一种六足步行机器人制造技术

一种六足步行机器人，其包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其中三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，以及第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴、第五转动轴、第六转动轴、第七转动轴和第八转动轴。本发明专利技术具有驱动器数量少、自重轻、腿部机构解耦性好、控制简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种六足步行机器人
本专利技术属于机器人
，特别是涉及一种六足步行机器人。
技术介绍
六足步行机器人的研究长期以来一直是国内外机器人领域研究的热点之一。该类机器人在非结构环境下具有承载能力强及稳定性好的优点，可代替人在危险或者恶劣的环境中执行任务。目前，大多数六足步行机器人的腿部均采用3个或者3个以上自由度的机构构型，且每条机械腿均采用驱动器和自由度一对一的驱动方式，其结果就是整个六足步行机器人系统至少具有18个自由度，所以驱动器的数量至少是18个，机器人的控制难度大、机体自身重量大，从而制约了六足步行机器人的应用。现有娱乐机器人领域中六足步行机器人较少，而自重负载比小、控制简单的娱乐六足步行机器人就更少了。因此，目前对于六足步行机器人的研究人员而言，如何在保证六足步行机器人性能优点的前提下降低其控制难度和自身重量成为六足步行机器人研究的关键问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种伸缩杆(即驱动器)数量少、自重轻、控制简单、腿部机构解耦性好、基于摆桨式腿部机构的六足步行机器人。本专利技术包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其中三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，其中大腿支撑件的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆，大腿连杆的中部通过第二转动轴与立柱的下端和小腿驱动摆杆的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别与伸缩杆座固连，第一伸缩杆和第二伸缩杆的一端分别通过第三球面副和第四球面副与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副和第二球面副与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴和第三转动轴分别与左小腿连杆和右小腿连杆的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴和第四转动轴分别与小腿驱动连杆的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别与左足端件和右足端件固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴与大腿支撑件的三角架的下端联接；所述第一球面副的中心点到第二球面副的中心点的距离与第三球面副的中心点到第四球面副的中心点的距离相等；所述第三球面副和第四球面副设在第一转动轴的两侧；所述第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线、第四转动轴的轴线、第五转动轴的轴线、第六转动轴的轴线、第七转动轴的轴线和第八转动轴的轴线平行，且垂直于第一转动轴的轴线；所述第八转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第二转动轴的轴线共面；所述第七转动轴的轴线、第四转动轴的轴线和第六转动轴的轴线共面；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线所在的平面与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线所在的平面平行；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线分别到第二转动轴的轴线的距离与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别到第六转动轴的轴线的距离相等。在实际作业时，通过控制第一伸缩杆和第二伸缩的伸缩运动，可以实现大腿连杆绕第一转动轴的前、后摆动和绕第二转动轴的上、下摆动；通过控制第三伸缩杆的伸缩运动，可以实现左小腿连杆和右小腿连杆的内收和外摆运动。也就是说左足端件和右足端件的运动规律类似于皮划艇运动员使用的双头摆桨的两端的运动规律，所以本专利技术中的腿部机构称为摆桨式腿部机构。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、通过控制第一伸缩杆和第二伸缩杆的伸缩运动，可以实现大腿连杆绕第一转动轴的前、后摆动和绕第二转动轴的上、下摆动；通过控制第三伸缩杆的伸缩运动，可以实现左、右小腿连杆的内收和外摆运动。2、腿部机构解耦性较好，为机构的分析带来了方便。3、每组机械腿的驱动器(伸缩杆)的数目为3，整机驱动器数目为9，实现了减少驱动器数量的目的，控制简单，从而也降低了整机自重。附图说明图1为本专利技术的立体示意简图；图2为本专利技术机械腿的结构示意简图；图3为本专利技术小腿驱动部分结构示意图；图4为本专利技术大腿支撑件的示意简图。图中，1-机架，2-电器单元，3-第一机械腿，3′-第二机械腿，3″-第三机械腿，4-第一伸缩杆，5-第二伸缩杆，6-大腿支撑件，7-第三伸缩杆，8-大腿连杆，9-右小腿连杆、9′-左小腿连杆，10-右足端件、10′-左足端件，11-小腿驱动连杆，12-小腿驱动摆杆，13-伸缩杆座，S1-第一球面副，S2-第二球面副，S3-第三球面副，S4-第四球面副，R1-第一转动轴，R2-第二转动轴，R3-第三转动轴，R4-第四转动轴，R5-第五转动轴，R6-第六转动轴，R7-第七转动轴，R8-第八转动轴。具体实施方式在图1所示的六足步行机器人示意图中，第一机械腿3通过转动轴联接在机架1的前部，第二机械腿3′通过转动轴联接在机架的中部，第三机械腿3″通过转动轴联接在机架的后部，三组机械腿的结构完全相同，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元2固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；如图2、图3和图4所示，机械腿中的大腿支撑件6的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴R1与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆8，大腿连杆的中部通过第二转动轴R2与立柱的下端和小腿驱动摆杆12的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别通过螺栓与伸缩杆座13固连，第一伸缩杆4和第二伸缩杆5的一端分别通过第三球面副S3和第四球面副S4与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副S1和第二球面副S2与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴R8和第三转动轴R3分别与左小腿连杆9′和右小腿连杆9的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴R7和第四转动轴R4分别与小腿驱动连杆11的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别通过螺栓与左足端件10′和右足端件10固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴R6与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆7的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴R5与大腿支撑件的三角架的下端联接；所述第一球面副的中心点到第二球面副的中心点的距离与第三球面副的中心点到第四球面副的中心点的距离相等；所述第三球面副和第四球面副设在第一转动轴的两侧；所述第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线、第四转动轴的轴线、第五转动轴的轴线、第六转动轴的轴线、第七转动轴的轴线和第八转动轴的轴线平行，且垂直于第一转动轴的轴线；所述第八转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第二转动轴的轴线共面；所述第七转动轴的轴线、第四转动轴的轴线和第六转动轴的轴线共面；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线所在的平面与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线所在的平面平行；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线分别到第二转动轴的轴线的距离与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别到第六转动轴的轴线的距离相等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六足步行机器人，其包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其特征在于：所述三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，其中大腿支撑件的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆，大腿连杆的中部通过第二转动轴与立柱的下端和小腿驱动摆杆的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别与伸缩杆座固连，第一伸缩杆和第二伸缩杆的一端分别通过第三球面副和第四球面副与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副和第二球面副与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴和第三转动轴分别与左小腿连杆和右小腿连杆的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴和第四转动轴分别与小腿驱动连杆的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别与左足端件和右足端件固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴与大腿支撑件的三角架的下端联接。...

【技术特征摘要】
1.一种六足步行机器人，其包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其特征在于：所述三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，其中大腿支撑件的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆，大腿连杆的中部通过第二转动轴与立柱的下端和小腿驱动摆杆的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别与伸缩杆座固连，第一伸缩杆和第二伸缩杆的一端分别通过第三球面副和第四球面副与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副和第二球面副与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴和第三转动轴分别与左小腿连杆和右小腿连杆的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴和第四转动轴分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振林，冯海兵，王跃灵，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13