CN108128366A - 一种具有悬挂结构的人形轮式机器人 - Google Patents

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王乾
骆敏舟
严启凡
孙可可
杜幸运
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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
    • B62D57/028—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 having wheels and mechanical legs

Abstract

本发明公开了一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，以所述机器人面向前方的方向为X轴的正方向建立坐标轴，包括：小腿，其顶部与大腿可转动连接，其底部与轮足连接，每一所述小腿上设置有带动所述小腿绕Y轴转动的第一液压缸；大腿，左大腿的顶部通过左悬臂与连接板的左侧连接，右大腿的顶部通过右悬臂与所述连接板的左侧连接，每一所述大腿上分别设置有带动所述大腿绕Y轴转动的第二液压缸，带动所述大腿绕X轴转动的第三液压缸，带动所述大腿绕Z轴转动的第四液压缸；轮足，其与电机连接。本发明能够大大提高机器人的运动速度，并提高双腿的灵活性，提高机器人的爆发力。

Description

一种具有悬挂结构的人形轮式机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，尤其涉及到一种具有悬挂结构的人形轮式机器人。
背景技术
双足机器人是目前一个非常热门的研究课题，双腿与地面的点式接触赋予了机器人无语伦比的灵活性与机动性。大部分双足机器人都使用脚掌与地面接触。但是，由于脚掌与地面接触时，其对于控制的要求较高，自由度较多，从而容易导致机器人行动速度缓慢，控制难度极高，对崎岖不平的地面的稳定性较差。
发明内容
为解决现有技术存在的行动缓慢、控制难度高以及稳定性差的缺陷，本发明提供了一种具有悬挂结构的人形轮式机器人。
本发明的技术方案为，一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，以所述机器人面向前方的方向为X轴的正方向建立坐标轴，包括：
小腿，其顶部与大腿可转动连接，其底部与轮足连接，每一所述小腿上设置有带动所述小腿绕Y轴转动的第一液压缸；
大腿，左大腿的顶部通过左悬臂与连接板的左侧连接，右大腿的顶部通过右悬臂与所述连接板的左侧连接，每一所述大腿上分别设置有带动所述大腿绕Y轴转动的第二液压缸，带动所述大腿绕X轴转动的第三液压缸，带动所述大腿绕Z轴转动的第四液压缸；
轮足，其与电机连接。
优选的，每一所述小腿的底部具有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间具有用于容纳所述轮足的间隙，连接销分别穿过所述第一连接点、所述轮足的旋转中心、所述电机、所述第二连接点。
优选的，第一伺服阀与所述第一液压缸连接，第二伺服阀与所述第二液压缸连接，所述第一液压缸设置在所述小腿的腿部，所述第二液压缸设置在所述大腿的腿部。
优选的，第三伺服阀与所述第三液压缸连接，第四伺服阀与所述第四液压缸连接，所述第三伺服阀和所述第四伺服阀设置在所述连接板的上部。
优选的，所述轮足的周向包裹有减震橡胶层。
有益效果：本发明通过轮足与双腿结合的方式，在大大提高机器人运动速度的基础上，保留了双足机器人两腿灵活的特性。并使用电液混合驱动，提高了机器人的爆发力。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人的主视图；
图2为本发明的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人的左视图；
图3为本发明的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人的俯视图。
图中各符号所表示的含义如下：
轮足1；小腿2；大腿3；第一伺服阀4；第二伺服阀5；悬臂6；连接板7；第五液压缸8；电机9；第一液压缸10；第二液压缸11；第三液压缸12；第三伺服阀13；第四液压缸14；第四伺服阀15；第五伺服阀16。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
图1中未示出左腿的各个液压缸的结构，但我们可以很容易得从右腿上的各个液压缸结构和位置得到左腿上的结构和位置。
图2中虽然为左视图，但是右腿的右视图与所述左视图对称，右腿的结构可以很容易的从图2中得出。其中图2和图3还示出了用于带动左大腿3完成绕Z轴转动的第五液压缸8，以及用于控制第五液压缸8的第五伺服阀16。
如图1、2和3所示，本实施例的所有描述都是在以所述机器人面向前方的方向为X轴的正方向的坐标轴上进行的。本发明具有悬挂结构的人形轮式机器人，主要包括：小腿2、大腿3以及轮足1。而且左右两侧的腿部结构对称，左腿的结构类似于右腿，以下结合附图主要对右腿进行描述。
小腿2的顶部与大腿3可转动连接，在连接中采用铰连接，以保持小腿2的灵活性。小腿2的底部与轮足1连接。轮足1与电机9连接。其中，所述小腿2的底部具有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间具有用于容纳所述轮足1的间隙。连接销分别穿过所述第一连接点、所述轮足1的旋转中心、所述电机9、所述第二连接点。因此，接触地面的轮足1在电机9的带动下转动时，将带动与其连接的腿部一起向前移动。为了移动时起到减震的作用，所述轮足1的周向包裹有减震橡胶层。小腿2的绕Y轴转动的动力由每一所述小腿2上设置的第一液压缸10提供。在本实施例中，所述第一液压缸10设置在所述小腿2的腿部。
大腿3的顶部通过悬臂6与位于其上方的连接板7连接。其中，左大腿3的顶部通过左悬臂6与连接板7的左侧连接，右大腿3的顶部通过右悬臂6与所述连接板7的左侧连接。连接板7的存在保证了整个腿部的重心在特定的范围内，保证了腿部的稳定性。
每一所述大腿3上分别设置有带动所述大腿3绕Y轴转动的第二液压缸11，带动所述大腿3绕X轴转动的第三液压缸12，带动所述大腿3绕Z轴转动的第四液压缸14。其中，设置在所述大腿3的腿部的第二伺服阀5与所述第二液压缸11连缸。而第三伺服阀13与所述第三液压缸12连接，第四伺服阀15与所述第四液压缸14连接。所述第三伺服阀13和所述第四伺服阀15设置在所述连接板7的上部。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，以所述机器人面向前方的方向为X轴的正方向建立坐标轴，其特征在于，包括：
小腿，其顶部与大腿可转动连接，其底部与轮足连接，每一所述小腿上设置有带动所述小腿绕Y轴转动的第一液压缸；
大腿，左大腿的顶部通过左悬臂与连接板的左侧连接，右大腿的顶部通过右悬臂与所述连接板的左侧连接，每一所述大腿上分别设置有带动所述大腿绕Y轴转动的第二液压缸，带动所述大腿绕X轴转动的第三液压缸，带动所述大腿绕Z轴转动的第四液压缸；
轮足，其与电机连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，其特征在于，每一所述小腿的底部具有第一连接点和第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点之间具有用于容纳所述轮足的间隙，连接销分别穿过所述第一连接点、所述轮足的旋转中心、所述电机、所述第二连接点。
3.根据权利要求1所述的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，其特征在于，第一伺服阀与所述第一液压缸连接，第二伺服阀与所述第二液压缸连接，所述第一液压缸设置在所述小腿的腿部，所述第二液压缸设置在所述大腿的腿部。
4.根据权利要求1所述的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，其特征在于，第三伺服阀与所述第三液压缸连接，第四伺服阀与所述第四液压缸连接，所述第三伺服阀和所述第四伺服阀设置在所述连接板的上部。
5.根据权利要求2所述的一种具有悬挂结构的人形轮式机器人，其特征在于，所述轮足的周向包裹有减震橡胶层。
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