四足救援机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种四足救援机器人，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。本发明专利技术整体框架为船形，使机器人对深水区域有较好的适应性，在浅水区域则利用连杆机构完成腿部支撑，并利用齿轮转动带动连杆运动、行走，同时非标准齿轮的设计以保证船体运行时的平稳。内置驱动轴，利用脚部力量可完成机器驱动；外带辅助把手，在驱动轴损坏时可利用手摇驱动，在不同环境下都有较好的适用性。

【技术实现步骤摘要】
四足救援机器人
本专利技术涉及机器人设计
，具体地，涉及一种单自由度人力驱动的四足救援机器人。
技术介绍
救援机器人是用来在灾难发生后进行救援作业的一种机器人。面对不同的灾害，救援机器人需要具有能够适应不同环境的广泛适应性。然而，在洪水过后的潮湿环境下，一般机器人由于采用电力驱动，很容易短路，而且步行方式往往不适合复杂多变的泥泞路面环境。经对文献搜索，发现大部分救援机器人着重于进入狭小空间的能力，远程控制进行救援的能力进行研制，比如：《多功能液压救援机器人》(申请号：201320056282.8)或是针对深水环境下的救援机器人《水下智能救援机器人系统》(申请号：201320100059.9)少有针对洪水后的灾区进行救援的先例。这些已有的系统大多操作复杂，需要一定的专业知识方可进行操作，但是，受困者不一定具有操作能力，这就大大加大了救援的局限性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种四足救援机器人，该机器人具有适应洪水环境，单自由度输入，载重量大，便于安装，操作简单的特点，可由空投等方式进入灾区，并有受困者自行操作，大大加大了其脱困的可能性。本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种四足救援机器人，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。优选地，所述动力输入装置包括：中心动力输入轴和齿轮组，所述中心动力输入轴径向设置于机构主体内部的中央，所述齿轮组为两个，分别为左齿轮组和右齿轮组，所述左齿轮组和右齿轮组分别连接在中心动力输入轴的两端，四个腿部连杆机构分别与对应一侧的齿轮组轴连接。优选地，所述左齿轮组和右齿轮组均包括：第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮、普通齿轮和动力输入齿轮，其中，所述普通齿轮和动力输入齿轮相啮合；所述第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮均包括大直径端和小直径端，第一异形齿轮的小直径端分别与第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端相啮合；所述第一异形齿轮的小直径端与普通齿轮轴连接，所述第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端分别与对应的腿部连杆机构轴连接，所述动力输入齿轮与中心动力输入轴相连接。优选地，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端的中心角分别为90度，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端的中心角分别为270度，大直径端与小直径端的直径之比为3∶1，当第二异形齿轮和第三异形齿轮相啮合时，第一异形齿轮的大直径端与小直径端转动时间比为1∶1。优选地，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的中心轴构成顶角为120度的等腰三角形。优选地，所述中心动力输入轴包括：多个曲柄机构和脚踏板，所述脚踏板连接在相邻两个曲柄机构之间；位于两端的曲柄机构分别与左齿轮组和右齿轮组的动力输入齿轮相连接。优选地，四个腿部连杆机构分别与机构主体固定连接，其中，每一个腿部连杆机构均包括：多根腿部连杆机构杆件和一根动力输入杆件，所述多根腿部连杆机构杆件彼此拼接构成腿部连杆机构的主体，所述动力输入杆件的一端与腿部连杆机构的主体连接，所述动力输入杆件的另一端与动力输入装置相连接。优选地，每一根腿部连杆机构杆件均采用中间光滑的螺杆，螺杆的两端分别为螺纹结构，相邻的螺杆之间通过螺栓和垫片固定。优选地，所述机构主体采用船型结构。优选地，还包括如下任一个或任多个部件：-辅助把手，所述辅助把手设置于机构主体的左侧和／或右侧，并与对应的动力输入齿轮相连接；-座椅，所述座椅安装于机构主体内部的前端和／或后端；-左齿轮箱和右齿轮箱，所述左齿轮箱和右齿轮箱分别设置于机构主体内部的左右两侧，左齿轮组和右齿轮组分别设置于左齿轮箱和右齿轮箱内。与现有技术相比，本专利技术提供的四足救援机器人，机构主体为船形，使机器人对深水区域有较好的适应性，在浅水区域则利用腿部连杆机构完成腿部支撑，并利用齿轮组转动带动连杆运动、行走，同时非标准齿轮的设计以保证船体运行时的平稳。内置驱动轴，利用脚部力量可完成机器驱动；外带把手，在驱动轴损坏时可利用手摇驱动，在不同环境下都有较好的适用性。本专利技术具有结构上的稳定性，通过人力驱动，可以在洪水过后的泥泞路面上进行行走，而且不会受潮湿环境的影响，具有对环境的适应性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术正视图；图2为本专利技术左视图；图3为本专利技术俯视图；图4为本专利技术45度俯角整体结构图；图5为本专利技术中心动力输入轴示意图，其中，(a)、(b)、(c)分别为三视图，(d)为立体图；图6为本专利技术齿轮组示意图，其中，(a)、(b)、(c)分别为三视图；图7为本专利技术腿部结构示意图，其中，(a)、(b)、(c)分别为三视图；图8为本专利技术腿部连杆机构末端周期运动曲线；图中：1为90度直角连接件，2为辅助把手，3为座椅，4为45度角连接件，5为135度角连接件，6为后腿连杆机构，7为腿部连杆机构中心固定轴，8为前腿连杆机构，9为腿部连杆机构动力输入杆件，10为左齿轮箱，11为右齿轮箱，12为腿部动力杆件中心轴，13为右齿轮组，14为左齿轮组，15为脚踏板，16为中心动力输入轴，17为第二异形齿轮，18为第一异形齿轮，19为第三异形齿轮，20为普通齿轮，21为动力输入齿轮，22为第一腿部连杆机构杆件，23为第二腿部连杆机构杆件，24为第三腿部连杆机构杆件，25为动力输入杆件，26为第四腿部连杆机构杆件，27为第五腿部连杆机构杆件，28为第六腿部连杆机构杆件，29为第七腿部连杆机构杆件，30为第八腿部连杆机构杆件，31为第九腿部连杆机构杆件，32为第十腿部连杆机构杆件。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。请同时参阅图1至图8。本实施例提供了一种四足救援机器人，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。进一步地，所述动力输入装置包括：中心动力输入轴和齿轮组，所述中心动力输入轴径向设置于机构主体内部的中央，所述齿轮组为两个，分别为左齿轮组和右齿轮组，所述左齿轮组和右齿轮组分别连接在中心动力输入轴的两端，四个腿部连杆机构分别与对应一侧的齿轮组轴连接。进一步地，所述左齿轮组和右齿轮组均包括：第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮、普通齿轮和动力输入齿轮，其中，所述普通齿轮和动力输入齿轮相啮合；所述第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮均包括大直径端和小直径端，第一异形齿轮的小直径端分别与第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端相啮合；所述第一异形齿轮的小直径端与普通齿轮轴连接，所述第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端分别与对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四足救援机器人，其特征在于，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动。

【技术特征摘要】
1.一种四足救援机器人，其特征在于，包括机构主体、动力输入装置以及四个腿部连杆机构，所述动力输入装置设置于机构主体内部，所述四个腿部连杆机构均布于机构主体外部的左右两侧，其中，每一个腿部连杆机构均与动力输入装置轴连接，所述动力输入装置通过人力驱动实现四个腿部连杆机构的运动；所述动力输入装置包括：中心动力输入轴和齿轮组，所述中心动力输入轴径向设置于机构主体内部的中央，所述齿轮组为两个，分别为左齿轮组和右齿轮组，所述左齿轮组和右齿轮组分别连接在中心动力输入轴的两端，四个腿部连杆机构分别与对应一侧的齿轮组轴连接；所述左齿轮组和右齿轮组均包括：第一异形齿轮、第二异形齿轮、第三异形齿轮、普通齿轮和动力输入齿轮，其中，所述普通齿轮和动力输入齿轮相啮合；所述第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮均包括大直径端和小直径端，第一异形齿轮的小直径端分别与第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端相啮合；所述第一异形齿轮的小直径端与普通齿轮轴连接，所述第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端分别与对应的腿部连杆机构轴连接，所述动力输入齿轮与中心动力输入轴相连接。2.根据权利要求1所述的四足救援机器人，其特征在于，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的大直径端的中心角分别为90度，第一异形齿轮、第二异形齿轮和第三异形齿轮的小直径端的中心角分别为270度，大直径端与小直径端的直径之比为3∶1，当第二异形齿轮和第三异形齿轮相啮合时，第一异形齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一，杨其帆，徐庆龙，郑刚，梁庆华，何其昌，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31