全地形伸縮腿式六足旋轉(zhuǎn)前進機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可以在全地形平穩(wěn)運動的機器人，本發(fā)明可以在復(fù)雜地形環(huán)境運動，保持直線導(dǎo)軌上的滑臺的運動。它可以搭載相應(yīng)的功能部件，可以完成相應(yīng)的功能，如在上部平臺上搭載戰(zhàn)斗部分可以作為軍事機器人。它包括A、B兩個相同的旋轉(zhuǎn)部分，C、D兩個相同的連接部分，平臺E，直線導(dǎo)軌F。所述直線導(dǎo)軌F通過軸套(16)與C、D連接，直線導(dǎo)軌F可以繞平面推力軸承(7)轉(zhuǎn)動，A、B在抬腳時可被F拉住。C、D通過軸承支架(8)固定在腿部搭載平臺(10)上實現(xiàn)C與A，D與B的連接。移動平臺E實現(xiàn)重心的移動，移動完重心后抬起旋轉(zhuǎn)部A或B上的腿，實現(xiàn)抬腳，旋轉(zhuǎn)D或C以達到跨步，旋轉(zhuǎn)完成后落下抬起的腿完成落腳，最終實現(xiàn)運動。
【專利說明】全地形伸縮腿式六足旋轉(zhuǎn)前進機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人運動領(lǐng)域，提供一種新的機器人運動形式，具體涉及全地形伸縮腿式六足旋轉(zhuǎn)前進機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的機器人仿生類、輪式、履帶式等。輪式機構(gòu)有自重輕、承載大、機構(gòu)簡單、驅(qū)動和控制相對方便、行走速度快、機動靈活、工作效率高等優(yōu)點，但是其運動穩(wěn)定性與路面的路況有很大關(guān)系，在復(fù)雜地形精確的軌跡控制不能很好解決，要實現(xiàn)在樓梯或者山地等復(fù)雜地形運動很困難。履帶具有接地比壓小，在松軟的地面附著性能和通過性能好，爬樓梯、越障平穩(wěn)性高，良好的自復(fù)位能力等特點，但其對地形也有很大的要求，在復(fù)雜地形運動時穩(wěn)定性也很差，不確定度很大。履帶在轉(zhuǎn)向時對地面破壞程度大，該缺點使得輪式以及履帶式移動機構(gòu)也不能用來運輸大質(zhì)量的貨物，也很難實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境的平穩(wěn)運動。仿生類機器人的運動和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負重不能過大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決以上機器人的運動時的問題，我們發(fā)明一種可以全方位運動的機器人。整體結(jié)構(gòu)由兩部分獨立分布于一根導(dǎo)軌兩邊，每個部分上有三條支撐腿，可以伸縮，導(dǎo)軌上有一個可以自由移動的平臺，這是整個運動器的基本組成部分。圓盤可以繞著自己圓心旋轉(zhuǎn)，也就是說導(dǎo)軌可以繞著每個圓心自由旋轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)軌F繞A、B的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)機器人整體的跨步，通過導(dǎo)軌上平臺的移動實現(xiàn)整體重心的移動，每次跨步之前，首先移動平臺E至直線導(dǎo)軌F的最左邊即A、C處，再收縮D上的支撐腿離開地面，繞C中心旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌F至需要前進的方向，伸長剛收起的腿直到腿部觸地反饋信號至接收器以完成一次步態(tài)。每個支撐臂上都有一個力傳感器，可以通過力感器觸地反饋控制每個伸縮腿的伸縮量。
[0004]本發(fā)明有益效果在于:兩邊獨立的整體是由有三條腿支撐分布的等邊三角形組成。因為三角形具有穩(wěn)定性，該結(jié)構(gòu)使得A或B獨立著地時都可以平衡。機器人的運動分解成了平臺E的水平運動、直線導(dǎo)軌F的旋轉(zhuǎn)運動以及腿部的豎直運動。機器人的水平運動是在絲杠上面完成的。因為A、B都有三條小腿，每條小腿伸縮都是獨立的，會根據(jù)地形的不同決定每條小腿的伸長量，從而實現(xiàn)對全地形的適應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是全地形伸縮腿式6足機器人的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0006]圖2是機器人運動的邁步流程。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合實例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步具體說明。
[0008]實施例:電機(4)通過聯(lián)軸器(3)與絲杠9連接。導(dǎo)軌(17)是上下平面是矩形的平面，右部可以固定電機(4)，左端有平板可以固定導(dǎo)軌(17)。平臺(I)與絲杠(9)連接，平臺(I)下底面與導(dǎo)軌(17)上頂面接觸，使得平臺(I)可以在導(dǎo)軌(17)上直線往復(fù)運動。導(dǎo)軌17與平面推力軸承7上部分接觸。直線搭載平臺(2)中心是正六面體孔，上部有個大圓柱低孔。直線導(dǎo)軌搭載平臺(2)與導(dǎo)軌(17)粘接固連在一起。連接軸(5)整體是螺旋體，上部是六面體，中心有個螺紋孔，中間是凸起圓柱，下部是圓柱，中心有電機軸孔。承力墊片(19)通過連接螺栓(18)與連接軸(5)連接在一起，使得抬腿時可以承受抬起的A或B的拉力。承力墊片(19)與直線搭載平臺⑵接觸。連接螺栓(18)與連接軸(5)通過螺紋連接。平面推力軸承(7)壓在軸承支架(8)上。軸承支架(8)是空心圓柱體，上部有圓槽，可裝載平面推力軸承(7)。軸套(16)中心是圓孔，通過圓孔與軸的六面體下部分圓柱配合，可以相對旋轉(zhuǎn)，而又被連接軸(7)的中間凸出部分擋住，以實現(xiàn)整體的抬腿。軸套下部分是固定在電機(6)上的，或者固定在腿部搭載平臺上。電機通過連接軸(5)傳遞電機的旋轉(zhuǎn)到整體。腿部搭載平臺是個圓形或者三角形，每條小腿固定在一角行程正三角形。電機(11)固定在(10)上，也與絲杠支架(13)連接在一起，絲杠(12)與電機輸出軸連接，絲杠上裝有伸縮腿(14)，使得電機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成伸縮腿的上下直線運動。腿部力傳感器(15)在伸縮腿的最下部，伸縮腿著地后可以回饋著地信號。
[0009]以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，本發(fā)明重在一種新的運動形式的發(fā)明，任何在本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所做的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種全地形伸縮腿式六足旋轉(zhuǎn)前進機器人，它包括A、B兩個旋轉(zhuǎn)部分，C、D兩個連接部分，平臺E，直線導(dǎo)軌F，相同的A、B分別包括腿部搭載平臺(10)、3個電機III (11)、3個腿部絲杠(12)、3個絲杠支架(13)、3個伸縮腿(14)、3個腿部著地傳感器(15)，相同的C、D分別包括直線導(dǎo)軌搭載平臺(2)、連接軸(5)、電機IU6)、平面推力軸承(7)、軸承支架(8)、軸套(16)、連接螺栓(18)、承力墊片(19)，E包括移動平臺(I)，F(xiàn)包括絲杠(9)、聯(lián)軸器(3)、電機1(4)、導(dǎo)軌(17)，其特征在于:所述直線導(dǎo)軌F通過軸套(16)與C、D連接，直線導(dǎo)軌F可以繞平面推力軸承(7)轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)部分A、B在抬腳時可被F拉住。連接部分C、D通過軸承支架(8)固定在腿部搭載平臺(10)上實現(xiàn)C與A，D與B的連接。移動平臺E實現(xiàn)重心的移動,移動完重心后抬起旋轉(zhuǎn)部A或B上的腿,實現(xiàn)抬腳,旋轉(zhuǎn)D或C以達到跨步，旋轉(zhuǎn)完成后落下抬起的腿完成落腳，最終實現(xiàn)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于旋轉(zhuǎn)部分A和B可以通過三條腿的觸地反饋控制腿部伸縮量以達到在未知地形保持上部水平的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于連接部C、D的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)機器人的整體跨步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于移動平臺(I)的往復(fù)運動實現(xiàn)機器人重心的移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于力傳感器(15)觸地反饋信號，電機停止轉(zhuǎn)動實現(xiàn)機器人觸地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于機器人的運動部的運動與機器人本身的運動分解開來，機器人整體的運動分解為水平方向的運動以及豎直方向的運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全地形伸縮腿式6足機器人，其特征在于通過C、D的相互旋轉(zhuǎn)一定的角度實現(xiàn)機器人的轉(zhuǎn)向。
【文檔編號】B62D57/032GK103963866SQ201410166571
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】常石磊, 張運 申請人:北京航空航天大學(xué)