短軸非固定連接，末端桿和長推動桿可相對轉動；擺動系統(tǒng)主要包括擺動電機和支撐軸，擺動電機和機架固定連接；支撐板和擺動電機連接，擺動電機帶動支撐板轉動；支撐軸和支撐板固定連接，并和機架非固定連接，兩者可相對轉動。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號】CN104925163
【申請?zhí)枴緾N201510404448
【發(fā)明人】萬媛, 劉翔宇
【申請人】陜西九立機器人制造有限公司, 河北工業(yè)大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月10日