走鋼絲機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及平衡控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種走鋼絲機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]走鋼絲機(jī)器人的研宄源于模仿人類的高空走鋼絲運(yùn)動(dòng)，其具有靜態(tài)不穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)可穩(wěn)定的特點(diǎn)，且集合了多領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，諸如，機(jī)械、電氣及控制等。由于走鋼絲機(jī)器人所體現(xiàn)的動(dòng)力學(xué)特性的各種參數(shù)對于系統(tǒng)的平衡運(yùn)動(dòng)尤為重要，故通過對走鋼絲機(jī)器人的設(shè)計(jì)來進(jìn)行仿真研宄，有利于建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，此外，在在航天領(lǐng)域，基于走鋼絲機(jī)器人的原理還可以開發(fā)一種不受地形影響的，運(yùn)動(dòng)自如的月球車。走鋼絲機(jī)器人也可以用于電力或通訊系統(tǒng)中，比如在電力或通訊系統(tǒng)中完成線路巡視、線路維護(hù)、線路除冰等多種功能。因此，目前仍然有許多業(yè)內(nèi)科技人員在關(guān)注和研宄走鋼絲機(jī)器人的科研課題。
[0003]目前，針對動(dòng)平衡控制的走鋼絲機(jī)器人的研宄還不多，已知的研宄也是理論性的分析探討，也沒有將此理論應(yīng)到現(xiàn)實(shí)的生活實(shí)際當(dāng)中，故亟需開發(fā)一種用于動(dòng)平衡控制的走鋼絲機(jī)器人。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供了一種走鋼絲機(jī)器人，以解決通過走鋼絲機(jī)器人仿真動(dòng)平衡控制的技術(shù)問題。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種走鋼絲機(jī)器人，包括用于固定鋼絲繩的機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有供機(jī)器人本體行走的鋼絲繩，機(jī)器人本體經(jīng)滑輪與鋼絲繩配合，且機(jī)器人本體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)滑輪沿鋼絲繩行走的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，
[0007]機(jī)器人本體上設(shè)有檢測機(jī)器人本體的姿態(tài)的檢測機(jī)構(gòu)及用于平衡機(jī)器人本體的平衡機(jī)構(gòu)，
[0008]平衡機(jī)構(gòu)包括與機(jī)器人本體相連的平衡塊，平衡塊的長度方向垂直于鋼絲繩的長度方向，平衡塊上設(shè)有在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下沿平衡塊的長度方向移動(dòng)的配重塊；
[0009]走鋼絲機(jī)器人還包括，控制器，用于接收檢測機(jī)構(gòu)的信號(hào)并生成指令控制第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0010]進(jìn)一步地，機(jī)架包括底座及位于底座兩端且相對設(shè)置的支撐桿，鋼絲繩固定連接于兩支撐桿之間。
[0011]進(jìn)一步地，滑輪包括連接于機(jī)器人本體上的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪，主動(dòng)輪連接第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下沿鋼絲繩移動(dòng)，從動(dòng)輪在機(jī)器人本體的驅(qū)動(dòng)下沿鋼絲繩移動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步地，平衡塊沿其長度方向的兩端相對設(shè)有兩皮帶輪，兩皮帶輪之間經(jīng)皮帶連接，配重塊連接于皮帶上，兩皮帶輪中的任一個(gè)連接第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)皮帶移動(dòng)。
[0013]進(jìn)一步地，平衡塊包括沿直線布置的第一平衡塊及第二平衡塊，第一平衡塊、第二平衡塊的相對靠近端均連接于機(jī)器人本體，兩皮帶輪分別位于第一平衡塊、第二平衡塊的相對背離端，第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于第一平衡塊上或者第二平衡塊上。
[0014]進(jìn)一步地，平衡塊上設(shè)有齒輪及與齒輪配合的長條形齒條，配重塊設(shè)于齒條上，齒輪在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下驅(qū)動(dòng)齒條帶動(dòng)配重塊移動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步地，走鋼絲機(jī)器人還包括:速度傳感器，用于檢測機(jī)器人本體沿鋼絲繩的線位移速度，控制器連接速度傳感器的輸出端及第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制端，用于接收線位移速度并生成指令控制第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
[0016]進(jìn)一步地，檢測機(jī)構(gòu)為六軸陀螺儀。
[0017]進(jìn)一步地，控制器為單片機(jī)。
[0018]進(jìn)一步地，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0019]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0020]本實(shí)用新型走鋼絲機(jī)器人，通過采用第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體沿鋼絲繩行走，且通過控制器接收檢測機(jī)構(gòu)檢測的用于反映機(jī)器人本體的姿態(tài)的檢測信號(hào)，并通過第二驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)配重塊沿平衡塊的長度方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人本體的平衡控制，保證機(jī)器人本體滿足動(dòng)態(tài)平衡，便于對走鋼絲機(jī)器人的動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)行仿真控制。
[0021]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0022]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例走鋼絲機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]10、機(jī)架；11、底座；12、支撐桿；
[0026]20、鋼絲繩；
[0027]30、機(jī)器人本體；
[0028]31、主動(dòng)輪；32、從動(dòng)輪；33、第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；34、檢測機(jī)構(gòu)；
[0029]40、平衡機(jī)構(gòu)；41、平衡塊；42、皮帶輪；43、皮帶；44、配重塊；45、第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0031]實(shí)施例一:
[0032]參照圖1，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種走鋼絲機(jī)器人，包括用于固定鋼絲繩20的機(jī)架10，機(jī)架10上設(shè)置有供機(jī)器人本體30行走的鋼絲繩20，機(jī)器人本體30經(jīng)滑輪與鋼絲繩20配合，且機(jī)器人本體30上設(shè)有驅(qū)動(dòng)滑輪沿鋼絲繩20行走的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33 ;機(jī)器人本體30上設(shè)有檢測機(jī)器人本體30的姿態(tài)的檢測機(jī)構(gòu)34及用于平衡機(jī)器人本體30的平衡機(jī)構(gòu)40，本實(shí)施例中，平衡機(jī)構(gòu)40包括與機(jī)器人本體30相連的平衡塊41，平衡塊41的長度方向垂直于鋼絲繩20的長度方向，平衡塊41上設(shè)有在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)45的作用下沿平衡塊41的長度方向移動(dòng)的配重塊44 ;走鋼絲機(jī)器人還包括，控制器(圖中未示出)，用于接收檢測機(jī)構(gòu)34的信號(hào)并生成指令控制第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)45動(dòng)作。
[0033]本實(shí)施例走鋼絲機(jī)器人的工作過程如下:
[0034]啟動(dòng)電源后，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33驅(qū)動(dòng)滑輪帶動(dòng)機(jī)器人本體30沿鋼絲繩20做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中，檢測機(jī)構(gòu)34檢測機(jī)器人本體30是否平衡，并將反映平衡狀態(tài)的檢測信息反饋給控制器，控制器根據(jù)接收的檢測信息給出指令控制第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)45動(dòng)作，以控制配重塊44沿平衡塊41的線性位移，以保證機(jī)器人本體30處于平衡狀態(tài)。
[0035]本實(shí)施例中，優(yōu)選地，機(jī)架10包括底座11及位于底座11兩端且相對設(shè)置的支撐桿12，鋼絲繩20固定連接于兩支撐桿12之間。其中，鋼絲繩20與支撐桿12之間通過緊固件連接，支撐桿12與底座11之間經(jīng)六角銅柱等標(biāo)準(zhǔn)件連接。
[0036]可選地，本實(shí)施例中，滑輪包括連接于機(jī)器人本體30上的主動(dòng)輪31、從動(dòng)輪32，主動(dòng)輪31連接第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，并在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的作用下沿鋼絲繩20移動(dòng)，從動(dòng)輪32在機(jī)器人本體30的驅(qū)動(dòng)下沿鋼絲繩20移動(dòng)。通過采用前后兩個(gè)滑輪的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了機(jī)器人本體30自身的平衡性。
[0037]可選地，平衡塊41沿其長度方向的兩端相對設(shè)有兩皮帶輪42，兩皮