CN109018058A - 一种轮足一体式机器人腿结构 - Google Patents

一种轮足一体式机器人腿结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109018058A
CN109018058A CN201811205526.8A CN201811205526A CN109018058A CN 109018058 A CN109018058 A CN 109018058A CN 201811205526 A CN201811205526 A CN 201811205526A CN 109018058 A CN109018058 A CN 109018058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sufficient
wheel
leg
integral type
type robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811205526.8A
Other languages
English (en)
Inventor
邵俊鹏
迟涵威
孙桂涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201811205526.8A priority Critical patent/CN109018058A/zh
Publication of CN109018058A publication Critical patent/CN109018058A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

本发明涉及一种轮足一体式机器人腿结构，包括机器人的横摆机构，大腿、小腿和足端；整条腿有三组使用伺服阀控制的结构相同液压缸，可以实现腿部的横摆、大腿和小腿的前进和后退，机器人足端为轮式结构，轮子的方向可以任意调整，足端有单独的动力源，采用步进驱动一体机，把驱动与控制集成在一起，根据电机运动参数和实时状态的反馈，随时调整各项控制参数，使电机达到预设的力矩或转速；当在平坦的路段行进时，可以单独使用足端电机驱动轮转动，使运动的更加快速，节省能源；当在坎坷不平的路段运动时，可以使用液压装置来驱动，帮助机器人实现越障。

Description

一种轮足一体式机器人腿结构
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体的说，涉及液压四足机器人的腿结构，应用轮足一体式结构，可以使机器人运动的更快速，更灵活。
背景技术
轮式具有结构简单、易于控制、移动速度快和稳定能力强等优点，但是要求所通过地面必须连续、平坦，当其遇到一定高度的连续型障碍物时就无法通过。
相比于轮式机器人，足式机器人则只需要离散的支撑点，几乎可以适应各种复杂地形，能够跨越障碍，在复杂的地形和非结构化的环境中，具有更好的灵活性和适应性，足式机器人的缺点是行进速度较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提出了一种轮足一体式机器人腿结构，能够在平坦的路面上快速行进，在崎岖不平的路面上，低速平稳的通过。
一种轮足一体式机器人腿结构，包括机器人的横摆机构，大腿、小腿和轮式的足端四部分腿顶部的液压缸缸底与机身相连，活塞杆一端与连杆铰接，形成横摆髋关节，控制腿的左右摆动，连杆与大腿铰接，形成髋关节，由液压缸驱动控制腿的前后摆动，大腿与小腿铰接，形成膝关节，由液压缸控制小腿的抬起和下落，足端采用轮式结构，由单独的电机驱动。
用三个电液伺服阀分别控制三组液压缸，实现腿的横摆运动和前后移动，应用电液伺服阀控制，具有控制精度高、动态性能好和响应速度快等优点。
连杆和大腿采用镂空结构，将液压缸嵌入其中，使腿部结构更加紧凑布局更加合理。
小腿下端应用弹簧结构，可以起到缓冲吸震的作用，减轻足端与地面的冲击力。
足端轮式机构与万向轮机构原理相似，可以任意的调整方向，使运动更加灵活，采用步进驱动一体机进行驱动，将驱动与控制集成在一起，随时调整电机的力矩或转速。
应用这种结构，在平坦的路面上使用轮式驱动，可以快速行进，节省时间，遇到崎岖的路面，转换为足式行走，根据不同的路况应用不同的行走模式，从而最大化的提升运动速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是本发明中轮足一体式机器人腿结构的结构示意图。
图2是本发明中轮足一体式机器人腿结构的结构正视图。
图3是液压缸结构示意图。
图4是横摆连杆结构示意图。
图5是大腿连杆结构示意图。
图6是小腿结构示意图。
其中：1-第一液压缸，2-连杆，3-第二液压缸，4-大腿连杆，5-第三液压缸，6-小腿，7-弹簧，8-轮，9-步进驱动一体机，10-上油块，11-伺服阀，12-销轴，13-横摆轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。
一种轮足一体式机器人腿结构，其结构如图1所示，包括：第一液压缸(1)，连杆(2)，第二液压缸(3)，大腿连杆(4)，第三液压缸(5)，小腿(6)，弹簧(7)，轮(8)，步进驱动一体机（9），上油块（10），伺服阀（11），销轴（12），横摆轴（13）。
第一液压缸(1)活塞杆与连杆(2)铰接，形成横摆髋关节，连杆(2)和第二液压缸(3)分别与大腿连杆(4)上部铰接，形成髋关节，大腿连杆(4)和第三液压缸(5)分别与小腿(6)上部铰接，形成膝关节。
横摆髋关节控制腿的左右摆动，髋关节实现腿的前进和后退，膝关节控制小腿的起落高度，实现避障。
腿通过第一液压缸(1)缸底和轴(13)与机身连接，油源通过管道将液压油输送入三组液压缸中，即可实现腿的运动。
小腿下端使用弹簧结构，可以起到缓冲吸震的作用，减轻足端与地面的冲击力,使机器人运动的更平稳。
足端有单独的动力源，采用步进驱动一体机，把驱动与控制集成在一起，根据电机运动参数和实时状态的反馈，随时调整各项控制参数，使电机达到预设的力矩或转速。
在平坦的路况下，应用轮式驱动，机器人可以快速行进，当遇到崎岖的路况时，足端电机停止驱动，转换至液压驱动，通过协调控制三组液压缸，机器人实现越障，继续前进。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种轮足一体式机器人腿结构，其特征是，包括：
腿顶部的液压缸缸底与机身相连，活塞杆一端与连杆铰接，形成横摆髋关节，控制腿的左右摆动，连杆与大腿铰接，形成髋关节，由液压缸驱动控制腿的前后摆动，大腿与小腿铰接，形成膝关节，由液压缸控制小腿的抬起和下落，足端采用轮式结构，由单独的电机驱动。
2.如权利要求1所述的一种轮足一体式机器人腿结构，整条腿使用铝合金材质，既保证了材料的刚度和强度，又减轻了整条腿的质量。
3.如权利要求1所述的一种轮足一体式机器人腿结构，连杆和大腿采用镂空结构，将液压缸嵌入其中，使腿部结构更加紧凑。
4.如权利要求1所述的一种轮足一体式机器人腿结构，小腿下端使用弹簧结构，可以起到缓冲吸震的作用，减轻足端与地面的冲击力。
5.如权利要求1所述的一种轮足一体式机器人腿结构，足端轮式机构与万向轮机构原理相似，可以任意的调整方向，使运动更加灵活。
6.如权利要求1所述的一种轮足一体式机器人腿结构，足端使用采用步进驱动一体机，把驱动与控制集成在一起，不仅可以更加精准地定位步进，还可以通过反馈获取磁场与转子的关联性从而提高力矩，相比伺服电机低频震荡的特性，在低速环境下步进电机一体机的闭环系统可以更好地进行运动控制，从而获取更高的性价比。
CN201811205526.8A 2018-10-17 2018-10-17 一种轮足一体式机器人腿结构 Pending CN109018058A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811205526.8A CN109018058A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种轮足一体式机器人腿结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811205526.8A CN109018058A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种轮足一体式机器人腿结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109018058A true CN109018058A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64613455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811205526.8A Pending CN109018058A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种轮足一体式机器人腿结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109018058A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110104087A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 深圳市行者机器人技术有限公司 一种新型轮足移动机构
CN110667724A (zh) * 2019-11-11 2020-01-10 路邦科技授权有限公司 一种全地形移动机器人
CN112141236A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 昆明理工大学 一种带减震功能的轮足式机器人腿部系统
CN112278106A (zh) * 2020-11-10 2021-01-29 北京理工大学 一种轮足复合行走机构
CN112372620A (zh) * 2020-11-02 2021-02-19 东莞市松迪智能机器人科技有限公司 新型高力矩密度协作机械臂及其控制器优化设计方法
CN112572634A (zh) * 2020-11-16 2021-03-30 长春工业大学 一种轮足混合行走机器人结构及控制系统
CN113562093A (zh) * 2021-08-09 2021-10-29 北京理工大学 一种含有平衡装置的轮足机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100873723B1 (ko) * 2007-07-25 2008-12-12 인하대학교 산학협력단 복수의 다리를 갖는 이동로봇
CN101811525A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 山东大学 具有质心调整装置的液压驱动四足机器人移动机构
CN102001371A (zh) * 2010-11-23 2011-04-06 南京航空航天大学 一种液压驱动式四足机器人
CN103318289A (zh) * 2013-07-04 2013-09-25 北京理工大学 一种腿型结构可变的模块化液压驱动四足机器人
CN105923067A (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 电子科技大学 一种小型轮足复合式六足机器人
CN107140054A (zh) * 2017-05-19 2017-09-08 山东大学 一种转弯机器人及转弯方法
CN108327812A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 重庆大学 一种多行走方式轮腿式机器人
CN209064225U (zh) * 2018-10-17 2019-07-05 哈尔滨理工大学 一种轮足一体式机器人腿结构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100873723B1 (ko) * 2007-07-25 2008-12-12 인하대학교 산학협력단 복수의 다리를 갖는 이동로봇
CN101811525A (zh) * 2010-04-23 2010-08-25 山东大学 具有质心调整装置的液压驱动四足机器人移动机构
CN102001371A (zh) * 2010-11-23 2011-04-06 南京航空航天大学 一种液压驱动式四足机器人
CN103318289A (zh) * 2013-07-04 2013-09-25 北京理工大学 一种腿型结构可变的模块化液压驱动四足机器人
CN105923067A (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 电子科技大学 一种小型轮足复合式六足机器人
CN107140054A (zh) * 2017-05-19 2017-09-08 山东大学 一种转弯机器人及转弯方法
CN108327812A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 重庆大学 一种多行走方式轮腿式机器人
CN209064225U (zh) * 2018-10-17 2019-07-05 哈尔滨理工大学 一种轮足一体式机器人腿结构

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110104087A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 深圳市行者机器人技术有限公司 一种新型轮足移动机构
CN110667724A (zh) * 2019-11-11 2020-01-10 路邦科技授权有限公司 一种全地形移动机器人
CN110667724B (zh) * 2019-11-11 2022-06-24 路邦科技授权有限公司 一种全地形移动机器人
CN112141236A (zh) * 2020-09-25 2020-12-29 昆明理工大学 一种带减震功能的轮足式机器人腿部系统
CN112372620A (zh) * 2020-11-02 2021-02-19 东莞市松迪智能机器人科技有限公司 新型高力矩密度协作机械臂及其控制器优化设计方法
CN112278106A (zh) * 2020-11-10 2021-01-29 北京理工大学 一种轮足复合行走机构
CN112278106B (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 北京理工大学 一种轮足复合行走机构
CN112572634A (zh) * 2020-11-16 2021-03-30 长春工业大学 一种轮足混合行走机器人结构及控制系统
CN112572634B (zh) * 2020-11-16 2023-03-31 长春工业大学 一种轮足混合行走机器人结构及控制系统
CN113562093A (zh) * 2021-08-09 2021-10-29 北京理工大学 一种含有平衡装置的轮足机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109018058A (zh) 一种轮足一体式机器人腿结构
CN209064225U (zh) 一种轮足一体式机器人腿结构
Grimes et al. The design of ATRIAS 1.0 a unique monopod, hopping robot
CN102001371B (zh) 一种液压驱动式四足机器人
CN109986579B (zh) 多模式运动仿灵长类机器人
CN108163080B (zh) 能适应复杂崎岖地形的高负载能力的电驱动四足机器人
US9446514B2 (en) Lower limb structure for legged robot, and legged robot
US8126592B2 (en) Actuator system
CN111857170B (zh) 一种四足机器人腿部关节负载规律分析方法
CN103395457A (zh) 一种基于混合驱动机构的多足移动装置
CN110562346A (zh) 一种新型结构四足液压机器人
CN102107688B (zh) 一种可调关节长度的双腿行走机构
CN203332261U (zh) 一种基于混合驱动机构的多足移 动装置
CN111846008A (zh) 一种具有变刚度踝关节的双足机器人
CN111846002A (zh) 轮腿复合移动机器人
CN206520675U (zh) 仿人双足行走机构
CN102431604A (zh) 具有双足步行与轮式移动互变功能的仿人机器人
CN108725612A (zh) 一种多自由度多功能机器人
CN109760762A (zh) 一种足端自适应液压四足机器人
CN110962957A (zh) 一种双腿双轮复合运动机器人
CN105480321A (zh) 基于丝传动的武装机器人三自由度小惯量仿生腿
Wait et al. A pneumatically actuated quadrupedal walking robot
CN203780644U (zh) 带有脊柱关节和弹性腿的仿生四足机器人
Kim et al. Experimental investigation on the design of leg for a hydraulic actuated quadruped robot
Deng et al. Motion planning and simulation verification of a hydraulic hexapod robot based on reducing energy/flow consumption

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination