CN109080727B - 一种六足步行机器人 - Google Patents
一种六足步行机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109080727B CN109080727B CN201810567172.5A CN201810567172A CN109080727B CN 109080727 B CN109080727 B CN 109080727B CN 201810567172 A CN201810567172 A CN 201810567172A CN 109080727 B CN109080727 B CN 109080727B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotating shaft
- axis
- connecting rod
- telescopic rod
- shank
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- B62D57/032—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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种六足步行机器人，其包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其中三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，以及第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴、第四转动轴、第五转动轴、第六转动轴、第七转动轴和第八转动轴。本发明具有驱动器数量少、自重轻、腿部机构解耦性好、控制简单等优点。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种六足步行机器人。
背景技术
六足步行机器人的研究长期以来一直是国内外机器人领域研究的热点之一。该类机器人在非结构环境下具有承载能力强及稳定性好的优点，可代替人在危险或者恶劣的环境中执行任务。目前，大多数六足步行机器人的腿部均采用3个或者3个以上自由度的机构构型，且每条机械腿均采用驱动器和自由度一对一的驱动方式，其结果就是整个六足步行机器人系统至少具有18个自由度，所以驱动器的数量至少是18个，机器人的控制难度大、机体自身重量大，从而制约了六足步行机器人的应用。现有娱乐机器人领域中六足步行机器人较少，而自重负载比小、控制简单的娱乐六足步行机器人就更少了。因此，目前对于六足步行机器人的研究人员而言，如何在保证六足步行机器人性能优点的前提下降低其控制难度和自身重量成为六足步行机器人研究的关键问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伸缩杆(即驱动器)数量少、自重轻、控制简单、腿部机构解耦性好、基于摆桨式腿部机构的六足步行机器人。
本发明包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其中三组机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；
所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，其中大腿支撑件的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆，大腿连杆的中部通过第二转动轴与立柱的下端和小腿驱动摆杆的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别与伸缩杆座固连，第一伸缩杆和第二伸缩杆的一端分别通过第三球面副和第四球面副与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副和第二球面副与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴和第三转动轴分别与左小腿连杆和右小腿连杆的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴和第四转动轴分别与小腿驱动连杆的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别与左足端件和右足端件固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴与大腿支撑件的三角架的下端联接；
所述第一球面副的中心点到第二球面副的中心点的距离与第三球面副的中心点到第四球面副的中心点的距离相等；所述第三球面副和第四球面副设在第一转动轴的两侧；所述第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线、第四转动轴的轴线、第五转动轴的轴线、第六转动轴的轴线、第七转动轴的轴线和第八转动轴的轴线平行，且垂直于第一转动轴的轴线；所述第八转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第二转动轴的轴线共面；所述第七转动轴的轴线、第四转动轴的轴线和第六转动轴的轴线共面；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线所在的平面与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线所在的平面平行；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线分别到第二转动轴的轴线的距离与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别到第六转动轴的轴线的距离相等。
在实际作业时，通过控制第一伸缩杆和第二伸缩的伸缩运动，可以实现大腿连杆绕第一转动轴的前、后摆动和绕第二转动轴的上、下摆动；通过控制第三伸缩杆的伸缩运动，可以实现左小腿连杆和右小腿连杆的内收和外摆运动。也就是说左足端件和右足端件的运动规律类似于皮划艇运动员使用的双头摆桨的两端的运动规律，所以本发明中的腿部机构称为摆桨式腿部机构。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、通过控制第一伸缩杆和第二伸缩杆的伸缩运动，可以实现大腿连杆绕第一转动轴的前、后摆动和绕第二转动轴的上、下摆动；通过控制第三伸缩杆的伸缩运动，可以实现左、右小腿连杆的内收和外摆运动。
2、腿部机构解耦性较好，为机构的分析带来了方便。
3、每组机械腿的驱动器(伸缩杆)的数目为3，整机驱动器数目为9，实现了减少驱动器数量的目的，控制简单，从而也降低了整机自重。
附图说明
图1为本发明的立体示意简图；
图2为本发明机械腿的结构示意简图；
图3为本发明小腿驱动部分结构示意图；
图4为本发明大腿支撑件的示意简图。
图中，1-机架，2-电器单元，3-第一机械腿，3′-第二机械腿，3″-第三机械腿，4-第一伸缩杆，5-第二伸缩杆，6-大腿支撑件，7-第三伸缩杆，8-大腿连杆，9-右小腿连杆、9′-左小腿连杆，10-右足端件、10′-左足端件，11-小腿驱动连杆，12-小腿驱动摆杆，13-伸缩杆座，S1-第一球面副，S2-第二球面副，S3-第三球面副，S4-第四球面副，R1-第一转动轴，R2-第二转动轴，R3-第三转动轴，R4-第四转动轴，R5-第五转动轴，R6-第六转动轴，R7-第七转动轴，R8-第八转动轴。
具体实施方式
在图1所示的六足步行机器人示意图中，第一机械腿3通过转动轴联接在机架1的前部，第二机械腿3′通过转动轴联接在机架的中部，第三机械腿3″通过转动轴联接在机架的后部，三组机械腿的结构完全相同，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元2固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；
如图2、图3和图4所示，机械腿中的大腿支撑件6的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴R1与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆8，大腿连杆的中部通过第二转动轴R2与立柱的下端和小腿驱动摆杆12的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别通过螺栓与伸缩杆座13固连，第一伸缩杆4和第二伸缩杆5的一端分别通过第三球面副S3和第四球面副S4与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副S1和第二球面副S2与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴R8和第三转动轴R3分别与左小腿连杆9′和右小腿连杆9的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴R7和第四转动轴R4分别与小腿驱动连杆11的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别通过螺栓与左足端件10′和右足端件10固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴R6与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆7的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴R5与大腿支撑件的三角架的下端联接；
所述第一球面副的中心点到第二球面副的中心点的距离与第三球面副的中心点到第四球面副的中心点的距离相等；所述第三球面副和第四球面副设在第一转动轴的两侧；所述第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线、第四转动轴的轴线、第五转动轴的轴线、第六转动轴的轴线、第七转动轴的轴线和第八转动轴的轴线平行，且垂直于第一转动轴的轴线；所述第八转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第二转动轴的轴线共面；所述第七转动轴的轴线、第四转动轴的轴线和第六转动轴的轴线共面；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线所在的平面与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线所在的平面平行；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线分别到第二转动轴的轴线的距离与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别到第六转动轴的轴线的距离相等。
Claims (2)
1.一种六足步行机器人，其包括机架、三组结构完全相同的机械腿以及电器单元，其特征在于：三组所述机械腿分别通过转动轴联接在机架的前、中、后部，三组机械腿与机架联接的转动轴相互平行设置，电器单元固连在机架上面，用于控制每一组机械腿中伸缩杆的伸缩；
所述机械腿包括大腿支撑件、第一伸缩杆、第二伸缩杆、伸缩杆座、大腿连杆、左小腿连杆、左足端件、右小腿连杆、右足端件、小腿驱动连杆、小腿驱动摆杆和第三伸缩杆，其中大腿支撑件的一侧为立柱，另一侧是与立柱固连的三角架，立柱的上端通过固连在机架上的第一转动轴与机架联接，大腿支撑件的两侧分别设有大腿连杆，大腿连杆的中部通过第二转动轴与立柱的下端和小腿驱动摆杆的上端联接，设在大腿连杆一侧的立架分别与伸缩杆座固连，第一伸缩杆和第二伸缩杆的一端分别通过第三球面副和第四球面副与伸缩杆座的两端联接，第一伸缩杆和第二伸缩杆的另一端分别通过第一球面副和第二球面副与机架联接；所述大腿连杆的两端通过第八转动轴和第三转动轴分别与左小腿连杆和右小腿连杆的上端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的中部通过第七转动轴和第四转动轴分别与小腿驱动连杆的两端联接，左小腿连杆和右小腿连杆的下端分别与左足端件和右足端件固连；小腿驱动摆杆的下端通过第六转动轴与小腿驱动连杆的中部和第三伸缩杆的一端联接，第三伸缩杆的另一端通过第五转动轴与大腿支撑件的三角架的下端联接。
2.根据权利要求1所述的六足步行机器人，其特征在于：所述第一球面副的中心点到第二球面副的中心点的距离与第三球面副的中心点到第四球面副的中心点的距离相等；所述第三球面副和第四球面副在第一转动轴的两侧；所述第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线、第四转动轴的轴线、第五转动轴的轴线、第六转动轴的轴线、第七转动轴的轴线和第八转动轴的轴线平行，且垂直于第一转动轴的轴线；所述第八转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第二转动轴的轴线共面；所述第七转动轴的轴线、第四转动轴的轴线和第六转动轴的轴线共面；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线所在的平面与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线所在的平面平行；所述第八转动轴的轴线和第三转动轴的轴线分别到第二转动轴的轴线的距离与第七转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别到第六转动轴的轴线的距离相等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810567172.5A CN109080727B (zh) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 一种六足步行机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810567172.5A CN109080727B (zh) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 一种六足步行机器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109080727A CN109080727A (zh) | 2018-12-25 |
| CN109080727B true CN109080727B (zh) | 2021-01-08 |
Family
ID=64839377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810567172.5A Active CN109080727B (zh) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 一种六足步行机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109080727B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110842933A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-28 | 常州固高智能装备技术研究院有限公司 | 一种便于自动调节角度的运货机器人 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850798A (zh) * | 2010-03-29 | 2010-10-06 | 北京航空航天大学 | 一种基于双四连杆机构的仿生蟑螂机器人 |
| JP2014161991A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Nsk Ltd | ロボットの移動機構及びそれを備えるロボット |
| CN105620575A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-01 | 安徽理工大学 | 一种复杂路面搬运机器人的转向装置 |
| CN205661563U (zh) * | 2016-05-06 | 2016-10-26 | 浙江树人大学 | 一种机器人用行走机构 |
| US9731416B1 (en) * | 2015-03-11 | 2017-08-15 | Google Inc. | Legged robot passive fluid-based ankles with spring centering |
-
2018
- 2018-06-05 CN CN201810567172.5A patent/CN109080727B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101850798A (zh) * | 2010-03-29 | 2010-10-06 | 北京航空航天大学 | 一种基于双四连杆机构的仿生蟑螂机器人 |
| JP2014161991A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-08 | Nsk Ltd | ロボットの移動機構及びそれを備えるロボット |
| US9731416B1 (en) * | 2015-03-11 | 2017-08-15 | Google Inc. | Legged robot passive fluid-based ankles with spring centering |
| CN105620575A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-01 | 安徽理工大学 | 一种复杂路面搬运机器人的转向装置 |
| CN205661563U (zh) * | 2016-05-06 | 2016-10-26 | 浙江树人大学 | 一种机器人用行走机构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 六足步行机器人腿部机构运动学分析;张金柱 等;《农业工程学报》;20160531;第32卷(第9期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109080727A (zh) | 2018-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103029120B (zh) | 一种折叠式静载平衡并联调姿平台 | |
| CN204450527U (zh) | 一种具有2转动自由度的球面并联机构 | |
| CN107298137B (zh) | 一种趴卧式步行机器人 | |
| CN108394485B (zh) | 一种基于气动系统的多功能多足仿生机器人系统 | |
| CN108001560B (zh) | 一种六自由度四足机器人 | |
| CN206263947U (zh) | 六自由度机器人并联结构 | |
| CN107554640B (zh) | 一种基于四自由度机构腿的六足步行器 | |
| CN111038617A (zh) | 一种四足机器人单腿结构及其工作方法 | |
| CN101391417A (zh) | 一种基于被动运动方式的双足类人机器人 | |
| CN108466286B (zh) | 一种基于气缸四足多方向运动机器人 | |
| CN104354784B (zh) | 一种快速步行的双足机器人 | |
| CN109080727B (zh) | 一种六足步行机器人 | |
| CN101428421A (zh) | 一种两足步行的三角形机器人 | |
| CN202608927U (zh) | 一种具有滑翔弹跳功能的机器人 | |
| CN211592758U (zh) | 冗余混联电液混合驱动拟人机械腿 | |
| WO2022199385A1 (zh) | 轮腿结构及应用其的机器人 | |
| CN107511817A (zh) | 一种两转一移非对称耦合机构 | |
| CN204932177U (zh) | 一种用于缓解疲劳的助力工具 | |
| CN214493142U (zh) | 一种轮腿式机器人 | |
| CN114291182B (zh) | 一种四足机器人 | |
| CN205396270U (zh) | 用于危险区域土壤采集的三足机器人 | |
| CN109794714A (zh) | 一种六自由度可控寄生机构式焊接机器人 | |
| CN113371090B (zh) | 一种四足轮式可变形全方位移动机器人及其控制方法 | |
| CN204821785U (zh) | 足式机器人的腿部结构 | |
| CN211617913U (zh) | 一种四足机器人单腿结构 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |