CN101428658B - 单旋转轴多伸缩肢腿机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工业上的单旋转轴多伸缩肢腿机器人，包括有中心支撑体，在该中心支撑体上设有多条上下分层并相互错开的肢腿，每条肢腿包括有依次转动连接起来的上臂、连接臂和脚板，所有的上臂相互平行并可绕该中心支撑体转动，每一上臂与中心支撑体之间设置有上臂转动驱动机构，其中所述上臂为上臂伸缩缸，所述的连接臂为下臂伸缩缸，所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸上分别设有防自转结构；所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸之间的转轴两侧铰接有用来推动下臂伸缩缸转动的转动工作缸。它的走动更方便、更灵活；同时，本发明大大减少了驱动电机的数量而改用气缸或油缸来实现动作，这样可以降低生产成本，从而进一步在工业上推广应用。

Description

单旋转轴多伸缩肢腿机器人

【技术领域】

本发明涉及一种用于工业上的机器人。

【背景技术】

中国专利号为200620155668.4的专利揭示了一种机器人，虽然其越障碍能力强、并能在360度全范围内转动，但是在实际的工作中，每一肢腿在进行转动、前进、抬起等动作时，容易受到相邻位置上的其它肢腿的干涉，为了避免它们之间的碰撞，这时就要通过精准、复杂地控制每一个连接臂和上臂的摆动驱动机构调整好肢腿之间的位置，从而导致机器人在行走过程中动作比较迟缓和不灵活，所以有必要对之进行改进。

【发明内容】

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种走动更方便、更灵活的单旋转轴多伸缩肢腿机器人，其生产成本低、在工业上可以得到进一步的推广应用。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种单旋转轴多伸缩肢腿机器人，包括有中心支撑体，在该中心支撑体上设有多条上下分层并相互错开的肢腿，每条肢腿包括有依次转动连接起来的上臂、连接臂和脚板，所有的上臂相互平行并可绕该中心支撑体转动，每一上臂与中心支撑体之间设置有上臂转动驱动机构，其中所述上臂为上臂伸缩缸，所述的连接臂为下臂伸缩缸，所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸上分别设有防自转结构；所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸之间的转轴两侧铰接有用来推动下臂伸缩缸转动的转动工作缸；在对上述的单旋转轴多伸缩肢腿机器人的改进方案中，所述的上臂伸缩缸、下臂伸缩缸和转动工作缸分别包括有固定缸体、活动缸体、活塞、以及将活动缸体和活塞连接起来的连接杆；该上臂伸缩缸的固定缸体通过上臂转动驱动机构与中心支撑体转动连接；所述转动工作缸的固定缸体和活动缸体分别铰接在该上臂伸缩缸的活动缸体和下臂伸缩缸的固定缸体上，该上臂伸缩缸的固定缸体和活动缸体分别与下臂伸缩缸的活动缸体和脚板铰接；所述的防自转结构为套筒式导向结构，该套筒式导向结构包括有滑动套接在一起的导向套和导向柱，所述导向套的另一端和导向柱的另一端分别固定在上臂伸缩缸或下臂伸缩缸的固定缸体和活动缸体上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于肢腿的上臂是伸缩缸，当某个肢腿在水平转动时，一般只要先将它的上臂伸缩缸工作，使之与在其相邻的其它在上或下肢腿的上臂伸缩缸的长度相错开即可灵活地进行转动，所以本发明的走动更方便、更灵活；同时，本发明大大减少了驱动电机的数量而改用气缸或油缸来实现动作，这样可以降低生产成本，从而进一步在工业上推广应用。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

【附图说明】

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的局部放大图I；

图4是本实施例的防自转结构的结构示意图；

图5是本实施例的伸缩缸或转动工作缸的结构示意图。

【具体实施方式】

本发明为一种单旋转轴多伸缩肢腿机器人，如图1、2所示，包括有中心支撑体1，在该中心支撑体1上设有多条上下分层并相互错开的肢腿2，每条肢腿2包括有依次转动连接起来的上臂21、连接臂22和脚板23，所有的上臂21相互平行并可绕该中心支撑体1转动，每一上臂21与中心支撑体1之间设置有上臂转动驱动机构3，在此，上臂21为上臂伸缩缸，所述的连接臂22为下臂伸缩缸(在本实施例中，上臂呈水平伸缩，而连接臂22一般是在与上臂伸缩缸成一定角度的方向上倾斜伸缩的)，所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸上分别设有防自转结构12；在上臂伸缩缸和下臂伸缩缸之间的转轴4两侧铰接有用来推动下臂伸缩缸转动的转动工作缸5。在本实施例中，在中心支撑体上、下方分别设有控制总成6和动力总成7，其中动力总成7给整个机器人提供动力源，例如给上臂转动驱动机构3提供电源，给上臂伸缩缸、下臂伸缩缸和转动工作缸5等提动液压或气压源；而作为机器人大脑部分的控制总成6，则通过控制动力总成7来使对应的肢腿前进、抬起或翻转等动作。

当某个肢腿在水平转动时，一般只要先使它的上臂伸缩缸工作，使之与在其相邻的其它在上或下肢腿的伸缩缸的长度相错开即可灵活地进行转动，而中国专利号为200620155668.4的专利中的机器人，由于每个肢腿的上臂长度相同，在水平转动时相邻的肢腿之间很容易相互干涉，这就要通过操纵每个肢腿上的全部连接臂摆动驱动机构使相邻的肢腿错开才能继续转动，带来在水平转动时的动作比较繁多和复杂，可以看出，本发明的走动更方便、更灵活。同时，本发明大大减少了驱动电机的数量而改用气缸或油缸来实现动作，这样可以大大降低生产成本，从而进一步在工业上推广应用。

上臂伸缩缸、下臂伸缩缸和转动工作缸5可以是液压缸或气压缸，它们在结构上基本一致，均包括有固定缸体8、活动缸体9、活塞10、以及将活动缸体9和活塞10连接起来的连接杆11，如图5所示，只是下臂伸缩缸和转动工作缸的两端分别采用铰接方式，也就是说转动工作缸的固定缸体和活动缸体分别铰接在上臂伸缩缸的活动缸体和下臂伸缩缸的固定缸体上，倾斜伸缩缸的固定缸体和活动缸体分别与上臂伸缩缸的活动缸体和脚板23铰接；而上臂伸缩缸的固定缸体通过上臂转动驱动机构3与中心支撑体1转动连接。

上臂伸缩缸、下臂伸缩缸和转动工作缸5的固定缸体和活动缸体分别是指不能伸缩的缸体和能进行伸缩的缸体。

为了防止上臂伸缩缸和下臂伸缩缸在伸缩时发生自转的情况，于是在其上设有防自转结构12。防自转结构12可以是不同的方式实现，比如是通过导向槽和导向块的方式。在本实施例中，则采用套筒式导向结构来实现的，如图4所示，其包括有滑动套接在一起的导向套121和导向柱122，所述导向套121的另一端和导向柱122的另一端分别固定在上臂伸缩缸或下臂伸缩缸的固定缸体和活动缸体上。

如图1、3所示，每一上臂伸缩缸的固定缸体与中心支撑体1之间通过轴承13来水平转动连接，上臂转动驱动3包括有设在固定缸体上的转动驱动电机31以及分别固定在该转动驱动电机31上的电机轴和中心支撑体1上、相啮合的主动齿32和从动齿33。

在本实施例中，肢腿2的数量有四条，每条肢腿的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸可以有一个或以上，这要根据机器人的活动范围和工作范围来定。

本发明根据在实际的工业应用时来设置脚板23的结构形式，通常是将其中一脚板设置为工作机构(如挖掘机的挖钩、夹钳等)，其余的脚板设置为行走机构(如轮子、吸盘、夹钳等)。在本实施例中，如图1所示，工作机构为挖钩，其余的脚板为吸盘，它在移动时靠三条肢腿加一条工作肢腿协调动作而运动。当然，也可以将本机器人设置为爬墙的消防机器人，这时将其中一条肢腿的脚板设置为灭火或救人工具，其余脚板为夹钳，这样就可实现如蜘蛛一样爬上房屋的墙壁来实现灭火、救人等作业。

Claims (1)

1.一种单旋转轴多伸缩肢腿机器人，包括有中心支撑体(1)，在该中心支撑体(1)上设有多条上下分层并相互错开的肢腿(2)，每条肢腿(2)包括有依次转动连接起来的上臂(21)、连接臂(22)和脚板(23)，所有的上臂(21)相互平行并可绕该中心支撑体(1)转动，每一上臂(21)与中心支撑体(1)之间设置有上臂转动驱动机构(3)，其特征在于：所述上臂(21)为上臂伸缩缸，所述的连接臂(22)为下臂伸缩缸，所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸上分别设有防自转结构(12)；所述的上臂伸缩缸和下臂伸缩缸之间的转轴(4)两侧铰接有用来推动下臂伸缩缸转动的转动工作缸(5)；所述的上臂伸缩缸、下臂伸缩缸和转动工作缸分别包括有固定缸体(8)、活动缸体(9)、活塞(10)、以及将活动缸体(9)和活塞(10)连接起来的连接杆(11)；该上臂伸缩缸的固定缸体通过上臂转动驱动机构(3)与中心支撑体(1)转动连接；所述转动工作缸的固定缸体和活动缸体分别铰接在该上臂伸缩缸的活动缸体和下臂伸缩缸的固定缸体上，该下臂伸缩缸的固定缸体和活动缸体分别与上臂伸缩缸的活动缸体和脚板(23)铰接；所述的防自转结构(12)为套筒式导向结构，该套筒式导向结构包括有滑动套接在一起的导向套(121)和导向柱(122)，所述的导向套(121)的另一端和导向柱(122)的另一端分别固定在上臂伸缩缸或下臂伸缩缸的固定缸体和活动缸体上。

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