足式机器人腿部机构制造技术

本发明专利技术公开了一种足式机器人腿部机构，机体包括平行设置的上板和下板，机体内固定有驱动关节，驱动关节的输入端与电机连接，驱动关节的输出端与输出轴连接；多个六圆弧凸轮均与一个输出轴固定连接，每个六圆弧凸轮均卡接在相应的方形槽内，方形槽与相应的滑动杆的一端固定连接，滑动杆的另一端与滑动球角机构连接，滑动球角机构与连杆的一端连接，连杆通过小轴安装在转动轴上，转动轴通过轴承安装在上板与下板之间，连杆的另一端安装有步行足，根据不同步行足的安装位置设定相应滑动杆的长度。通过一个动力源控制多条步行足，结构简单，重量轻，体积小，兼顾两栖环境，解决了现有技术中多足机器人的动力源过多，灵活性差，运动范围受限的问题。

Leg mechanism of foot robot

The invention discloses a robot leg mechanism, including the body arranged parallel to the upper plate and the lower plate, a driving joint fixed body driven joint input end is connected with the motor, and the output end of the output shaft of the drive joint connection; a plurality of six circular arc cam with one output shaft is fixedly connected. Each of the six circular arc cam are clamped in the corresponding square groove, one end of the square groove and the corresponding sliding rod is fixedly connected, the other end is connected with the sliding ball slide angle mechanism, one end of the sliding ball angle mechanism and connecting rod connecting rod, through a small shaft installed on the rotating shaft, the rotating shaft is arranged between the upper and the bearing plate and the lower plate through the connecting rod, the other end is provided with a walking foot, according to the installation location is not enough to set the corresponding synchronous sliding rod length. Through a power source to control a plurality of walking legs, simple structure, light weight, small volume, taking into account the amphibious environment, solve the power of multi legged robot in the prior art too much flexibility and range of motion of constrained problem.

【技术实现步骤摘要】
足式机器人腿部机构
本专利技术属于机器人
，涉及一种足式机器人腿部机构，应用于多足机器人，可以用来模拟海蟹、蜘蛛等多足生物的足部运动。
技术介绍
水下仿生学、机器人学、机械动力学等学科不断进步与发展，社会多方面的需求量不断增加，多足仿生机器人因其适应能力强、应用广泛等特点成为机械领域的研究热点。多足仿生机器人能够在多种复杂路面情况下高速稳定地运动。以多足仿生机器人为平台，搭载不同的工作工具，可以进行排雷、焊接、管道清理、生物样本采集等有危险性、环境恶劣的工作。步行足作为多足机器人实现功能的主要部位，对于足式结构的设计是仿生多足机器人设计的重中之重。现有仿生多足机器人的结构过于复杂、动力源过多，从而导致机器人过重，难以达到小型化、灵活性强、运动范围广的实际需求；而且目前的足式机器人大多不能兼顾两栖环境。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供一种足式机器人腿部机构，通过一个动力源控制多条步行足，结构简单，重量轻，体积小，兼顾两栖环境，解决了现有技术中多足机器人的动力源过多，灵活性差，运动范围受限的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种足式机器人腿部机构，其特征在于，包括机体，机体包括平行设置的上板和下板，机体内固定有驱动关节，驱动关节的输入端与电机连接，驱动关节的输出端与输出轴连接；多个六圆弧凸轮均与一个输出轴固定连接，每个六圆弧凸轮均卡接在相应的方形槽内，方形槽与相应的滑动杆的一端固定连接，滑动杆的另一端与滑动球角机构连接，滑动球角机构与连杆的一端连接，连杆的这一端通过小轴安装在转动轴上，转动轴通过轴承安装在上板与下板之间，连杆的另一端安装有步行足；根据不同步行足的安装位置设定相应滑动杆的长度，每个滑动杆的中部均设有分别向上板、下板延伸的翼板，在上板和下板上、沿上板和下板的长度方向分别设有与翼板对应的自润滑材料制的滑槽，翼板的端部卡合安装在滑槽内。本专利技术的特征还在于，进一步的，所述滑动球角机构包括U型的大支架和U型的小支架，大支架的两个U型边内侧均设有环形扣，小支架通过环形扣卡在大支架的U型开口内，小支架与大支架之间设有第二轴承，小支架的U型开口处通过紧固钉固定有挡板，挡板及第三轴承将转动球卡在小支架的U型开口内，转动球与小支架之间、转动球与挡板之间均设有第三轴承；大支架与滑动杆连接，转动球与连杆的一端连接，连杆的另一端安装有步行足，连杆的中部通过第一轴承与小轴转动连接，转动轴上开有径向的安装孔，小轴通过安装孔与转动轴垂直固定连接。进一步的，所述翼板端部为圆弧形。进一步的，所述上板和下板之间设有多根支撑柱，在上板和下板的外表面、与支撑柱对应处均设有压盖。进一步的，所述驱动关节通过前支架和后支架固定在机体内，驱动关节分别与控制器、遥控装置连接，控制器、遥控装置均安装在机体上。进一步的，所述输出轴上装有编码器，用以采集驱动关节输出转数的读数。进一步的，在所述上板和下板的外表面、滑槽处设有滑槽压盖，轴承通过压盖分别与上板、下板固定连接。进一步的，所述步行足的足端设有足尖。进一步的，所述多个六圆弧凸轮在一个输出轴上按照顺序由内向外依次排列，每个六圆弧凸轮上开设有与输出轴配合的孔。本专利技术的有益效果是：本专利技术包括机体和多个腿部机构，机体内固定有驱动关节，每个腿部机构包括一个六圆弧凸轮，多个六圆弧凸轮连接在一个驱动关节的输出轴上，每个六圆弧凸轮均卡接在相应的方形槽内，方形槽与相应的滑动杆的一端固定连接，滑动杆的另一端与滑动球角连接，滑动球角与连杆的一端连接，连杆通过小轴安装在转动轴上，连杆的另一端安装有步行足；根据不同步行足的安装位置设定相应滑动杆的长度，每个滑动杆的中部均设有分别向上板、下板延伸的翼板，在上板和下板上、沿上板和下板的长度方向分别设有与翼板对应的滑槽，翼板的端部卡合安装在滑槽内。每个腿部机构通过六圆弧凸轮及滑动球角机构控制相应步行足的行走运动，多个腿部机构控制多个步行足的行走运动，实现了通过一个动力源控制多条步行足行走，能够模仿多足生物的复杂运动，具有结构简单，重量轻，体积小，效率高、成本低等优点。本专利技术采用模块化结构设计，驱动关节为防水驱动装置，能够在水下环境使用，使得本专利技术能够在水陆两栖环境下作业，灵活性强，运动范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术单组腿部机构的主视图；图2是本专利技术单组腿部机构的右视图；图3是本专利技术机体的结构示意图；图4是滑动球角机构的主视图；图5是滑动球角机构的右视图；图6是六圆弧凸轮机构的运动原理图；图7是六圆弧凸轮机构的运动简图；图8是滑动球角驱动步行足运动的结构示意图；图9是一个驱动关节带动三条步行足的结构示意图。图中，1-1.上板，1-2.下板，2.六圆弧凸轮，3.滑动杆，4.步行足，5.连杆，6.转动轴，7.小轴，8.第一轴承，9.压盖，10.足尖，11.支撑柱，12.滑槽，13.滑动球角机构，14.编码器，15.前支架，16.驱动关节，17.后支架，18.滑槽压盖，19.轴承，20.大支架，21.小支架，22.第二轴承，23.挡板，24.转动球，25.紧固钉，26.第三轴承，27.输出轴，28.翼板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术单组腿部机构的结构，如图1-3所示，包括机体和一个腿部机构，机体包括平行设置的上板1-1和下板1-2，上板1-1和下板1-2可以采用碳纤维、有机玻璃、铝合金或不锈钢材料制得，上板1-1和下板1-2之间设有多根支撑柱11，在上板1-1和下板1-2的外表面、与支撑柱11对应处均设有压盖9；驱动关节16通过前支架15和后支架17固定在机体内，驱动关节16分别与控制器、遥控装置连接，控制器、遥控装置均安装在上板1-1、下板1-2上，驱动关节16的输入端与电机连接，驱动关节16的输出端与输出轴27连接，输出轴27上装有编码器14，用以采集驱动关节16输出转数的读数；腿部机构包括六圆弧凸轮2，六圆弧凸轮2与输出轴27固定连接，六圆弧凸轮2卡接在方形槽内，能够在方形槽内转动，方形槽与滑动杆3的一端固定连接，滑动杆3的另一端与滑动球角机构13连接，滑动杆3的中部设有分别向上板1-1、下板1-2延伸的翼板28，在上板1-1、下板1-2上均设有与翼板28对应的滑槽12，滑槽12沿上板1-1、下板1-2的长度方向设置，在上板1-1和下板1-2的外表面、滑槽12处设有滑槽压盖18，翼板28端部卡合安装在滑槽12内，能在滑槽12滑动，翼板28端部为圆弧形；滑动球角机构13与连杆5的一端连接，连杆5的另一端安装有步行足4，步行足4的足端设有足尖10，起到减震防滑作用；连杆5通过小轴7安装在转动轴6上，转动轴6通过轴承19安装在上板1-1与下板1-2之间；轴承19通过压盖9分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种足式机器人腿部机构，其特征在于，包括机体，机体包括平行设置的上板(1‑1)和下板(1‑2)，机体内固定有驱动关节(16)，驱动关节(16)的输入端与电机连接，驱动关节(16)的输出端与输出轴(27)连接；多个六圆弧凸轮(2)均与一个输出轴(27)固定连接，每个六圆弧凸轮(2)均卡接在相应的方形槽内，方形槽与相应的滑动杆(3)的一端固定连接，滑动杆(3)的另一端与滑动球角机构(13)连接，滑动球角机构(13)与连杆(5)的一端连接，连杆(5)的这一端通过小轴(7)安装在转动轴(6)上，转动轴(6)通过轴承(19)安装在上板(1‑1)与下板(1‑2)之间，连杆(5)的另一端安装有步行足(4)；根据不同步行足(4)的安装位置设定相应滑动杆(3)的长度，每个滑动杆(3)的中部均设有分别向上板(1‑1)、下板(1‑2)延伸的翼板(28)，在上板(1‑1)和下板(1‑2)上、沿上板(1‑1)和下板(1‑2)的长度方向分别设有与翼板(28)对应的自润滑材料制的滑槽(12)，翼板(28)的端部卡合安装在滑槽(12)内。

【技术特征摘要】
1.一种足式机器人腿部机构，其特征在于，包括机体，机体包括平行设置的上板(1-1)和下板(1-2)，机体内固定有驱动关节(16)，驱动关节(16)的输入端与电机连接，驱动关节(16)的输出端与输出轴(27)连接；多个六圆弧凸轮(2)均与一个输出轴(27)固定连接，每个六圆弧凸轮(2)均卡接在相应的方形槽内，方形槽与相应的滑动杆(3)的一端固定连接，滑动杆(3)的另一端与滑动球角机构(13)连接，滑动球角机构(13)与连杆(5)的一端连接，连杆(5)的这一端通过小轴(7)安装在转动轴(6)上，转动轴(6)通过轴承(19)安装在上板(1-1)与下板(1-2)之间，连杆(5)的另一端安装有步行足(4)；根据不同步行足(4)的安装位置设定相应滑动杆(3)的长度，每个滑动杆(3)的中部均设有分别向上板(1-1)、下板(1-2)延伸的翼板(28)，在上板(1-1)和下板(1-2)上、沿上板(1-1)和下板(1-2)的长度方向分别设有与翼板(28)对应的自润滑材料制的滑槽(12)，翼板(28)的端部卡合安装在滑槽(12)内。2.根据权利要求1所述的一种足式机器人腿部机构，其特征在于，所述滑动球角机构(13)包括U型的大支架(20)和U型的小支架(21)，大支架(20)的两个U型边内侧均设有环形扣，小支架(21)通过环形扣卡在大支架(20)的U型开口内，小支架(21)与大支架(20)之间设有第二轴承(22)，小支架(21)的U型开口处通过紧固钉(25)固定有挡板(23)，挡板(23)及第三轴承(26)将转动球(24)卡在小支架(21)的U型开口内，转动球(24)与小支架(21)之间、转动球(24)与挡板(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，
申请(专利权)人：陈曦，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23