機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，所面臨的第四次工業(yè)革命的核心是推動(dòng)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。在此過程中，智能機(jī)器人將起到舉足輕重的作用。雙足行走機(jī)器人作為智能機(jī)器人的關(guān)鍵分支。其步行方式在仿真機(jī)械中自動(dòng)化程度最高、最為復(fù)雜，它的完美實(shí)現(xiàn)要求機(jī)器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面產(chǎn)生巨大的變革和創(chuàng)新，從而有力地推動(dòng)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有雙足機(jī)器人的研宄主要側(cè)重于在雙足機(jī)器人的關(guān)節(jié)處安裝伺服電機(jī)，采用非常復(fù)雜的控制算法，控制機(jī)器人的步態(tài)與行走軌跡。然而，伺服電機(jī)的采用致使機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)重量增加，成本增加，控制策略復(fù)雜。
[0004]因此，為了解決以上問題，需要一種重量輕，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種重量輕，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、連桿行走單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述連桿行走單元包括鉸接于機(jī)架的支撐連桿、與所述支撐連桿滑動(dòng)配合的大腿連桿以及鉸接與所述支撐連桿與大腿連桿之間的中間連桿；所述驅(qū)動(dòng)單元包括用于驅(qū)動(dòng)支撐連桿繞機(jī)架擺動(dòng)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件；
[0007]進(jìn)一步，所述往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件包括曲面齒輪、與所述曲面齒輪嚙合的輸出齒輪以及為所述輸出齒輪提供回復(fù)力的彈性回位構(gòu)件；
[0008]進(jìn)一步，所述輸出齒輪傳動(dòng)配合有輸出軸，所述輸出軸與支撐連桿之間鉸接有胯骨連桿；
[0009]進(jìn)一步，所述連桿行走單元還包括鉸接于所述大腿連桿的小腿連桿，所述支撐連桿與機(jī)架之間的鉸軸上固定有主動(dòng)帶輪，所述大腿連桿與小腿連桿之間的鉸軸上固定有從動(dòng)帶輪，所述主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小腿連桿擺動(dòng)的傳動(dòng)帶；
[0010]進(jìn)一步，所述中間連桿與大腿連桿之間的鉸軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有中間帶輪，所述傳動(dòng)帶包括連接于所述主動(dòng)帶輪與中間帶輪之間的前端傳動(dòng)帶以及連接于所述中間帶輪與從動(dòng)帶輪之間的后端傳動(dòng)帶；
[0011]進(jìn)一步，彈性回位構(gòu)件包括固定設(shè)置于所述機(jī)架的導(dǎo)軌、與所述導(dǎo)軌滑動(dòng)配合并可轉(zhuǎn)動(dòng)連接與所述輸出軸的滑塊以及設(shè)置于機(jī)架與滑塊之間的彈簧。
[0012]進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括與所述曲面齒輪傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述連桿行走單元還包括鉸接與所述小腿連桿下端的腳底板。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件采用能夠輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的裝置(如凸輪機(jī)構(gòu)、端面齒輪、氣壓缸等)推動(dòng)連桿行走單元的支撐連桿繞機(jī)架往復(fù)擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)大腿連桿實(shí)現(xiàn)前后擺動(dòng)進(jìn)行行走動(dòng)作，因此，本發(fā)明的及其人行走機(jī)構(gòu)在關(guān)節(jié)位置無需采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠有效降低機(jī)器人的自重、降低制造成本，同時(shí)易于控制機(jī)器人的行走動(dòng)作。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架3、連桿行走單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述連桿行走單元包括鉸接于機(jī)架3的支撐連桿4、與所述支撐連桿4滑動(dòng)配合的大腿連桿9以及鉸接與所述支撐連桿4與大腿連桿9之間的中間連桿6 ;所述驅(qū)動(dòng)單元包括用于驅(qū)動(dòng)支撐連桿4繞機(jī)架3擺動(dòng)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件，往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件采用能夠輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的裝置(如凸輪機(jī)構(gòu)、端面齒輪、氣壓缸等)推動(dòng)連桿行走單元的支撐連桿4繞機(jī)架3往復(fù)擺動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)大腿連桿9實(shí)現(xiàn)前后擺動(dòng)進(jìn)行行走動(dòng)作，因此，本發(fā)明的及其人行走機(jī)構(gòu)在關(guān)節(jié)位置無需采用伺服電機(jī)10驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠有效降低機(jī)器人的自重、降低制造成本，同時(shí)易于控制機(jī)器人的行走動(dòng)作。
[0018]本實(shí)施例中，所述往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件包括曲面齒輪11、與所述曲面齒輪11嚙合的輸出齒輪以及為所述輸出齒輪提供回復(fù)力的彈性回位構(gòu)件，曲面齒輪11和輸出齒輪之間的齒面共軛嚙合，使得輸出齒輪形成既能旋轉(zhuǎn)又能垂直于曲面齒輪11端面往復(fù)移動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形式；彈性回位構(gòu)件保證輸出齒輪始終與曲面齒輪11嚙合，利用輸出齒輪驅(qū)動(dòng)支撐連桿4的往復(fù)擺動(dòng)；通過支撐連桿4和大腿連桿9的鉸鏈連接，帶動(dòng)大腿連桿9的來回?cái)[動(dòng)，利用端面曲面齒輪11的嚙合運(yùn)動(dòng)能夠有效提高行走機(jī)構(gòu)的承載能力。
[0019]本實(shí)施例中，所述輸出齒輪傳動(dòng)配合有輸出軸1，所述輸出軸I與支撐連桿4之間鉸接有胯骨連桿2，輸出齒輪與輸出軸I利用銷實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接，因此，輸出齒輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將傳遞至輸出軸I上，并通過胯骨連桿2帶動(dòng)支撐連桿4繞機(jī)架3往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)大腿連桿9前后往復(fù)擺動(dòng)。
[0020]本實(shí)施例中，所述連桿行走單元還包括鉸接于所述大腿連桿9的小腿連桿8，所述支撐連桿4與機(jī)架3之間的鉸軸上固定有主動(dòng)帶輪，所述大腿連桿9與小腿連桿8之間的鉸軸上固定有從動(dòng)帶輪，所述主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小腿連桿8擺動(dòng)的傳動(dòng)帶；所述支撐連桿4與機(jī)架3之間的鉸軸固定于支撐連桿4，因此，主動(dòng)帶輪能夠隨支撐連桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，大腿連桿9與小腿連桿8之間的鉸軸與小腿連桿8固定，因此主動(dòng)帶輪的反復(fù)旋轉(zhuǎn)能夠通過傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)小腿連桿8往復(fù)擺動(dòng)，最終，通過帶輪傳動(dòng)將支撐連桿4的往復(fù)擺動(dòng)傳遞給小腿連桿8，從而實(shí)現(xiàn)大腿連桿9和小腿連桿8的雙自由度往復(fù)擺動(dòng)。[0021 ] 本實(shí)施例中，所述中間連桿6與大腿連桿9之間的鉸軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有中間帶輪，所述傳動(dòng)帶包括連接于所述主動(dòng)帶輪與中間帶輪之間的前端傳動(dòng)帶5以及連接于所述中間帶輪與從動(dòng)帶輪之間的后端傳動(dòng)帶7，中間帶輪可轉(zhuǎn)動(dòng)配合與中間連桿6與大腿連桿9之間的鉸軸，前端傳動(dòng)帶5與后端傳動(dòng)帶7同時(shí)配合于該中間帶輪，通過該中間帶輪過度將支撐連桿4的擺動(dòng)傳遞至小腿連桿8。
[0022]本實(shí)施例中，彈性回位構(gòu)件包括固定設(shè)置于所述機(jī)架3的導(dǎo)軌12、與所述導(dǎo)軌12滑動(dòng)配合并可轉(zhuǎn)動(dòng)連接與所述輸出軸I的滑塊13以及設(shè)置于機(jī)架3與滑塊13之間的彈簧14，滑塊13與傳動(dòng)軸之間設(shè)有軸承并通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)配合，彈簧14的彈性力將使輸出齒輪始終與曲面齒輪11保持嚙合。
[0023]本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括與所述曲面齒輪11傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)10 ;所述連桿行走單元還包括鉸接與所述小腿連桿8下端的腳底板。
[0024]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括機(jī)架、連桿行走單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述連桿行走單元包括鉸接于機(jī)架的支撐連桿、與所述支撐連桿滑動(dòng)配合的大腿連桿以及鉸接與所述支撐連桿與大腿連桿之間的中間連桿；所述驅(qū)動(dòng)單元包括用于驅(qū)動(dòng)支撐連桿繞機(jī)架擺動(dòng)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件包括曲面齒輪、與所述曲面齒輪嚙合的輸出齒輪以及為所述輸出齒輪提供回復(fù)力的彈性回位構(gòu)件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述輸出齒輪傳動(dòng)配合有輸出軸，所述輸出軸與支撐連桿之間鉸接有胯骨連桿。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述連桿行走單元還包括鉸接于所述大腿連桿的小腿連桿，所述支撐連桿與機(jī)架之間的鉸軸上固定有主動(dòng)帶輪，所述大腿連桿與小腿連桿之間的鉸軸上固定有從動(dòng)帶輪，所述主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪之間設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)小腿連桿擺動(dòng)的傳動(dòng)帶。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述中間連桿與大腿連桿之間的鉸軸上可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有中間帶輪，所述傳動(dòng)帶包括連接于所述主動(dòng)帶輪與中間帶輪之間的前端傳動(dòng)帶以及連接于所述中間帶輪與從動(dòng)帶輪之間的后端傳動(dòng)帶。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:彈性回位構(gòu)件包括固定設(shè)置于所述機(jī)架的導(dǎo)軌、與所述導(dǎo)軌滑動(dòng)配合并可轉(zhuǎn)動(dòng)連接與所述輸出軸的滑塊以及設(shè)置于機(jī)架與滑塊之間的彈簧。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元還包括與所述曲面齒輪傳動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述連桿行走單元還包括鉸接與所述小腿連桿下端的腳底板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、連桿行走單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述連桿行走單元包括鉸接于機(jī)架的支撐連桿、與所述支撐連桿滑動(dòng)配合的大腿連桿以及鉸接與所述支撐連桿與大腿連桿之間的中間連桿；所述驅(qū)動(dòng)單元包括用于驅(qū)動(dòng)支撐連桿繞機(jī)架擺動(dòng)的往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件，本發(fā)明的機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)重量輕，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制。
【IPC分類】B62D57/032
【公開號(hào)】CN104986242
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510394189
【發(fā)明人】林超, 蔡志欽
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日