CN107792216A - 一种单电机双足机器人 - Google Patents

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刘军
郭垸汝
符茂胜
徐华丽
张锋辉
李瑞霞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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Abstract

本发明公开了一种单电机双足机器人，包括机身，以及分别竖直设置在机身左、右方的腿板，机身前侧板面安装有双头直流减速电机，双头直流减速电机每个输出轴轴端分别共中心轴固定安装有转轮，每个转轮分别通过偏心转轴与对应侧腿板偏心转动连接，每个腿板顶部分别竖直向下设有长槽，机身前侧板面上部转动安装有中心轴沿左右水平方向的主轴，主轴左、右端分别穿过对应侧腿板的长槽，且主轴轴端与所在长槽相对转动及滑动配合，机身后侧板面设有控制盒、电池盒，其中控制盒内设有减速电机电路，电池盒内供电电池通过减速电机电路供电至双头直流减速电机。本发明提高了机器人运动的平稳性，并且具有成本低、结构简洁的优点。

Description

一种单电机双足机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体是一种单电机双足机器人。
背景技术
机器人是科学技术发展的一个综合性结果，对为社会发展产生具有重要意义。机器人的运动结构有履带式和双足式两种，目前双足运动结构的机器人其通过内部复杂的机械结构来保证双足运动时机器人的稳定性，往往成本较高，并且复杂的机械结构会使机器人重心升高，无法在运动过程中保持平稳。
发明内容 本发明的目的是提供一种单电机双足机器人，以解决现有技术双足机器人存在的难以保持平稳的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种单电机双足机器人，其特征在于：包括竖直平板状的机身，以及分别竖直设置在机身左、右方的腿板，机身前侧板面安装有双头直流减速电机，双头直流减速电机其中一个输出轴水平伸向左方腿板，双头直流减速电机另一个输出轴水平伸向右方腿板，双头直流减速电机每个输出轴轴端分别共中心轴固定安装有转轮，每个转轮朝向对应侧腿板的一面还分别偏心转动连接有偏心转轴，且偏心转轴分别转动连接在对应侧腿板上，每个腿板顶部分别竖直向下设有长槽，且长槽沿左右方向贯通腿板，所述机身前侧板面上部转动安装有中心轴沿左右水平方向的主轴，主轴左、右端分别穿过对应侧腿板的长槽，且主轴轴端与所在长槽相对转动及滑动配合，所述机身后侧板面设有控制盒、电池盒，其中控制盒内设有减速电机电路，电池盒内安装有供电电池，所述供电电池通过减速电机电路供电至双头直流减速电机，每个腿板下端还分别水平连接有脚板。
所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述机身前侧面上部设有一组由左、右对称的两支架构成的支架对，所述主轴转动安装在上部的支架对中。
所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述机身前侧面中、下部分别设有支架对，每组支架对分别由左、右对称的两个支架构成，所述双头直流减速电机由中、下部的两组支架对夹持固定，双头直流减速电机两个输出轴分别从中、下部两组支架对中对应侧的两支架之间穿过。
所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述脚板由配置座和水平连接在配置座底部的底板构成，所述腿板下端固定在配重座中，每个底板内侧面前、后端分别垂直水平连接有支撑板。
所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述控制盒内的减速电机电路包括单片机、PNP型三极管T1、NPN型三极管T2、双闸继电器K、整流二极管D1，其中三极管T1的发射极与供电电池的正极连接，三极管T1的基极通过电阻R1与三极管T2的集电极连接，三极管T2的发射极与供电电池的负极连接，三极管T1的发射极、三极管T2的发射极之间并联有电容C1和电容C2，三极管T2的基极通过电阻R2与单片机的I/O端口连接，电阻R2与单片机的I/O端口之间还通过电阻R3与单片机的VCC端口连接，所述双闸继电器输入边的两端共接至三极管T1的集电极，双闸继电器输入边的中间端共接至三极管T2的发射极，双闸继电器K的输出边两端分别与双头直流减速电机的正、负输入端连接，所述整流二极管D1的阳极与三极管T2的发射极连接，整流二极管D1的阴极与三极管T1的集电极连接。
本发明中，采用左、右侧的腿板和腿板底部的脚板共同构成机器人双足结构，双头直流减速电机通过转轮、偏心转轴与腿板连接以驱动左、右侧的双足结构运动，实现机器人的行走。每个腿板上部分别设置长槽，转动连接在机身上的主轴两端分别在对应侧腿板的长槽中运动，在运动过程中，转轮中心与双头直流减速电机输出轴的连接点、偏心转轴与腿板连接点、主轴与长槽结合处形成三点支撑，可保证机器人双足结构在运动过程中的平稳性，整个结构无须过多的机械部件，因此不会导致机器人自身中心过于向上，有利于提高机器人运动的平稳性。
本发明中，脚板中设有配重座，可进一步降低机器人整体中心，提高机器人运动的平稳性。
与已有技术相比，本发明实现运动的双足部分结构简单，在运动过程中能实现三点支撑，提高了机器人运动的平稳性，同时利用配重座可降低机器人的重心，进一步提高了运动的平稳性，并且具有成本低、结构简洁的优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明减速电机电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种单电机双足机器人，包括竖直平板状的机身1，以及分别竖直设置在机身1左、右方的腿板2、3，机身1前侧板面安装有双头直流减速电机4，双头直流减速电机4其中一个输出轴水平伸向左方腿板2，双头直流减速电机4另一个输出轴水平伸向右方腿板3，双头直流减速电机4每个输出轴轴端分别共中心轴固定安装有转轮5，每个转轮5朝向对应侧腿板的一面还分别偏心转动连接有偏心转轴6，且偏心转轴6分别转动连接在对应侧腿板上，每个腿板2、3顶部分别竖直向下设有长槽7，且长槽7沿左右方向贯通腿板，机身1前侧板面上部转动安装有中心轴沿左右水平方向的主轴8，主轴8左、右端分别穿过对应侧腿板的长槽7，且主轴8轴端与所在长槽相对转动及滑动配合，机身1后侧板面设有控制盒9、电池盒10，其中控制盒9内设有减速电机电路，电池盒10内安装有供电电池，供电电池通过减速电机电路供电至双头直流减速电机4，每个腿板下端还分别水平连接有脚板11。
机身1前侧面上部设有一组由左、右对称的两支架构成的支架对12，主轴8转动安装在上部的支架对12中。
机身1前侧面中、下部分别设有支架对13、14，每组支架对分别由左、右对称的两个支架构成，双头直流减速电机4由中、下部的两组支架对13、14夹持固定，双头直流减速电机4两个输出轴分别从中、下部两组支架对13、14中对应侧的两支架之间穿过。
脚板11由配置座15和水平连接在配置座15底部的底板16构成，腿板下端固定在配重座15中，每个底板16内侧面前、后端分别垂直水平连接有支撑板17。
如图2所示，控制盒9内的减速电机电路包括单片机、PNP型三极管T1、NPN型三极管T2、双闸继电器K、整流二极管D1，其中三极管T1的发射极与供电电池的正极连接，三极管T1的基极通过电阻R1与三极管T2的集电极连接，三极管T2的发射极与供电电池的负极连接，三极管T1的发射极、三极管T2的发射极之间并联有电容C1和电容C2，三极管T2的基极通过电阻R2与单片机的I/O端口连接，电阻R2与单片机的I/O端口之间还通过电阻R3与单片机的VCC端口连接，所述双闸继电器输入边的两端共接至三极管T1的集电极，双闸继电器输入边的中间端共接至三极管T2的发射极，双闸继电器K的输出边两端分别与双头直流减速电机4的正、负输入端连接，所述整流二极管D1的阳极与三极管T2的发射极连接，整流二极管D1的阴极与三极管T1的集电极连接。

Claims (5)

1.一种单电机双足机器人，其特征在于：包括竖直平板状的机身，以及分别竖直设置在机身左、右方的腿板，机身前侧板面安装有双头直流减速电机，双头直流减速电机其中一个输出轴水平伸向左方腿板，双头直流减速电机另一个输出轴水平伸向右方腿板，双头直流减速电机每个输出轴轴端分别共中心轴固定安装有转轮，每个转轮朝向对应侧腿板的一面还分别偏心转动连接有偏心转轴，且偏心转轴分别转动连接在对应侧腿板上，每个腿板顶部分别竖直向下设有长槽，且长槽沿左右方向贯通腿板，所述机身前侧板面上部转动安装有中心轴沿左右水平方向的主轴，主轴左、右端分别穿过对应侧腿板的长槽，且主轴轴端与所在长槽相对转动及滑动配合，所述机身后侧板面设有控制盒、电池盒，其中控制盒内设有减速电机电路，电池盒内安装有供电电池，所述供电电池通过减速电机电路供电至双头直流减速电机，每个腿板下端还分别水平连接有脚板。
2.根据权利要求1所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述机身前侧面上部设有一组由左、右对称的两支架构成的支架对，所述主轴转动安装在上部的支架对中。
3.根据权利要求1所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述机身前侧面中、下部分别设有支架对，每组支架对分别由左、右对称的两个支架构成，所述双头直流减速电机由中、下部的两组支架对夹持固定，双头直流减速电机两个输出轴分别从中、下部两组支架对中对应侧的两支架之间穿过。
4.根据权利要求1所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述脚板由配置座和水平连接在配置座底部的底板构成，所述腿板下端固定在配重座中，每个底板内侧面前、后端分别垂直水平连接有支撑板。
5.根据权利要求1所述的一种单电机双足机器人，其特征在于：所述控制盒内的减速电机电路包括单片机、PNP型三极管T1、NPN型三极管T2、双闸继电器K、整流二极管D1，其中三极管T1的发射极与供电电池的正极连接，三极管T1的基极通过电阻R1与三极管T2的集电极连接，三极管T2的发射极与供电电池的负极连接，三极管T1的发射极、三极管T2的发射极之间并联有电容C1和电容C2，三极管T2的基极通过电阻R2与单片机的I/O端口连接，电阻R2与单片机的I/O端口之间还通过电阻R3与单片机的VCC端口连接，所述双闸继电器输入边的两端共接至三极管T1的集电极，双闸继电器输入边的中间端共接至三极管T2的发射极，双闸继电器K的输出边两端分别与双头直流减速电机的正、负输入端连接，所述整流二极管D1的阳极与三极管T2的发射极连接，整流二极管D1的阴极与三极管T1的集电极连接。
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