專利名稱：一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種四足機(jī)器人，具體涉及一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有四足機(jī)器人看，大多數(shù)具有一個共同的特點，即單腿具有兩至三個自由度，可 以前進(jìn)、后退、及行走在傾斜路面。而這樣的四足行走機(jī)構(gòu)存在自由度多、控制系統(tǒng)復(fù)雜、能 耗大的問題，不便于四足行走機(jī)器人在負(fù)重條件下的長期穩(wěn)定行走。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中四足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)存在自由度多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 能耗大、不便于四足行走機(jī)器人在負(fù)重條件下的長期穩(wěn)定行走的問題，進(jìn)而提供了一種具 有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人。[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī) 器人，所述機(jī)器人包括外框、動力控制機(jī)構(gòu)和四個行走機(jī)構(gòu)，外框包括軀體鋼架和底盤支撐 板，動力控制機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、控制器，行走機(jī)構(gòu)包括四個大腿、四個小腿和四個足部，所 述機(jī)器人還包括動力調(diào)控裝置，動力調(diào)控裝置包括前肢被動齒輪、蝸桿、蝸輪、主動齒輪、后 肢被動齒、短軸、兩個長軸、一組蝸桿支撐架、一組短軸支撐架、兩組長軸支撐架、四個曲柄、 四個曲柄連接銷、四個曲柄連接桿和八個軸承；[0005]軀體鋼架上設(shè)有多個筋板，一組蝸桿支撐架為兩個相對同軸設(shè)置的蝸桿支撐架組 成，一組短軸支撐架為兩個相對同軸設(shè)置的短軸支撐架組成，每組長軸支撐架為兩個相對 同軸設(shè)置的長軸支撐架組成，每個蝸桿支撐架、每個短軸支撐架和每個長軸支撐架上分別 安裝有一個軸承，底盤支撐板固定安裝在軀體鋼架的底部，一組短軸支撐架、一組蝸桿支撐 架和兩組長軸支撐架分別設(shè)置在底盤支撐板的上端面上，步進(jìn)電機(jī)安裝在底盤支撐板的上 端面上，控制器用于控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向，步進(jìn)電機(jī)上的輸出軸與蝸桿一端固 定連接，蝸桿的兩端穿過一組蝸桿支撐架，且蝸桿的兩端通過蝸桿支撐架支撐固定，蝸桿上 設(shè)有蝸輪，蝸桿和蝸輪齒嚙合，短軸的一端穿過蝸輪，短軸另一端穿過主動齒輪，且短軸的 兩端通過一組短軸支撐架支撐固定，主動齒輪與設(shè)置在兩端的前肢被動齒輪和后肢被動齒 輪哨合，前肢被動齒輪和后肢被動齒輪上分別設(shè)有一個長軸，每個長軸的兩端穿過一組長 軸支撐架，且長軸的兩端穿過長軸支撐架支撐固定，每個長軸的兩端分別安裝有一個曲柄， 每個曲柄通過曲柄連接銷與一個曲柄連接桿一端連接，曲柄連接桿的另一端與一個大腿的 一端連接，大腿的另一端與小腿的一端連接，小腿的另一端與足部固定連接。[0006]本實用新型具有以下有益效果一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人僅僅通過單個主 動齒輪驅(qū)動，就能實現(xiàn)穩(wěn)定的四足行走，控制步距及步頻，并通過動力控制機(jī)構(gòu)和動力調(diào)控 機(jī)構(gòu)使四足行走機(jī)器人在行走環(huán)境中能夠進(jìn)行協(xié)調(diào)、連續(xù)的運動，在負(fù)重條件下長期穩(wěn)定 行走，提高行走質(zhì)量，本四足行走機(jī)器人既有優(yōu)于雙足機(jī)器人的行走平穩(wěn)性，又避免了現(xiàn)有 四足機(jī)器人機(jī)構(gòu)的自由度冗余和控制復(fù)雜性，本實用新型既降低了制造成本又提高了行走可靠性，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，設(shè)計合理的優(yōu)點。

圖1為實用新型的整體結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為實用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，所述機(jī)器人包括外框25、動力控制機(jī)構(gòu)26和四個行走機(jī)構(gòu)28，外框25包括軀體鋼架I和底盤支撐板3，動力控制機(jī)構(gòu)26包括步進(jìn)電機(jī)15、控制器16，行走機(jī)構(gòu)28包括四個小腿連接通銷17、四個大腿18、四個髖部銷釘19、四個小腿22和四個足部23，所述機(jī)器人還包括動力調(diào)控裝置27，動力調(diào)控裝置27包括前肢被動齒輪5、蝸桿9、蝸輪10、主動齒輪11、后肢被動齒12、短軸24、兩個長軸2、一組蝸桿支撐架7、一組短軸支撐架4、兩組長軸支撐架14、四個曲柄6、四個曲柄連接銷20、四個曲柄連接桿21和八個軸承8 ;軀體鋼架I上設(shè)有多個筋板1-1，一組蝸桿支撐架7為兩個相對同軸設(shè)置的蝸桿支撐架7組成，一組短軸支撐架4為兩個相對同軸設(shè)置的短軸支撐架4組成，每組長軸支撐架14為兩個相對同軸設(shè)置的長軸支撐架14組成，每個蝸桿支撐架7、每個短軸支撐架4和每個長軸支撐架14上分別安裝有一個軸承8，底盤支撐板3固定安裝在軀體鋼架I的底部，一組短軸支撐架4、一組蝸桿支撐架7和兩組長軸支撐架14分別設(shè)置在底盤支撐板3的上端面上，步進(jìn)電機(jī)15安裝在底盤支撐板3的上端面上，控制器16用于控制步進(jìn)電機(jī)15的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向，步進(jìn)電機(jī)15上的輸出軸與蝸桿9 一端固定連接，蝸桿9的兩端穿過一組蝸桿支撐架7，且蝸桿9的兩端通過蝸桿支撐架7支撐固定，蝸桿9上設(shè)有蝸輪10，蝸桿9和蝸輪10齒嚙合，短軸24的一端穿過蝸輪10，短軸24另一端穿過主動齒輪11，且短軸24的兩端通過一組短軸支撐架4支撐固定，主動齒輪11與設(shè)置在兩端的前肢被動齒輪5和后肢被動齒輪12哨合，前肢被動齒輪5和后肢被動齒12上分別設(shè)有一個長軸2,每個長軸2的兩端穿過一組長軸支撐架14，且長軸2的兩端穿過長軸支撐架14支撐固定，每個長軸2的兩端分別安裝有一個曲柄6，每個曲柄6通過曲柄連接銷20與一個曲柄連接桿21 —端連接，曲柄連接桿21的另一端通過一個髖部銷釘19與一個大腿18的一端連接，大腿18的另一端設(shè)有一個小腿連接通銷17，小腿連接通銷17 —端穿過筋板1-1與小腿22的一端連接，小腿22的另一端與足部23固定連接，主動齒輪11接受蝸輪10傳遞過來的運動后，分別與前肢被動齒輪5和后肢被動齒輪12進(jìn)行嚙合傳動,前肢被動齒輪5接受主動齒輪11傳來的運動后，它執(zhí)行逆向轉(zhuǎn)動，后肢被動齒輪12也進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)動，前肢被動齒輪5通過長軸2帶動兩側(cè)前肢兩側(cè)曲柄6時，兩側(cè)曲柄6產(chǎn)生了合理性、間歇性、交替的動作，后肢被動齒輪12通過長軸2帶動后肢兩側(cè)曲柄6時，兩側(cè)曲柄6也產(chǎn)生了相同的交替運動。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1和2說明本實施方式，本實施方式所述一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，主動齒輪U、前肢被動齒輪5和后肢被動齒12的模數(shù)相等,主動齒輪
11、、前肢被動齒輪5和后肢被動齒12壓力角相等,其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1和2說明本實施方式，本實施方式所述一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，所述機(jī)器人還包括八個定位螺栓13，每個長軸2的兩端分別通過一個定位螺栓13固定連接，其它與具體實施方式
一或二相同。[0013]本實用新型的工作原理[0014]通過控制器使步進(jìn)電機(jī)工作,步進(jìn)電機(jī)通過輸出軸帶動蝸桿轉(zhuǎn)動,蝸桿帶動蝸輪 轉(zhuǎn)動，蝸輪通過短軸帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動與前肢被動齒輪和后肢被動齒輪進(jìn) 行傳動，前肢被動齒輪接受主動齒輪傳來的運動后，它執(zhí)行逆向轉(zhuǎn)動，后肢被動齒輪也進(jìn)行 逆向轉(zhuǎn)動，前肢被動齒輪通過長軸帶動兩側(cè)前肢兩側(cè)曲柄時，兩側(cè)曲柄產(chǎn)生了合理性、間歇 性、交替的動作，后肢被動齒輪，通過長軸帶動后肢兩側(cè)曲柄時，兩側(cè)曲柄也產(chǎn)生了相同的 交替運動，曲柄帶動各自對應(yīng)的曲柄擺桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動，從而使同一側(cè)行走機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了相 同的運動方式，且步調(diào)一致，當(dāng)一側(cè)兩腿與地面接觸時，曲柄擺桿機(jī)構(gòu)還在運轉(zhuǎn)，因地面產(chǎn) 生摩擦力，從而另一側(cè)行走機(jī)構(gòu)的足部離開地面一定高度，同時機(jī)器人整體也向前移動當(dāng) 另一側(cè)腿部接觸地面時，同樣產(chǎn)生摩擦力，繼續(xù)使機(jī)身向前移動，這樣往復(fù)運動，使機(jī)器人 平穩(wěn)的向前行走，如向后移動，只需向控制系統(tǒng)發(fā)送指令，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動裝置向電機(jī)發(fā)送反向 脈沖信號，讓電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過各個機(jī)構(gòu)的傳動，最終能夠使機(jī)器人進(jìn)行向后行走的動作，本 實用新型的可在斜面角度為0-15°的斜面上行走。
權(quán)利要求1.一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，所述機(jī)器人包括外框(25)、動力控制機(jī)構(gòu)(26)和四個行走機(jī)構(gòu)(28)，外框(25)包括軀體鋼架(I)和底盤支撐板(3)，動力控制機(jī)構(gòu)(26)包括步進(jìn)電機(jī)(15)和控制器(16)，行走機(jī)構(gòu)(28)包括四個大腿(18)、四個小腿(22)和四個足部(23)，其特征在于所述機(jī)器人還包括動力調(diào)控裝置(27)，動力調(diào)控裝置(27)包括前肢被動齒輪(5)、蝸桿(9)、蝸輪(10)、主動齒輪(11)、后肢被動齒輪(12)、短軸(24)、兩個長軸(2)、一組蝸桿支撐架(7)、一組短軸支撐架(4)、兩組長軸支撐架(14)、四個曲柄(6)、四個曲柄連接銷(20)、四個曲柄連接桿(21)和八個軸承(8)； 軀體鋼架(I)上設(shè)有多個筋板(1-1)，一組蝸桿支撐架(7)為兩個相對同軸設(shè)置的蝸桿支撐架(7)組成，一組短軸支撐架(4)為兩個相對同軸設(shè)置的短軸支撐架(4)組成，每組長軸支撐架(14)為兩個相對同軸設(shè)置的長軸支撐架(14)組成，每個蝸桿支撐架(7)、每個短軸支撐架(4)和每個長軸支撐架(14)上分別安裝有一個軸承(8)，底盤支撐板(3)固定安裝在軀體鋼架⑴的底部，一組短軸支撐架(4)、一組蝸桿支撐架(7)和兩組長軸支撐架(14)分別設(shè)置在底盤支撐板(3)的上端面上，步進(jìn)電機(jī)(15)安裝在底盤支撐板(3)的上端面上，控制器(16)用于控制步進(jìn)電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向，步進(jìn)電機(jī)(15)上的輸出軸與蝸桿(9) 一端固定連接，蝸桿(9)的兩端穿過一組蝸桿支撐架(7)，且蝸桿(9)的兩端通過蝸桿支撐架(7)支撐固定，蝸桿(9)上設(shè)有蝸輪(10)，蝸桿(9)和蝸輪(10)齒嚙合，短軸(24)的一端穿過蝸輪(10)，短軸(24)另一端穿過主動齒輪(11)，且短軸(24)的兩端通過一組短軸支撐架(4)支撐固定，主動齒輪(11)與設(shè)置在兩端的前肢被動齒輪(5)和后肢被動齒輪(12)嚙合，前肢被動齒輪(5)和后肢被動齒輪(12)上分別設(shè)有一個長軸(2),每個長軸(2)的兩端穿過一組長軸支撐架(14)，且長軸(2)的兩端穿過長軸支撐架(14)支撐固定，每個長軸(2)的兩端分別安裝有一個曲柄￠)，每個曲柄(6)通過曲柄連接銷(20)與一個曲柄連接桿(21) —端連接，曲柄連接桿(21)的另一端與一個大腿(18)的一端連接，大腿(18)的另一端與小腿(22)的一端連接，小腿(22)的另一端與足部(23)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，其特征在于主動齒輪(11)、前肢被動齒輪(5)和后肢被動齒(12)的模數(shù)相等，主動齒輪(11)、與前肢被動齒輪(5)和后肢被動齒(12)壓力角相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)器人還包括八個定位螺栓(13)，每個長軸(2)的兩端分別通過一個定位螺栓(13)固定連接。
專利摘要一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，本實用新型涉及一種四足機(jī)器人，具體涉及一種具有調(diào)控裝置的四足機(jī)器人，本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中四足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)存在自由度多、控制系統(tǒng)復(fù)雜、能耗大的問題，不便于四足行走機(jī)器人在負(fù)重條件下的長期穩(wěn)定行走問題，所述機(jī)器人包括外框、動力控制機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和動力調(diào)控裝置，外框包括軀體鋼架和底盤支撐板，動力控制機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)和控制器，行走機(jī)構(gòu)包括大腿、小腿和足部，動力調(diào)控機(jī)構(gòu)包括前肢被動齒輪、蝸桿、蝸輪、主動齒輪、后肢被動齒、短軸、長軸、蝸桿支撐架、短軸支撐架、長軸支撐架、曲柄、曲柄連接銷、曲柄連接桿和軸承，本實用新型用于搜救、探測領(lǐng)域。
文檔編號B62D57/032GK202827838SQ201220559730
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王鵬, 張元 , 李吉祥, 郝煥瑞, 江文浩, 李鑫, 辛景雷 申請人:哈爾濱理工大學(xué)