專利名稱：機器人腿部實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機器人腿部實驗裝置。
背景技術：
單腿跳躍機器人能適應不同地形的需要，有效地替人完成各種任務。單腿跳躍機器人是模擬袋鼠、麻雀等生物運動方式的一類仿生機器人。相比于輪式、履帶式、爬行或步行機器人，單腿跳躍機器人具有更強的越障能力和機動性以及更高的運動效率和速度。在諸如勘探、搜救以及行星探測等太空探索領域具有重要的應用價值。在自然界和人類社會中，存在一些人類無法到達的地方和可能危及人類生命的特殊場合，如行星表面、災難發(fā)生礦井、防災救援和反恐斗爭等，對這些危險環(huán)境進行不斷地探索和研究，尋求一條解決問題的可行途徑成為科學技術發(fā)展和人類社會進步的需要。地形不規(guī)則和崎嶇不平是這些環(huán)境的共同特點，從而使輪式機器人和履帶式機器人的應用受到限制。以往的研究表明輪式移動方式在相對平坦的地形上行駛時，具有相當?shù)膬?yōu)勢運動速度迅速、平穩(wěn)，結構和控制也較簡單；但在不平地面上行駛時，能耗將大大增加；而在松軟地面或嚴重崎嶇不平的地形上，車輪的作用也將嚴重喪失，移動效率大大降低。為了改善輪子對松軟地面和不平地面的適應能力，履帶式移動方式應運而生，但履帶式機器人在不平地面上的機動性仍然很差，行駛時，機身晃動嚴重。與輪式、履帶式移動機器人相比，在崎嶇不平的路面，步行機器人具有獨特優(yōu)越性能，在這種背景下，多足步行機器人的研究蓬勃發(fā)展起來。而仿生步行機器人的出現(xiàn)更加顯示出步行機器人的優(yōu)勢。單腿機器人通常分為兩節(jié)或者三節(jié)，最上一節(jié)固定在機器人身體或者及其他部位上，最下一節(jié)與地面接觸。運動時，相鄰的兩節(jié)腿收縮，儲存勢能，然后釋放能量，彈跳前進。 單腿機器人在實驗時，往往由于控制算法還在調(diào)試不能穩(wěn)定的運動，容易摔倒，因此需要輔助機構維持其穩(wěn)定性。鑒于對腿部機器人的研究越來越廣泛，目前尚沒有一種單腿試驗機在市場上問世，本款試驗機能夠提供單腿或雙腿機器人的實驗環(huán)境，進行行走實驗或者跳躍實驗。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種機器人腿部實驗裝置。機器人腿部實驗裝置包括連接軸、機器人腿、護欄、底座、萬向輪、豎直桿、轉動套、 上法蘭、長管、上軸承、下軸承和下法蘭；連接軸一端與機器人腿上部連接，連接軸另一端與嵌入長管一端連接，長管另一端與轉動套連接，轉動套連接在豎直桿上，豎直桿上端與上軸承內(nèi)圈固定，上軸承外圈位于上法蘭內(nèi)側，豎直桿下端與底座連接，底座下表面與下軸承內(nèi)圈固定，下軸承外圈固定于下法蘭內(nèi)側，底座上表面安裝護欄，底座下表面裝有萬向輪。所述的轉動套能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿上的連接點轉動。本實用新型應用機器人腿部的實驗，可以適用于單腿或者多腿，保證了機器人腿在實驗過程中不會摔倒，且受到外界對路徑的影響較小，機器人腿的運動方式可以是行走，也可以是彈跳。本裝置尤其適用于液壓驅動的機器人腿，發(fā)動機，液壓泵可放置在底座上， 隨著機器人腿一起轉動，從而避免了運動時，油管會纏繞的問題。

圖1為機器人腿部實驗裝置的示意圖；圖2為本實用新型豎直桿上端固定方式剖視圖；圖3為本實用新型底座下端固定方式剖視圖；圖中，連接軸1、機器人腿2、護欄3、底座4、萬向輪5、豎直桿6、轉動套7、上法蘭 8、長管9、上軸承10、下軸承11、下法蘭12。
具體實施方式
如圖1、2、3所示，機器人腿部實驗裝置包括連接軸1、機器人腿2、護欄3、底座4、 萬向輪5、豎直桿6、轉動套7、上法蘭8、長管9、上軸承10、下軸承11和下法蘭12 ；連接軸1 一端與機器人腿2上部連接，連接軸1另一端與嵌入長管9 一端連接，長管9另一端與轉動套7連接，轉動套7連接在豎直桿6上，豎直桿6上端與上軸承10內(nèi)圈固定，上軸承10外圈位于上法蘭8內(nèi)側，豎直桿6下端與底座4連接，底座4下表面與下軸承12內(nèi)圈固定，下軸承11外圈固定于下法蘭12內(nèi)側，底座4上表面安裝護欄3，底座下表面裝有萬向輪5。所述的轉動套7能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿6上的連接點轉動。安裝機器人腿時，可對機器人腿2與連接軸1之間采用軸承連接，這樣，機器人腿可獲得前后擺動的自由度，靈活性更優(yōu)。為防止機器人腿2意外跌倒，增加實驗的安全性，保護實驗器材，可在機器人腿2 上加裝保險繩，保險繩一段系在機器人腿2上，一段固定上法蘭8上，平時保險繩處于松弛狀態(tài)，一旦機器人腿2跌倒，保險繩隨即繃緊。機器人腿部實驗裝置的使用方法的步驟如下1)先將機器人腿2安裝在連接軸1上；2)啟動機器人，機器人腿2繞豎直桿運動，長管9與底座4隨著機器人腿2運動以豎直桿6為中心轉動；3)關閉機器人，機器人腿2停止運動。
權利要求1.一種機器人腿部實驗裝置，其特征在于包括連接軸(1)、機器人腿(2)、護欄(3)、底座(4)、萬向輪(5)、豎直桿(6)、轉動套(7)、上法蘭(8)、長管(9)、上軸承(10)、下軸承(11) 和下法蘭(12);連接軸(1)一端與機器人腿(2)上部連接，連接軸(1)另一端與嵌入長管(9) 一端連接，長管(9 )另一端與轉動套(7 )連接，轉動套(7 )連接在豎直桿(6 )上，豎直桿(6 ) 上端與上軸承(10)內(nèi)圈固定，上軸承(10)外圈位于上法蘭(8)內(nèi)側，豎直桿(6)下端與底座(4)連接，底座(4)下表面與下軸承(12)內(nèi)圈固定，下軸承(11)外圈固定于下法蘭(12) 內(nèi)側，底座(4)上表面安裝護欄(3)，底座下表面裝有萬向輪(5)。
2.如權利要求1所述的一種機器人腿部實驗裝置，其特征在于所述的轉動套(7)能在豎直平面內(nèi)繞位于豎直桿(6)上的連接點轉動。
專利摘要本實用新型公開一種機器人腿部實驗裝置。它包括連接軸、機器人腿、護欄、底座、萬向輪、豎直桿、轉動套、上法蘭、長管、上軸承、下軸承和下法蘭；連接軸一端與機器人腿上部連接，連接軸另一端與嵌入長管一端連接，長管另一端與轉動套連接，轉動套連接在豎直桿上，豎直桿上端與上軸承內(nèi)圈固定，上軸承外圈位于上法蘭內(nèi)側，豎直桿下端與底座連接，底座下表面與下軸承內(nèi)圈固定，下軸承外圈固定于下法蘭內(nèi)側，底座上表面安裝護欄，底座下表面裝有萬向輪。本實用新型用于機器人腿部實驗，機器人腿在實驗過程中不會摔倒，且受到外界干擾較小，機器人腿的運動方式可以是行走或跳躍，本裝置尤其適用于液壓驅動的機器人。
文檔編號G01M99/00GK202057504SQ20112014654
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2011年5月10日
發(fā)明者曹開元, 朱秋國, 熊蓉, 翁國沖, 褚健 申請人:浙江大學