可重構多足機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可重構多足機器人。
【背景技術】
[0002]機器人行走系統直接影響機器人的應用范圍。目前，在移動機器人的運動機構中，普遍了采用輪式、履帶式和足式機構，與輪式機器人或履帶式機器人相比，多足機器人具有較高的機動性以及對復雜路面很好的適應性。目前的多足機器人，單足結構大部分采用多自由度機構形式，通過驅動機構多個聯接處(關節)的運動來控制單足的前進、后退以及轉彎等動作，在保證精確控制單足運動的基礎上，需要協調多足間的交替運動，導致控制難度大且結構復雜，使得現有多足機器人的穩定性不足。另一方面，特定形式的多足機器人無法適應不同應用環境的行走要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種可重構多足行走機器人，它解決了行走機器人的結構及控制的復雜性，機器人行走過程中的穩定性，以及對不同應用環境的適應性等問題。本發明的目的是這樣實現的，可重構多足行走機器人由腿單元及連接板構成。腿單元有多個，它由底板、傳動支架、電機支架、電機、聯軸器、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、曲柄、搖桿、連桿、腿桿、滑塊、導桿以及導桿支架構成。動支架、電機支架分別固定在底板上，電機固定在電機支架上，電機通過聯軸器與第一齒輪相連接，第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪分別安裝在傳動支架內，且第一齒輪與第二齒輪嚙合，第二齒輪與第三齒輪嚙合，第三齒輪兩側分別與曲柄的一端固定，且兩側的曲柄呈180度相位角安裝，曲柄的另一端與連桿一端相連接，搖桿一端與傳動支架相連接，搖桿另一端與連桿中點相連接，腿桿一端與連桿另一端相連接，腿桿另一端穿過滑塊及底板上的槽孔與地面垂直接觸，滑塊安裝在導桿上，且滑動方向與底座面平行，導桿兩端與導桿支架固定，支架固定在底座上，同時所述的曲柄、搖桿、連桿、導桿、滑塊空間上呈平行布置，避免相互運動干擾。該多足行走機器人的腿單元由連桿機構構成，結構簡單且穩定性強，多個腿單元的不同組合形式以適應不同應用環境，適應性強。
【附圖說明】
[0004]附圖1是本發明可重構多足機器人的結構示意圖。
[0005]附圖2是本發明可重構多足機器人腿單元的結構示意圖。
[0006]附圖3是本發明可重構多足機器人腿單元的俯視圖。
[0007]附圖4是本發明可重構多足機器人腿單元的機構運動示意圖。
[0008]附圖5是本發明可重構多足機器人重構形成的矩形八足行走機器人的示意圖。
[0009]附圖6是本發明可重構多足機器人重構形成的菱形八足行走機器人的示意圖。
[0010]圖中標記說明:1 一腿單元，2—連接板，1-1 一底板，1-2—第一齒輪，1-3—傳動支架，1_4一聯軸器，1-5一電機支架，1-6一電機，1-7—第二齒輪，1-8一第二齒輪，1-9一曲柄，1-10—搖桿，1-11 一連桿，1-12—導桿，1-13—滑塊，1-14 一導桿支架，1-15—腿桿。
【具體實施方式】
[0011]結合附圖1至附圖6進一步說明本發明。
[0012]附圖1所示可重構多足機器人由:腿單元I及連接板2構成。腿單元I有多個，任意兩個腿單元之間通過連接板2相連接，實現不同形式的多足機器人。圖2所示腿單元I它包括:底板1-1、第一齒輪1-2、傳動支架1-3、聯軸器1-4、電機支架1-5、電機1_6、第二齒輪1-7、第三齒輪1-8、曲柄1-9、搖桿1-10、連桿1-11、導桿1_12、滑塊1_13、導桿支架1_14以及腿桿1-15。動支架1-3、電機支架1-5分別固定在底板1-1上，電機1-6固定在電機支架1-5上，電機1-6通過聯軸器1-4與第一齒輪1-2相連接，第一齒輪1-2、第二齒輪1_7、第三齒輪1-8分別安裝在傳動支架1-3內，且第一齒輪1-2與第二齒輪1-7嚙合，第二齒輪1-7與第三齒輪1-8嚙合，第三齒輪1-8兩側分別與曲柄1-9的一端固定，且兩側的曲柄1-9呈180度相位角安裝，曲柄1-9的另一端與連桿1-11 一端相連接，搖桿1-10 —端與傳動支架1-3相連接，搖桿1-10另一端與連桿1-11中點相連接，腿桿1-15 —端與連桿1-11另一端相連接，腿桿1-15另一端穿過滑塊1-13及底板1-1上的槽孔與地面垂直接觸，滑塊1-13安裝在導桿1-12上，且滑動方向與底座1-1面平行，導桿1-12兩端與導桿支架1-14固定，支架1-14固定在底座1-1上。附圖3為腿單元I的俯視圖，所述的曲柄1-9、搖桿1-10、連桿
1-11、導桿1-12、滑塊1-13空間上呈平行布置，避免相互運動干擾。附圖4為腿單元I的機構運動示意圖，所述的傳動支架1-3、曲柄1-9、搖桿1-10、連桿1-11、導桿1-12、滑塊1_13以及腿桿1_15構成鉸鏈六桿機構。所述的連桿1-11的長度是搖桿1-10的兩倍，曲柄1-9的轉動實現腿桿1-15另一端在運動平面內形成下方近似直線、上方為曲線的運動軌跡，實現機器人的行走動作。多個腿單元I通過連接板2連接，實現不同形式的多足機器人的重新構成，附圖5所示為重構形成的矩形八足行走機器人的示意圖，附圖6所示為重構形成的菱形八足行走機器人的示意圖。
[0013]工作原理:根據應用環境要求，多個腿單元I通過連接板2的連接，構成所需形式的多足機器人，器人行走中，腿單元I中的電機1-6轉動通過聯軸器1-4帶動第一齒輪1-2的轉動，第一齒輪1-2與第二齒輪1-7嚙合傳動，第二齒輪1-7與第三齒輪1-8嚙合傳動并帶動曲柄1-9轉動，曲柄1-9轉動實現搖桿1-10的往復擺動以及連桿1-11的平面運動，連桿1-11通過腿桿1-15帶動滑塊1-13在導桿1-12上滑動，從而實現腿桿1_15行走動作，由于所述的腿單元I中的兩個曲柄1-9呈180度相位角安裝，實現了兩個腿桿1-15的交替行走動作，且保證任意時刻腿單元I中有一個腿桿1-15支撐。可重構多足機器人行走中，通過調整不同腿單元I中電機1-6轉速以及轉向，實現了可重構多足機器人的前進、后退以及轉向動作，且保證任意時刻可重構多足機器人有多個腿桿1-15支撐。
【主權項】
1.一種可重構多足機器人，它由腿單元(I)及連接板(2)構成，其特征在于:腿單元(I)有多個，任意兩個腿單元之間通過連接板(2)相連接，實現不同形式的多足機器人。
2.根據權利要求1所述的可重構多足機器人，其特征在于:腿單元(I)它包括底板(1-1)、第一齒輪(1-2)、傳動支架(1-3)、聯軸器(1-4)、電機支架(1-5)、電機(1_6)、第二齒輪(1-7)、第三齒輪(1-8)、曲柄(1-9)、搖桿(1-10)、連桿(1-11)、導桿(1-12)、滑塊(1-13)、導桿支架(1-14)以及腿桿(1-15)，動支架(1-3)、電機支架(1-5)分別固定在底板(1-1)上，電機(1-6)固定在電機支架(1-5)上，電機(1-6)通過聯軸器(1-4)與第一齒輪(1-2)相連接，第一齒輪(1-2)、第二齒輪(1-7)、第三齒輪(1-8)分別安裝在傳動支架(1-3)內，且第一齒輪(1-2)與第二齒輪(1-7)嚙合，第二齒輪(1-7)與第三齒輪(1-8)嚙合，第三齒輪(1-8)兩側分別與曲柄(1-9)的一端固定，且兩側的曲柄(1-9)呈180度相位角安裝，曲柄(1-9)的另一端與連桿(1-11) 一端相連接，搖桿(1-10) —端與傳動支架(1-3)相連接，搖桿(1-10)另一端與連桿(1-11)中點相連接，腿桿(1-15) —端與連桿(1-11)另一端相連接，腿桿(1-15)另一端穿過滑塊(1-13)及底板(1-1)上的槽孔與地面垂直接觸，滑塊(1-13)安裝在導桿(1-12)上，且滑動方向與底座(1-1)面平行，導桿(1-12)兩端與導桿支架(1-14)固定，支架(1-14)固定在底座(1-1)上。
【專利摘要】本發明涉及一種可重構多足機器人，它由腿單元及連接板構成，腿單元有多個，任意兩個腿單元之間通過連接板相連接，實現不同形式的多足機器人。可重構多足機器人的腿單元由單個電機驅動兩側腿桿實現交替行走動作。可重構多足機器人行走時，任意時刻均有多個腿桿支撐地面，保證了機器人穩定性。通過控制不同腿單元電機的轉速和轉向，實現機器人的前進、后退以及轉向。本發明結構及控制簡單，具有較強的運動穩定性及不同環境的適應性，在軍事、勘探、娛樂等領域，具有很強的實用價值。
【IPC分類】B62D57-032
【公開號】CN104724202
【申請號】CN201510171415
【發明人】殷寶麟, 顏兵兵, 任文博, 虞風, 陳超奇, 陳長春, 王霖, 盛銀河, 司艷嬌, 劉晨聰
【申請人】佳木斯大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月13日