CN108891501B - 一种六足机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种六足机器人,包括一回转机构,该回转机构从上至下依次设置有上安装板和下安装板,还包括回转驱动机构,用于驱动上安装板和下安装板转动;一上机架,与所述上安装板固定连接,且该上机架上设置有第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构和第一行走驱动机构,第一行走驱动机构用于驱动所述第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构同步运动;一下机架,与所述下安装板固定连接,且该下机架上设置有第四足部结构、第五足部结构、第六足部结构和第二行走驱动机构,第二行走驱动机构用于驱动所述第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构同步运动。本发明的六足机器人仅搭载有三组驱动机构,降低了单个六足机器人搭载的致动器数量。

Description

一种六足机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,具体涉及一种六足机器人。
背景技术
足式机器人比轮式机器人更能穿越崎岖不平的地形。现今六足机器人大多以舵机直接安装于每一关节上,称此为关节直驱式六足机器人。此种关节直驱结构使得一台六足机器人所用到的舵机数量可高达18个。此种关节直驱式六足机器人也仅能用于研究生物步态仿真,无法真正承载重物执行任务,故缺乏工程应用价值。
每一关节安装一致动器的结构,使得致动器数量居高不下,这将造成许多问题:增加控制演算的困难度、降低承载重量的能力及增加建造成本。即使将舵机更换成性能更优越的马达,仍无法解决上述问题。再者,依赖电脑演算产生稳定平衡的步态,虽是现今研究足式机器人的热门方法。然而此种依赖繁杂的电脑演算来产生步态,也有其罩门,一旦电脑出问题或电池失去动力,整个机器人则很难保持平衡而不倾覆,很显然,如何降低电脑的负担也是机器人改进的重要方向。
此外,现有的关节直驱式六足机器人在转向时的转弯半径较大,难以实现快速转向。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明要解决的技术问题是通过机构传动实现单个致动器可带动多足的理念,以降低单个六足机器人搭载的致动器数量。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种六足机器人,包括一回转机构,该回转机构从上至下依次设置有上安装板和下安装板,所述上安装板和下安装板转动连接,该回转机构还包括回转驱动机构,该回转驱动机构用于驱动所述上安装板和下安装板转动;一上机架,与所述上安装板固定连接,且该上机架上设置有第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构和第一行走驱动机构,其中,第二足部结构和第三足部结构分别设于所述第一足部结构的两侧,所述第一行走驱动机构用于驱动所述第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构同步运动;一下机架,与所述下安装板固定连接,且该下机架上设置有第四足部结构、第五足部结构、第六足部结构和第二行走驱动机构,其中,第五足部结构和第六足部结构分别设于所述第四足部结构的两侧,所述第二行走驱动机构用于驱动所述第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构同步运动;其中,所述第一足部结构、第五足部结构和第六足部结构位于所述回转机构的一侧,所述第二足部结构、第三足部结构和第四足部结构位于所述回转结构的另一侧,所述第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构、第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构六者的底部齐平且六者的落脚点连线形成凸六边形。
本发明中,将六足机器人的六足分为两组,其中第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构安装在上机架上,第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构安装在下机架上,而上机架和下机架又通过回转机构连接;在直线行走时,由第一行走驱动机构同步驱动第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构,由第二行走驱动机构同步驱动第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构,在实际中,控制第一行走驱动机构和第二行走驱动机构轮流交替工作,则可以保证在行走过程中,始终有三足抬起,另外三足与地面接触,起到支撑作用;在转向时,控制回转驱动机构工作,当下机架的三个足部着地时,回转驱动机构带动上安装板转动,当上机架的三个足部着地时,回转驱动机构带动下安装板转动,在转向过程中,需要第一行走驱动机构和第二行走驱动机构配合工作,使得两组三足相继着地,从而实现六足机器人的转向过程,这种通过回转机构实现的转向接近于原地踏步转向,耗费时间短。由此可见,本发明的六足机器人仅搭载有三组驱动机构(回转驱动机构、第一行走驱动机构和第二行走驱动机构),且可以实现六足机器人的直线行走动作和转向动作,大大降低了单个六足机器人搭载的致动器的数量,从而降低了控制演算的困难度,提高了机器人承载重量的能力,且降低了制造成本。
优选地,所述回转驱动机构包括一回转轴,穿设在所述下安装板上,在该回转轴的外周套设有一轴承,该轴承的内圈与所述回转轴过盈配合,外圈与所述下安装板固定连接,且所述回转轴的上部露出于所述下安装板的顶部并与所述上安装板固定连接;第一马达,该第一马达的输出轴与第一带轮连接,该第一带轮通过皮带与第二带轮传动连接,所述第一带轮和第一马达上下间隔设置,且第一带轮连接在所述下安装板的底部;其中,所述回转轴的下部露出于所述下安装板的底部,且所述第二带轮套设在该回转轴的下部。当与下机架连接的三个足部结构着地时,下安装板相当于固定结构,则在第一马达工作时,会通过第一带轮带动第二带轮转动,并由第二带轮带动回转轴转动,从而带动与该回转轴固定连接的上安装板转动,最终使得与该上安装板固定连接的上机架整体转动;当与上机架连接的三个足部结构着地时,上安装板相当于固定结构,使得第一马达无法带动回转轴转动,而本发明中的第一马达通过第一带轮连接在下安装板的底部,即第一马达与下安装板可视为一个整体,则此时第一马达连同下安装板一起以回转轴为中心发生转动,这种工作原理类似于现有的行星轮结构,以此实现下机架的整体转动;由此可见,本发明的回转驱动机构实现了一颗马达带动六足转动的功能。
优选地,所述第一马达的输出轴通过第一联轴器与所述第一带轮的轴连接,采用这种设计,可以根据实际的动力需要,选择更换不同型号的第一马达,在更换第一马达时,只需要将原第一联轴器更换为与该更换马达输出轴直径适配的联轴器即可,相比于传统的机器人结构,本发明的六足机器人适用于多种马达型号,而且本发明的第一马达仅是通过第一联轴器与第一带轮的轴连接,故在更换第一马达时,不会受限于第一马达的安装空间。
优选地,所述第一行走驱动机构包括第一传动轴,该第一传动轴的一端通过第一皮带传动机构与第一足部结构传动连接,另一端通过第二皮带传动机构和第三皮带传动机构分别与所述第二足部结构和第三足部结构传动连接;所述第一传动轴的中部通过第四皮带传动机构与第二马达的输出轴传动连接。采用这种传动机构,第二马达输出的动力经由第四皮带传动机构输出至第一传动轴,带动第一传动轴转动,再由第一皮带传动机构、第二皮带传动机构和第三皮带传动机构将动力同步输出至第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构,使得与上机架连接的三足可以同步运动,实现了一颗马达带动三足直线行走的功能。
优选地,所述上机架包括相互平行的第一安装板,两个所述第一安装板通过第一连接板固定连接于所述上安装板的上方;两个所述第一安装板的一端通过第二安装板相互连接,另一端通过第三安装板相互连接,所述第一传动轴穿设在所述第二安装板和第三安装板中;所述第二安装板与所述第一足部结构固定连接,所述第三安装板分别与所述第二足部结构和第三足部结构固定连接。
优选地,所述第二马达通过第一支架固定连接于所述第一安装板的上方,且该第二马达的输出轴通过第二联轴器与所述第四皮带传动机构的动力轴连接。第二马达设于第一安装板的上方,位于整个上机架的最顶部,使得其安装空间不受限,便于更换其它不同型号的第二马达;此外,第二马达的输出轴通过第二联轴器与第四皮带传动机构的动力轴连接,可以在更换第二马达时,将第二联轴器更换为与之适配的型号,同时,为了便于对更换的第二马达进行安装,可以另行设计一个中间连接件,以将该第二马达通过中间连接件与第一支架固定连接,而无需改变第一支架的结构。
优选地,所述第二行走驱动机构包括第二传动轴,该第二传动轴的一端通过第五皮带传动机构与第四足部结构传动连接,另一端通过第六皮带传动机构和第七皮带传动机构分别与所述第五足部结构和第六足部结构传动连接;所述第二传动轴的中部通过第八皮带传动机构与第三马达的输出轴传动连接。采用这种传动机构,第三马达输出的动力经由第八皮带传动机构输出至第二传动轴,带动第二传动轴转动,再由第五皮带传动机构、第六皮带传动机构和第七皮带传动机构将动力同步输出至第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构,使得与下机架连接的三足可以同步运动,实现了一颗马达带动三足直线行走的功能。
优选地,所述下机架包括相互平行的第四安装板,两个所述第四安装板通过第二连接板固定连接于所述下安装板的下方;两个所述第四安装板的一端通过第五安装板相互连接,另一端通过第六安装板相互连接,所述第二传动轴穿设在所述第五安装板和第六安装板中;所述第五安装板与所述第四足部结构固定连接,所述第六安装板分别与所述第五足部结构和第六足部结构固定连接。
优选地,所述第三马达通过第二支架固定连接于所述第四安装板的下方,且该第三马达的输出轴通过第三联轴器与所述第八皮带传动机构的动力轴连接。第三马达设于第二安装板的下方,位于整个下机架的最底部,使得其安装空间不受限,便于更换其它不同型号的第三马达;此外,第三马达的输出轴通过第三联轴器与第八皮带传动机构的动力轴连接,可以在更换第三马达时,将第三联轴器更换为与之适配的型号,同时,为了便于对更换的第三马达进行安装,可以另行设计一个中间连接件,以将该第三马达通过中间连接件与第二支架固定连接,而无需改变第二支架的结构。
优选地,所述第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构、第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构均为八连杆机构;所述八连杆机构包括机架、曲柄、第一摇杆、第二摇杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆,其中,所述第一摇杆和第四连杆均为三角形结构;所述机架的两端分别与所述曲柄的第一端和第一摇杆的第一端铰接,所述第一连杆的两端分别与曲柄的第二端和第一摇杆的第二端铰接,所述第二摇杆的两端分别与所述第一摇杆的第一端和第四连杆的第一端铰接,所述第二连杆的两端分别与所述曲柄的第二端和第四连杆的第一端铰接,所述第三连杆的两端分别与所述第一摇杆的第三端和第四连杆的第二端铰接,所述第四连杆的第三端固定连接有一支脚;所述第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构三者的机架均与所述上机架固定连接,且三者的曲柄均与所述第一行走驱动机构传动连接;所述第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构三者的机架均与所述下机架固定连接,且三者的曲柄均与所述第二行走驱动机构传动连接。本发明的六足机器人的六个足部结构均相同,便于批量制造,降低了组装难度;此外,这种八连杆机构在行走过程中,底部的支脚的运动轨迹为椭圆形,其竖直方向的位移较小,而水平方向的位移较大,降低了六足机器人整体的在竖直方向的起伏幅度,提高了六足机器人的行走速度。
综上,本发明的六足机器人具有如下有益效果:
(1)本发明的六足机器人整体仅设置有三颗马达,其中,第一马达可以带动六个足部进行转动,而第二马达可以带动与上机架连接的三个足部直线运动,第三马达可以带动与下机架连接的三个足部直线运动;本发明的技术方案大大降低了单个六足机器人搭载的致动器数量,通过机构传动实现单个致动器可带动多足的理念,降低了控制演算的困难度,提高了机器人承载重量的能力;
(2)本发明的六足机器人,将六个足部结构均分为两组,每一组的三个足部结构均呈三角形布置,且回转结构的位置位于该三角形的内部,则在六足机器人的行走过程中,始终有三足着地,即便出现意外断电的情况,六足机器人仍然可以保持平衡;
(3)本发明通过将六足机器人设计为上机架、回转机构和下机架三部分的结构形式,可以通过回转机构的作用分别带动上机架和下机架整体旋转,实现了六足机器人的原地转向动作,降低了六足机器人的转向难度,提高了转向效率;
(4)本发明的六足机器人搭载的第一马达、第二马达和第三马达均不限于某一型号,可以根据实际需求进行更换;
(5)本发明的六足机器人的六个足部结构均为八连杆机构,降低了六足机器人在行走过程中的上下起伏幅度,提高了六足机器人的行走速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的六足机器人的结构示意图;
图2为本发明实施例的六足机器人的三维爆炸视图;
图3为本发明实施例的回转机构的结构示意图
图4为本发明实施例的回转机构的剖视图;
图5为本发明实施例的八连杆机构结构示意图;
图6为本发明实施例的上机架的结构示意图;
图7为本发明实施例的下机架的结构示意图;
图8为本发明实施例的第二马达更换的结构示意图。
附图标记:
1-回转机构;2-上机架;3-下机架;4-第一连接板;5-第二连接板;6-八连杆机构;
11-上安装板;12-下安装板;13-回转轴;14-轴承;15-第一马达;16-第一联轴器;17-第一带轮;18-第二带轮;21-第一足部结构;22-第二足部结构;23-第三足部结构;24-第一安装板;25-第二安装板;26-第三安装板;27-第一传动轴;28-第二马达;29-第二联轴器;31-第四足部结构;32-第五足部结构;33-第六足部结构;34-第四安装板;35-第五安装板;36-第六安装板;37-第二传动轴;38-第三马达;39-第三联轴器;61-机架;62-曲柄;63-第一摇杆;64-第二摇杆;65-第一连杆;66-第二连杆:67-第三连杆;68-第四连杆;69-支脚;
271-第一皮带传动机构;272-第二皮带传动机构;273-第三皮带传动机构;274-第四皮带传动机构;281-第一支架;282-中间连接件;371-第五皮带传动机构;372-第六皮带传动机构;373-第七皮带传动机构;374-第八皮带传动机构;381-第二支架;
2711-动力输出轴;2721-动力输出轴;2731-动力输出轴;3711-动力输出轴;3721-动力输出轴;3731-动力输出轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示,本实施例公开了一种六足机器人,包括回转机构1、上机架2和下机架3,上机架2和下机架3分设于回转机构1的上下两侧,上机架2和下机架3上分别连接有六足机器人的三个足部结构,上述回转机构1可以分别带动上机架2和下机架3整体转动。具体地,在上机架2上设置有呈三角形布置的第一足部结构21、第二足部结构22、第三足部结构23和第一行走驱动机构,其中,第二足部结构和22第三足部结构23的足迹重合且二者分别设于第一足部结构21的两侧,第一行走驱动机构用于驱动第一足部结构21、第二足部结构22和第三足部结构23同步运动;在下机架3上设置有呈三角形布置的第四足部结构31、第五足部结构32、第六足部结构33和第二行走驱动机构,其中,第五足部结构32和第六足部结构33的足迹重合且二者分别设于第四足部结构31的两侧,第二行走驱动机构用于驱动第四足部结构31、第五足部结构32和第六足部结构33同步运动;在上机架2和下机架3组装在回转机构1上后,上述第一足部结构21、第五足部结构32和第六足部结构33位于回转机构1的一侧,第二足部结构22、第三足部结构23和第四足部结构31位于回转结构1的另一侧,且第一足部结构21、第二足部结构22、第三足部结构23、第四足部结构31、第五足部结构32和第六足部结构33六者的底部齐平且六者的落脚点连线形成凸六边形。
具体地,参考图3和图4,上述回转机构1从上至下依次设置有上安装板11和下安装板12,上安装板11和下安装板12转动连接,该回转机构1还包括回转驱动机构,该回转驱动机构用于驱动上安装板11和下安装板12转动;上述回转驱动机构包括穿设在下安装板12上的回转轴13,在该回转轴13的外周套设有一轴承14,该轴承14的内圈与回转轴13过盈配合,该轴承14为台阶轴承,其外圈的台阶面与下安装板12螺栓连接;上述回转轴13的上部和下部分别露出于下安装板12的顶部和底部,且回转轴13的顶部与上安装板11固定连接;上述回转驱动机构还包括第一马达15,该第一马达15的输出轴通过第一联轴器16与第一带轮17的轴连接,该第一带轮17通过皮带与第二带轮18传动连接,该第二带轮18套设在回转轴13的下部外周,本实施例中,第一带轮17通过其顶部的安装板与下安装板12固定连接,且第一马达15为悬空设置,仅通过第一联轴器16连接在第一带轮17的下方。
在上安装板11上连接有两个第一连接板4,上机架2通过该第一连接板4固定连接于上安装板11的上方;在下安装板12上连接有两个第二连接板5,下机架3通过该第二连接板5固定连接于下安装板12的下方。
在六足机器人需要转向时,由回转机构1轮流带动上机架2和下机架3转动,在下机架3的足部着地时,上机架2转动,反之,上机架2的足部着地时,下机架3转动,即始终有三个足部处于着地状态以维持机器人整体的平衡。当与下机架3连接的三个足部结构着地时,下安装板12相当于固定结构,则在第一马达15工作时,会通过第一带轮17带动第二带轮18转动,并由第二带轮18带动回转轴13转动,从而带动与该回转轴13固定连接的上安装板11转动,最终使得与该上安装板11固定连接的上机架2整体转动;当与上机架2连接的三个足部结构着地时,上安装板11相当于固定结构,使得第一马达15无法带动回转轴13转动,而本实施例的第一马达15通过第一带轮17连接在下安装板12的底部,即第一马达15与下安装板12可视为一个整体,则此时第一马达15连同下安装板12一起以回转轴13为中心发生转动,类似于行星轮结构,以此实现下机架3的整体转动。
需要说明的是,本实施例在转向时,为避免上机架2和下机架3发生干涉,第一马达15带动上机架2或下机架3转动时,转动的角度均在10°左右,在需要大角度转弯时,需要第一马达15轮流多次带动上机架2和下机架3转动。
本实施例的第一带轮17通过其顶部的安装板与下安装板12固定连接,这种设计方式可以节省原材料,降低回转机构的重量,以便于下机架3的顺利转动。在实际中,可以将下安装板12的尺寸加大,直接将第一带轮17安装在下安装板12的底部,
上述第一足部结构21、第二足部结构22、第三足部结构23、第四足部结构31、第五足部结构32和第六足部结构33均为八连杆机构6,参考图5,该八连杆机构6包括机架61、曲柄62、第一摇杆63、第二摇杆64、第一连杆65、第二连杆66、第三连杆67和第四连杆68,其中,第一摇杆63和第四连杆68均为三角形结构;机架61的两端分别与曲柄62的第一端和第一摇杆63的第一端铰接,第一连杆65的两端分别与曲柄62的第二端和第一摇杆63的第二端铰接,第二摇杆64的两端分别与第一摇杆63的第一端和第四连杆68的第一端铰接,第二连杆66的两端分别与曲柄62的第二端和第四连杆68的第一端铰接,第三连杆67的两端分别与第一摇杆63的第三端和第四连杆68的第二端铰接,第四连杆68的第三端固定连接有一支脚69。本实施例中,第一足部结构21、第二足部结构22和第三足部结构23三者的机架61均与上机架2固定连接,且三者的曲柄62均与第一行走驱动机构传动连接;第四足部结构31、第五足部结构32和第六足部结构33三者的机架61均与下机架3固定连接,且三者的曲柄62均与第二行走驱动机构传动连接。
本实施例的六足机器人的足部结构采用八连杆机构的好处在于:在行走过程中,支脚69的运动轨迹类似椭圆形,其竖直方向的位移较小,而水平方向的位移较大,降低了六足机器人整体的在竖直方向的起伏幅度,提高了六足机器人的行走速度。
需要说明的是,本实施例的六足机器人的六个足部的机架61各不相同,以通过机架61的形状改变,适配不同安装位置的高度,以保证六个足部结构安装后的支脚69均处于同一高度;图5所示为第一足部结构21的具体结构,其它各足部结构仅有机架61的形状大小发生改变,在此不作一一介绍。
具体地,参考图3和图6,上述上机架2包括相互平行的第一安装板24,两个第一安装板24通过两个第一连接板4分别固定连接于上安装板11的上方;两个第一安装板24的一端通过第二安装板25相互连接,另一端通过第三安装板26相互连接,其中,第二安装板25与第一足部结构21固定连接,第三安装板26分别与第二足部结构22和第三足部结构23固定连接;由图6中可以看出,第二安装板25并非直接与第一足部结构21固定连接,而是通过若干板体将第二安装板25和第一足部结构21间接固定连接,第二足部结构22和第三足部结构23与第三安装板26的连接方式亦如此;此外,为了清晰展示上机架2的具体结构,图6中并未示出各足部的具体结构,而仅示出了各足部的机架,这并不影响本领域技术人员对本实施例技术方案的理解。
参考图6,上述第一行走驱动机构包括第一传动轴27,该第一传动轴27穿设在第二安装板25和第三安装板26中,第一传动轴27的一端通过第一皮带传动机构271与第一足部结构21传动连接,另一端通过第二皮带传动机构272和第三皮带传动机构273分别与第二足部结构22和第三足部结构23传动连接;第一传动轴27的中部通过第四皮带传动机构274与第二马达28的输出轴传动连接,该第二马达28通过第一支架281固定连接于第一安装板24的上方。本实施例的第一皮带传动机构271、第二皮带传动机构272、第三皮带传动机构273和第四皮带传动机构274均包括若干带轮和皮带,各皮带传动机构的带轮和皮带的数量根据各自的输入和输出的位置灵活设计,具体如图6所示,在此不作赘述。
上述第一皮带传动机构271的动力输出轴2711与第一足部结构21的曲柄的第一端铰接,上述第二皮带传动机构272的动力输出轴2721与第二足部结构22的曲柄的第一端铰接,上述第三皮带传动机构273的动力输出轴2731与第三足部结构23的曲柄的第一端铰接,以带动第一足部结构21、第二足部结构22和第三足部结构23同步行走,实现了一颗马达带动三足直线行走的功能。
具体地,参考图3和图7,上述下机架3包括相互平行的第四安装板34,两个第四安装板34通过两个第二连接板5分别固定连接于下安装板12的下方;两个第四安装板34的一端通过第五安装板35相互连接,另一端通过第六安装板36相互连接,其中,第五安装板35与第四足部结构31固定连接,第六安装板36分别与第五足部结构32和第六足部结构33固定连接;由图7中可以看出,第五安装板35并非直接与第四足部结构31固定连接,而是通过若干板体将第五安装板35和第四足部结构31间接固定连接,第五足部结构32和第六足部结构33与第六安装板36的连接方式亦如此;此外,为了清晰展示下机架3的具体结构,图7中并未示出各足部的具体结构,而仅示出了各足部的机架,这并不影响本领域技术人员对本实施例技术方案的理解。
参考图7,上述第二行走驱动机构包括第二传动轴37,该第二传动轴37穿设在第五安装板35和第六安装板36中,第二传动轴37的一端通过第五皮带传动机构371与第四足部结构31传动连接,另一端通过第六皮带传动机构372和第七皮带传动机构373分别与第五足部结构32和第六足部结构33传动连接,第二传动轴37的中部通过第八皮带传动机构374与第三马达38的输出轴传动连接,该第三马达38通过第二支架381固定连接于第四安装板34的下方。本实施例的第五皮带传动机构371、第六皮带传动机构372、第七皮带传动机构373和第八皮带传动机构374均包括若干带轮和皮带,各皮带传动机构的带轮和皮带的数量根据各自的输入和输出的位置灵活设计,具体如图7所示,在此不作赘述。
上述第五皮带传动机构371的动力输出轴3711与第四足部结构31的曲柄的第一端铰接,上述第六皮带传动机构372的动力输出轴3721与第五足部结构32的曲柄的第一端铰接,上述第七皮带传动机构373的动力输出轴3731与第六足部结构33的曲柄的第一端铰接,以带动第四足部结构31、第五足部结构32和第六足部结构33同步行走,实现了一颗马达带动三足直线行走的功能。
本实施例中,与第一马达15的连接方式类似,上述第二马达28的输出轴通过第二联轴器29与第四皮带传动机构274的动力轴连接(图6),上述第三马达38通过第三联轴器39与第八皮带传动机构374的动力轴连接(图7)。采用上述连接结构,可以使得第一马达15、第二马达28和第三马达38的安装空间不受限,以便于更换其它型号的马达;由于第一马达15仅通过第一联轴器16与第一带轮17传动连接,则在更换第一马达15时,只需要将与第一马达15连接的第一联轴器16更换为适合的直径即可;而对于第二马达28和第三马达38,由于二者分别通过第一支架281和第二支架381固定,而该第一支架281和第二支架381上的连接孔仅与某一型号的马达适配,因此,在更换第二马达28和第三马达38时,不仅需要更换第二联轴器29和第三联轴器39,还需要增设一个与新更换的马达适配的中间连接件,以通过该中间连接件将该马达连接在第一支架281或第二支架381上。
由于第二马达28和第三马达38的更换方式类似,本实施例仅以第二马达28的更换为例进行说明,如图8所示,图中从上至下的三幅图分别为现有第二马达28的安装结构、更换的第二马达28的安装结构爆炸图和更换的第二马达28的安装结构,由图8可以看出,对于现有的第二马达28,其直接与第一支架281螺栓连接,而更换后的第二马达28则需要增设一个中间连接件282,第二马达28通过该中间连接件282与第一支架281螺栓连接。
此外,在实际中,可能会出现因第一传动轴27和第二传动轴37的长度较长而导致二者刚度较低的情况,在这种情况下,可以将第一传动轴27和第二传动轴37设计为两段轴体的结构,该两段轴体通过联轴器连接,以提高第一传动轴27和第二传动轴37的刚度。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种六足机器人,其特征在于,包括:
一回转机构,该回转机构从上至下依次设置有上安装板和下安装板,所述上安装板和下安装板转动连接,该回转机构还包括回转驱动机构,该回转驱动机构用于驱动所述上安装板和下安装板转动;
一上机架,与所述上安装板固定连接,且该上机架上设置有第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构和第一行走驱动机构,其中,第二足部结构和第三足部结构分别设于所述第一足部结构的两侧,所述第一行走驱动机构用于驱动所述第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构同步运动;
一下机架,与所述下安装板固定连接,且该下机架上设置有第四足部结构、第五足部结构、第六足部结构和第二行走驱动机构,其中,第五足部结构和第六足部结构分别设于所述第四足部结构的两侧,所述第二行走驱动机构用于驱动所述第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构同步运动;
其中,所述第一足部结构、第五足部结构和第六足部结构位于所述回转机构的一侧,所述第二足部结构、第三足部结构和第四足部结构位于所述回转结构的另一侧,所述第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构、第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构六者的底部齐平且六者的落脚点连线形成凸六边形。
2.根据权利要求1所述的一种六足机器人,其特征在于,所述回转驱动机构包括:
一回转轴,穿设在所述下安装板上,在该回转轴的外周套设有一轴承,该轴承的内圈与所述回转轴过盈配合,外圈与所述下安装板固定连接,且所述回转轴的上部露出于所述下安装板的顶部并与所述上安装板固定连接;
第一马达,该第一马达的输出轴与第一带轮连接,该第一带轮通过皮带与第二带轮传动连接,所述第一带轮和第一马达上下间隔设置,且第一带轮连接在所述下安装板的底部;
其中,所述回转轴的下部露出于所述下安装板的底部,且所述第二带轮套设在该回转轴的下部。
3.根据权利要求2所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第一马达的输出轴通过第一联轴器与所述第一带轮的轴连接。
4.根据权利要求1所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第一行走驱动机构包括第一传动轴,该第一传动轴的一端通过第一皮带传动机构与第一足部结构传动连接,另一端通过第二皮带传动机构和第三皮带传动机构分别与所述第二足部结构和第三足部结构传动连接;
所述第一传动轴的中部通过第四皮带传动机构与第二马达的输出轴传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述上机架包括相互平行的第一安装板,两个所述第一安装板通过第一连接板固定连接于所述上安装板的上方;
两个所述第一安装板的一端通过第二安装板相互连接,另一端通过第三安装板相互连接,所述第一传动轴穿设在所述第二安装板和第三安装板中;
所述第二安装板与所述第一足部结构固定连接,所述第三安装板分别与所述第二足部结构和第三足部结构固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第二马达通过第一支架固定连接于所述第一安装板的上方,且该第二马达的输出轴通过第二联轴器与所述第四皮带传动机构的动力轴连接。
7.根据权利要求1所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第二行走驱动机构包括第二传动轴,该第二传动轴的一端通过第五皮带传动机构与第四足部结构传动连接,另一端通过第六皮带传动机构和第七皮带传动机构分别与所述第五足部结构和第六足部结构传动连接;
所述第二传动轴的中部通过第八皮带传动机构与第三马达的输出轴传动连接。
8.根据权利要求7所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述下机架包括相互平行的第四安装板,两个所述第四安装板通过第二连接板固定连接于所述下安装板的下方;
两个所述第四安装板的一端通过第五安装板相互连接,另一端通过第六安装板相互连接,所述第二传动轴穿设在所述第五安装板和第六安装板中;
所述第五安装板与所述第四足部结构固定连接,所述第六安装板分别与所述第五足部结构和第六足部结构固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第三马达通过第二支架固定连接于所述第四安装板的下方,且该第三马达的输出轴通过第三联轴器与所述第八皮带传动机构的动力轴连接。
10.根据权利要求1所述的一种六足机器人,其特征在于:
所述第一足部结构、第二足部结构、第三足部结构、第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构均为八连杆机构;
所述八连杆机构包括机架、曲柄、第一摇杆、第二摇杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆,其中,所述第一摇杆和第四连杆均为三角形结构;
所述机架的两端分别与所述曲柄的第一端和第一摇杆的第一端铰接,所述第一连杆的两端分别与曲柄的第二端和第一摇杆的第二端铰接,所述第二摇杆的两端分别与所述第一摇杆的第一端和第四连杆的第一端铰接,所述第二连杆的两端分别与所述曲柄的第二端和第四连杆的第一端铰接,所述第三连杆的两端分别与所述第一摇杆的第三端和第四连杆的第二端铰接,所述第四连杆的第三端固定连接有一支脚;
所述第一足部结构、第二足部结构和第三足部结构三者的机架均与所述上机架固定连接,且三者的曲柄均与所述第一行走驱动机构传动连接;
所述第四足部结构、第五足部结构和第六足部结构三者的机架均与所述下机架固定连接,且三者的曲柄均与所述第二行走驱动机构传动连接。
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