專利名稱：一種多節(jié)式機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是一種多節(jié)式機(jī)器人。
背景技術(shù)：
廢墟及危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行人員搜索、危險(xiǎn)物探測(cè)與排除這些活動(dòng)，當(dāng)人無法操作吋，就需要使用機(jī)器人輔助進(jìn)行，因此該機(jī)器人必須有軀干轉(zhuǎn)彎、行走功能，井能有前后抓取物品的機(jī)械手，能實(shí)現(xiàn)在各種復(fù)雜環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)，能有一定的操作功能。但是現(xiàn)有的機(jī)器人制造復(fù)雜，不容易拼裝、更換，制作成本高，同時(shí)機(jī)器人活動(dòng)時(shí)軀干彎轉(zhuǎn)不靈活，動(dòng) 作僵硬，控制復(fù)雜，不能很好的在廢墟及危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理，動(dòng)作靈活，采用組合結(jié)構(gòu)的多節(jié)式機(jī)器人。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明是一種多節(jié)式機(jī)器人，包括軀干和行走機(jī)構(gòu)，軀干的前端和/或后端設(shè)有機(jī)械手，其特點(diǎn)是所述的軀干包括若干個(gè)主體支架，相鄰兩個(gè)主體支架之間周向均勻設(shè)有三個(gè)原動(dòng)件，所述的原動(dòng)件包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪和齒條，齒條前端與前端主體支架通過萬向軸節(jié)鉸接，齒條后端裝在一個(gè)滑筒內(nèi)，所述滑筒與后端主體支架鉸接；
所述的行走機(jī)構(gòu)包括沿軀干設(shè)置的若干個(gè)行走組件，所述的行走組件包括行走支架和設(shè)在軀干兩側(cè)的行走足組，每個(gè)行走足組包括中足、前足和后足，在行走支架前部設(shè)有前足限位桿，前足中部與前足限位桿鉸接，在行走支架后部設(shè)有后足限位桿，后足中部與后足限位桿鉸接，在前足限位桿和后足限位桿的上方行走支架上設(shè)有中足限位桿，所述的中足的上部設(shè)有滑槽，中足限位桿設(shè)在滑槽內(nèi)，
行走支架上設(shè)有減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸，主動(dòng)軸的兩端裝有方向相反設(shè)置的曲柄，曲柄上設(shè)置有行走足鉸接點(diǎn)，前足通過前足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，后足通過后足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，中足的中部直接與行走足鉸接點(diǎn)鉸接。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)，所述的軀干由若干節(jié)組成，每節(jié)包括兩個(gè)主體支架和ー個(gè)行走組件，行走組件設(shè)在兩個(gè)主體支架之間，相鄰兩節(jié)主體支架之間通過三個(gè)原動(dòng)件連接。本發(fā)明通過主體支架和原動(dòng)件構(gòu)成機(jī)器人的軀干，每三個(gè)原動(dòng)件周向均勻設(shè)在相鄰兩個(gè)主體支架之間，每個(gè)主體支架和原動(dòng)件結(jié)構(gòu)相同，形成模塊化，可以互換，使制作組裝、更換方便。本發(fā)明的行走機(jī)構(gòu)是通過曲柄連桿驅(qū)動(dòng)設(shè)在軀干兩側(cè)的行走足組的中足、前足和后足交替往復(fù)擺動(dòng)前進(jìn)的，其按照昆蟲的步態(tài)規(guī)律實(shí)現(xiàn)爬行運(yùn)動(dòng)，不管在什么復(fù)雜環(huán)境下都能使機(jī)器人的身體保持平衡。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明其結(jié)構(gòu)合理，采用模塊式組合結(jié)構(gòu)，其組裝、更換維修容易，軀干彎轉(zhuǎn)動(dòng)作靈活，行走時(shí)能保持身體平衡，并且控制簡(jiǎn)單，制作成本低。


圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2是軀干結(jié)構(gòu)示意 圖3是行走組件結(jié)構(gòu)示意 圖4是行走足組結(jié)構(gòu)示意 圖5是行走足組行走狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖，進(jìn)一歩描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一歩地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。 一種多節(jié)式機(jī)器人，包括軀干和行走機(jī)構(gòu)，軀干的前端和/或后端設(shè)有機(jī)械手1，機(jī)械手I可完成一定的抓取任務(wù)，所述的軀干包括若干個(gè)主體支架2，相鄰兩個(gè)主體支架2之間周向均勻設(shè)有三個(gè)原動(dòng)件，所述的原動(dòng)件包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪和齒條7，齒條7前端與前端主體支架2通過萬向軸節(jié)6鉸接，齒條7后端裝在一個(gè)滑筒8內(nèi)，所述滑筒8與后端主體支架2鉸接，鉸接可以便于齒條7在滑筒8內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
所述的行走機(jī)構(gòu)包括沿軀干設(shè)置的若干個(gè)行走組件，所述的行走組件包括行走支架17和設(shè)在軀干兩側(cè)的行走足組，每個(gè)行走足組包括中足5、前足3和后足5，在行走支架17前部設(shè)有前足限位桿11，前足3中部與前足限位桿11鉸接，在行走支架17后部設(shè)有后足限位桿15，后足5中部與后足限位桿15鉸接，在前足限位桿11和后足限位桿15的上方行走支架17上設(shè)有中足限位桿9，所述的中足5的上部設(shè)有滑槽10，中足限位桿9設(shè)在滑槽10內(nèi)，
行走支架17上設(shè)有減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸18，主動(dòng)軸18的兩端裝有方向相反設(shè)置的曲柄13，曲柄13上設(shè)置有行走足鉸接點(diǎn)14，前足3通過前足連桿12與行走足鉸接點(diǎn)14鉸接，后足5通過后足連桿16與行走足鉸接點(diǎn)14鉸接，中足5的中部直接與行走足鉸接點(diǎn)14鉸接。該機(jī)器人由ARM Cortex_M3控制器控制。所述的軀干由若干節(jié)組成，根據(jù)需要可以設(shè)為三節(jié)，每節(jié)包括兩個(gè)主體支架2和ー個(gè)行走組件，行走組件設(shè)在兩個(gè)主體支架2之間，相鄰兩節(jié)主體支架之間通過三個(gè)原動(dòng)件連接，這樣就形成三節(jié)軀干三個(gè)行走組件的結(jié)構(gòu)。
軀干可以包括六個(gè)圓形的主體支架2，相鄰兩個(gè)主體支架2之間周向均勻設(shè)有三個(gè)原動(dòng)件，三個(gè)原動(dòng)件之間呈120度設(shè)置，當(dāng)軀干需要彎轉(zhuǎn)時(shí)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪和齒條7，齒條7在滑筒8內(nèi)移動(dòng)，齒條7變長(zhǎng)或短使齒條7前端的主體支架2隨之發(fā)生傾斜改變，多個(gè)相鄰兩個(gè)主體支架2之間的原動(dòng)件同時(shí)工作，就會(huì)使機(jī)器人的軀干彎曲度作出改變，做出各種姿態(tài)，使機(jī)器人靈活運(yùn)動(dòng)，大角度轉(zhuǎn)彎，從而適應(yīng)各種復(fù)雜廢墟環(huán)境。行走機(jī)構(gòu)通過行走支架17固定在軀干上，機(jī)器人軀干兩側(cè)的每個(gè)行走足組的三足交替向前邁步行走，其是通過曲柄13驅(qū)動(dòng)的，曲柄13的方向相反的設(shè)置在減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸18上，使得兩側(cè)的每個(gè)行走足組的行走足在同一時(shí)間上運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)剛好相反，比如一個(gè)位于最左邊的位置的時(shí)候另一個(gè)正好位于最右邊的位置，一個(gè)位于最高位置的時(shí)候另ー個(gè)正好位于最低的位置。行走時(shí)每組行走組件的運(yùn)動(dòng)方式減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)與主動(dòng)軸18相連的曲柄13，軀干左側(cè)的前足3和后足5通過前足連桿12、后足連桿16繞著前足限位桿11和后足限位桿15運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)向前邁出，而左側(cè)的中足 5則通過滑槽10和中足限位桿9向下著地；同時(shí)軀干右側(cè)的前足3和后足5通過前足連桿12、后足連桿16連桿繞著前足限位桿11和后足限位桿15驅(qū)動(dòng)著地，而右側(cè)的中足5則通過滑槽10和中足限位桿9向上提升邁出。以下是通過設(shè)在軀干左右兩側(cè)的兩組行走足組步態(tài)的分解，以前進(jìn)方向?yàn)槔M(jìn)行說明
(1)靜止時(shí)六個(gè)行走足都是同時(shí)著地；
(2)前進(jìn)時(shí)，先邁出左側(cè)的前足3、后足5和右側(cè)的中足5，其余的三足著地；
(3)往前邁出的左側(cè)的前足3、后足5和右側(cè)的中足5著地后保持不動(dòng)，然后換右側(cè)的前足3、后足5和左側(cè)的中足5往前邁出；
(4)往前邁出的右側(cè)的前足3、后足5和左側(cè)的中足5著地后保持不動(dòng)，再換余的三足……如此循環(huán)往復(fù)，同一時(shí)間都保證有三條腿著地以保持身體的平衡，并不斷往前迸。
權(quán)利要求
1.一種多節(jié)式機(jī)器人，包括軀干和行走機(jī)構(gòu)，軀干的前端和/或后端設(shè)有機(jī)械手，其特征在于所述的軀干包括若干個(gè)主體支架，相鄰兩個(gè)主體支架之間周向均勻設(shè)有三個(gè)原動(dòng)件，所述的原動(dòng)件包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪和齒條，齒條前端與前端主體支架通過萬向軸節(jié)鉸接，齒條后端裝在一個(gè)滑筒內(nèi)，所述滑筒與后端主體支架鉸接； 所述的行走機(jī)構(gòu)包括沿軀干設(shè)置的若干個(gè)行走組件，所述的行走組件包括行走支架和設(shè)在軀干兩側(cè)的行走足組，每個(gè)行走足組包括中足、前足和后足，在行走支架前部設(shè)有前足限位桿，前足中部與前足限位桿鉸接，在行走支架后部設(shè)有后足限位桿，后足中部與后足限位桿鉸接，在前足限位桿和后足限位桿的上方行走支架上設(shè)有中足限位桿，所述的中足的上部設(shè)有滑槽，中足限位桿設(shè)在滑槽內(nèi)， 行走支架上設(shè)有減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸，主動(dòng)軸的兩端裝有方向相反設(shè)置的曲柄，曲柄上設(shè)置有行走足鉸接點(diǎn)，前足通過前足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，后足通過后足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，中足的中部直接與行走足鉸接點(diǎn)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多節(jié)式機(jī)器人，其特征在于所述的軀干由若干節(jié)組成，每節(jié)包括兩個(gè)主體支架和一個(gè)行走組件，行走組件設(shè)在兩個(gè)主體支架之間，相鄰兩節(jié)主體支架之間通過三個(gè)原動(dòng)件連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種多節(jié)式機(jī)器人，包括軀干和行走機(jī)構(gòu)，軀干的前端和/或后端設(shè)有機(jī)械手，軀干包括若干個(gè)主體支架，相鄰兩個(gè)主體支架之間周向均勻設(shè)有三個(gè)原動(dòng)件，行走機(jī)構(gòu)包括沿軀干設(shè)置的若干個(gè)行走組件，行走組件包括行走支架和設(shè)在軀干兩側(cè)的行走足組，每個(gè)行走足組包括中足、前足和后足，行走支架上設(shè)有減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)軸，主動(dòng)軸的兩端裝有方向相反設(shè)置的曲柄，曲柄上設(shè)置有行走足鉸接點(diǎn)，前足通過前足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，后足通過后足連桿與行走足鉸接點(diǎn)鉸接，中足的中部直接與行走足鉸接點(diǎn)鉸接。本發(fā)明其結(jié)構(gòu)合理，采用模塊式組合結(jié)構(gòu)，其組裝、更換維修容易，軀干彎轉(zhuǎn)動(dòng)作靈活，行走時(shí)能保持身體平衡，并且控制簡(jiǎn)單，制作成本低。
文檔編號(hào)B25J11/00GK102699915SQ20121017015
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者喬斌, 劉明芹, 唐啟東, 朱宸辰, 黃睿 申請(qǐng)人:淮海工學(xué)院