CN103963866A - 全地形伸缩腿式六足旋转前进机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以在全地形平稳运动的机器人，本发明可以在复杂地形环境运动，保持直线导轨上的滑台的运动。它可以搭载相应的功能部件，可以完成相应的功能，如在上部平台上搭载战斗部分可以作为军事机器人。它包括A、B两个相同的旋转部分，C、D两个相同的连接部分，平台E，直线导轨F。所述直线导轨F通过轴套(16)与C、D连接，直线导轨F可以绕平面推力轴承(7)转动，A、B在抬脚时可被F拉住。C、D通过轴承支架(8)固定在腿部搭载平台(10)上实现C与A，D与B的连接。移动平台E实现重心的移动，移动完重心后抬起旋转部A或B上的腿，实现抬脚，旋转D或C以达到跨步，旋转完成后落下抬起的腿完成落脚，最终实现运动。
Description
技术领域
本发明涉及机器人运动领域，提供一种新的机器人运动形式，具体涉及全地形伸缩腿式六足旋转前进机器人。
背景技术
现有的机器人仿生类、轮式、履带式等。轮式机构有自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快、机动灵活、工作效率高等优点，但是其运动稳定性与路面的路况有很大关系，在复杂地形精确的轨迹控制不能很好解决，要实现在楼梯或者山地等复杂地形运动很困难。履带具有接地比压小，在松软的地面附着性能和通过性能好，爬楼梯、越障平稳性高，良好的自复位能力等特点，但其对地形也有很大的要求，在复杂地形运动时稳定性也很差，不确定度很大。履带在转向时对地面破坏程度大，该缺点使得轮式以及履带式移动机构也不能用来运输大质量的货物，也很难实现在复杂环境的平稳运动。仿生类机器人的运动和结构复杂，负重不能过大。
发明内容
为解决以上机器人的运动时的问题，我们发明一种可以全方位运动的机器人。整体结构由两部分独立分布于一根导轨两边，每个部分上有三条支撑腿，可以伸缩，导轨上有一个可以自由移动的平台，这是整个运动器的基本组成部分。圆盘可以绕着自己圆心旋转，也就是说导轨可以绕着每个圆心自由旋转，通过导轨F绕A、B的旋转实现机器人整体的跨步，通过导轨上平台的移动实现整体重心的移动，每次跨步之前，首先移动平台E至直线导轨F的最左边即A、C处，再收缩D上的支撑腿离开地面，绕C中心旋转导轨F至需要前进的方向，伸长刚收起的腿直到腿部触地反馈信号至接收器以完成一次步态。每个支撑臂上都有一个力传感器，可以通过力感器触地反馈控制每个伸缩腿的伸缩量。
本发明有益效果在于：两边独立的整体是由有三条腿支撑分布的等边三角形组成。因为三角形具有稳定性，该结构使得A或B独立着地时都可以平衡。机器人的运动分解成了平台E的水平运动、直线导轨F的旋转运动以及腿部的竖直运动。机器人的水平运动是在丝杠上面完成的。因为A、B都有三条小腿，每条小腿伸缩都是独立的，会根据地形的不同决定每条小腿的伸长量，从而实现对全地形的适应。
附图说明
图1是全地形伸缩腿式6足机器人的结构简图。
图2是机器人运动的迈步流程。
具体实施方式
下面结合实例，并结合附图，对本发明的技术方案进一步具体说明。
实施例：电机(4)通过联轴器(3)与丝杠9连接。导轨(17)是上下平面是矩形的平面，右部可以固定电机(4)，左端有平板可以固定导轨(17)。平台(1)与丝杠(9)连接，平台(1)下底面与导轨(17)上顶面接触，使得平台(1)可以在导轨(17)上直线往复运动。导轨17与平面推力轴承7上部分接触。直线搭载平台(2)中心是正六面体孔，上部有个大圆柱低孔。直线导轨搭载平台(2)与导轨(17)粘接固连在一起。连接轴(5)整体是螺旋体，上部是六面体，中心有个螺纹孔，中间是凸起圆柱，下部是圆柱，中心有电机轴孔。承力垫片(19)通过连接螺栓(18)与连接轴(5)连接在一起，使得抬腿时可以承受抬起的A或B的拉力。承力垫片(19)与直线搭载平台(2)接触。连接螺栓(18)与连接轴(5)通过螺纹连接。平面推力轴承(7)压在轴承支架(8)上。轴承支架(8)是空心圆柱体，上部有圆槽，可装载平面推力轴承(7)。轴套(16)中心是圆孔，通过圆孔与轴的六面体下部分圆柱配合，可以相对旋转，而又被连接轴(7)的中间凸出部分挡住，以实现整体的抬腿。轴套下部分是固定在电机(6)上的，或者固定在腿部搭载平台上。电机通过连接轴(5)传递电机的旋转到整体。腿部搭载平台是个圆形或者三角形，每条小腿固定在一角行程正三角形。电机(11)固定在(10)上，也与丝杠支架(13)连接在一起，丝杠(12)与电机输出轴连接，丝杠上装有伸缩腿(14)，使得电机的旋转转换成伸缩腿的上下直线运动。腿部力传感器(15)在伸缩腿的最下部，伸缩腿着地后可以回馈着地信号。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明重在一种新的运动形式的发明，任何在本领域的技术人员在本发明的领域内，所做的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (7)
1.一种全地形伸缩腿式六足旋转前进机器人，它包括A、B两个旋转部分，C、D两个连接部分，平台E，直线导轨F，相同的A、B分别包括腿部搭载平台(10)、3个电机III(11)、3个腿部丝杠(12)、3个丝杠支架(13)、3个伸缩腿(14)、3个腿部着地传感器(15)，相同的C、D分别包括直线导轨搭载平台(2)、连接轴(5)、电机II(6)、平面推力轴承(7)、轴承支架(8)、轴套(16)、连接螺栓(18)、承力垫片(19)，E包括移动平台(1)，F包括丝杠(9)、联轴器(3)、电机I(4)、导轨(17)，其特征在于：所述直线导轨F通过轴套(16)与C、D连接，直线导轨F可以绕平面推力轴承(7)转动，旋转部分A、B在抬脚时可被F拉住。连接部分C、D通过轴承支架(8)固定在腿部搭载平台(10)上实现C与A，D与B的连接。移动平台E实现重心的移动，移动完重心后抬起旋转部A或B上的腿，实现抬脚，旋转D或C以达到跨步，旋转完成后落下抬起的腿完成落脚，最终实现运动。
2.根据权利要求1所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于旋转部分A和B可以通过三条腿的触地反馈控制腿部伸缩量以达到在未知地形保持上部水平的目的。
3.根据权利要求1所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于连接部C、D的旋转实现机器人的整体跨步。
4.根据权利要求1所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于移动平台(1)的往复运动实现机器人重心的移动。
5.根据权利要求1和2所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于力传感器(15)触地反馈信号，电机停止转动实现机器人触地。
6.根据权利要求1所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于机器人的运动部的运动与机器人本身的运动分解开来，机器人整体的运动分解为水平方向的运动以及竖直方向的运动。
7.根据权利要求1所述的全地形伸缩腿式6足机器人，其特征在于通过C、D的相互旋转一定的角度实现机器人的转向。
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