CN109383658A - 一种多足机器人行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于移动机器人领域，尤其涉及一种多足机器人行走机构。本发明提供了一种多足机器人行走机构，包括：机器人行走足；机器人行走足姿态控制装置；机器人行走履带；其中，所述机器人行走足包含三个关节，固定在机器人行走履带上，可通过机器人行走足姿态控制装置控制，其作用在于提供对地面及其他支撑物的抓紧力和支撑力；所述机器人行走足姿态控制装置主要用于控制行走足适时张开和抓紧；所述机器人行走履带并不直接接触地面，而是通过固定在其上的行走足接触地面，实现机器人的前进后退。本发明结合了多足行走和履带式行走的特点，既提高越障能力，又降低了多足机器人的结构和控制复杂度，对复杂环境下的移动机器人意义重大。
Description
技术领域
本发明属于移动机器人领域，尤其涉及一种多足机器人行走机构。
背景技术
目前行走机器人按移动方式一般分为轮式机器人、履带式机器人、多足机器人等多种方式。其中轮式、履带式机器人对地面要求较高，在不平整地面，尤其是在障碍物较多的地面行走困难；对于不平整地形，多足机器人一般可通过不同行走足之间的高度差实现越障，适应性更好，但多足机器人驱动、控制更为复杂，目前仍处于研究阶段。
发明内容
本发明实施例公布的一种多足机器人行走机构，结合了履带和多足机器人的优势，采用行走足固定在履带上的结构作为机器人的行走部件。一方面通过多足结构降低机器人行走时所受地形的影响，加强机器人的越障能力，另一方面通过履带控制机器人前进后退，降低了机器人行走足的结构和驱动、控制的复杂度，有利于大幅度降低机器人体积重量，并可实现机器人爬杆、爬墙等功能。
本发明公布的一种多足机器人行走机构，包括：机器人行走足；机器人行走足姿态控制装置；机器人行走履带；其中，所述机器人行走足包含三个关节，固定在机器人行走履带上，可通过机器人行走足姿态控制装置控制，其作用在于提供对地面及其他支撑物的抓紧力和支撑力；所述机器人行走足姿态控制装置主要用于控制行走足适时张开和抓紧；所述机器人行走履带为履带结构，但履带并不直接接触地面，而是通过固定在其上的行走足接触地面，实现机器人的前进后退。
所述机器人行走机构通过更换行走足的方式实现机器人行走。
所述机器人行走足包含三个关节，关节间通过弹簧固定初始状态，通过连接行走足姿态控制装置和末端关节的柔性绳进行控制。
所述行走足姿态控制装置安装在行走足固定在履带上的部位，通过收、放柔性绳的方式控制行走足的姿态。
所述机器人行走足固定在机器人行走履带上，当履带运动使行走足从空中接近地面时，机器人行走足姿态控制装置控制行走足张开，行走足接触地面后再抓紧；当履带运动使得行走足将要离开地面时，机器人行走足姿态控制装置将控制行走足放开地面并收缩起来，使得行走足离开地面。
优选的，所述机器人行走履带可根据需要安装一个或多个行走足；在对机器人灵活度要求较高的场合，同一时间着地的最大行走足数量可适当减少至同时只有一对或一只行走足着地，在对机器人灵活度要求较低、机器人总体重量较大的场合，同一时间着地的行走足数量可适当增加至多对。
优选的，所述机器人行走足姿态控制装置可采用电动、液压、气压、弹簧结构等一种或多种方式对行走足的姿态进行控制。
优选的，所述机器人行走足可使用弹簧或其他弹性机构确保行走足具有一定的弹性，在机器人转向、上下爬行及支撑机器人本体时具备一定的弹性调节能力。
优选的，所述机器人行走足姿态控制装置，可以与行走足一一对应装备，也可只在行走足需要改变姿态的位置装备，只控制运行至此处的行走足。
优选的，所述多足机器人行走机构不仅适用于地面行走的机器人，也可用于爬坡、爬墙、爬杆、倒挂等多种地形的移动机器人。
本发明提供的一种多足机器人行走机构，机器人行走足随履带运动，当行走足从履带的上侧往下运动时，行走足张开；当行走足接触到地面或行走足达到垂直向下状态时，行走足抓紧地面；当履带运动到行走足即将离开地面时，行走足放开抓紧的地面；当履带带着行走足重新回到空中时，行走足可收起来减少机器人的体积以便通过。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示本发明实施例中一种多足机器人行走机构的结构示意图。
其中，附图标记为，1为机器人本体，2为机器人行走驱动履带，3为机器人行走足驱动装置，4为机器人行走足，5为行走足开始抓紧地面处，6为行走足松开地面处，7为本实施例机器人前进方向。
具体实施方式
本发明提供了一种多足机器人行走机构，用于解决现有技术中机器人在不平整地面，尤其是障碍物较多的地面行走困难的问题。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供了实施例1，包括1为机器人本体，2为机器人行走履带，3为机器人行走足姿态控制装置，4为机器人行走足，5为行走足开始抓紧地面处，6为行走足松开地面处，7为本实施例机器人前进方向。
【实施例1】
现以附图1为例说明本发明的实施过程：
1、假设机器人启动前某一行走足处于悬空状态；
2、机器人沿图1中7所示前进方向移动，随着履带的运动，悬空的行走足将逐渐从履带上部往附图1中5所示位置移动；
3、悬空的行走足逐渐接近附图1中5所示位置时，机器人行走足姿态控制装置控制行走足张开；
4、行走足完全抵达附图1中5所示位置时，机器人行走足姿态控制装置使行走足收紧，抓紧地面、杆子或其他机器人支撑物；
5、履带继续运动，行走足逐渐从附图1中5所示位置向附图1中6所示位置移动，同时机器人相对地面前进；
6、行走足抵达附图1中6所示位置，此时，机器人行走足姿态控制装置控制行走足重新张开，放开所抓紧的地面或其他支撑物；
7、行走足随履带继续移动，重新变成悬空状态，重新回到步骤1进行循环；
8、若空间狭小，悬空的行走足可收缩起来以减小机器人体积，提高通过能力。
行走足初始状态位于非悬空状态时，根据其所处位置，可代入上述步骤3-6进入上述循环。
综上所述，本发明用于解决现有技术中，机器人在不平整地面，尤其是障碍物较多的地面行走困难的问题。已有的轮式、履带式机器人对地面平整度要求高；多足机器人结构复杂、控制难度大，都存在一定的技术缺陷。本发明提供的一种多足机器人行走机构，结合了履带和多足机器人运动的优点，既可大幅度加强机器人的越障能力，甚至可具备爬坡、爬杆的能力，又降低了机器人控制的难度和结构的复杂度，便于机器人控制策略和结构的简化，对于机器人的实用化，尤其是行走条件比较恶劣的灾难搜救、矿井检查等机器人或小型、微型多足机器人的意义重大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多足机器人行走机构，其特征在于，包括：机器人行走足；机器人行走足姿态控制装置；机器人行走履带；其中，所述机器人行走足包含三个关节，固定在机器人行走履带上，可通过机器人行走足姿态控制装置控制，其作用在于提供对地面及其他支撑物的抓紧力和支撑力；所述机器人行走足姿态控制装置主要用于控制行走足适时张开和抓紧；所述机器人行走履带为履带结构，但履带并不直接接触地面，而是通过固定在其上的行走足接触地面，实现机器人的前进后退。
2.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走机构通过更换行走足的方式实现机器人行走。
3.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走足包含三个关节，关节间通过弹簧固定初始状态，通过连接行走足姿态控制装置和末端关节的柔性绳进行控制。
4.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述行走足姿态控制装置安装在行走足固定在履带上的部位，通过收、放柔性绳的方式控制行走足的姿态。
5.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走足固定在机器人行走履带上，当履带运动使行走足从空中接近地面时，机器人行走足姿态控制装置控制行走足张开，行走足接触地面后再抓紧；当履带运动使得行走足将要离开地面时，机器人行走足姿态控制装置将控制行走足放开地面并收缩起来，使得行走足离开地面。
6.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走履带可根据需要安装一个或多个行走足；在对机器人灵活度要求较高的场合，同一时间着地的最大行走足数量可适当减少至同时只有一对或一只行走足着地，在对机器人灵活度要求较低、机器人总体重量较大的场合，同一时间着地的行走足数量可适当增加至多对。
7.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走足姿态控制装置可采用电动、液压、气压、弹簧结构等一种或多种方式对行走足的姿态进行控制。
8.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走足可使用弹簧或其他弹性机构确保行走足具有一定的弹性，在机器人转向、上下爬行及支撑机器人本体时具备一定的弹性调节能力。
9.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述机器人行走足姿态控制装置，可以与行走足一一对应装备，也可只在行走足需要改变姿态的位置装备，只控制运行至此处的行走足。
10.根据权利要求1所述的一种多足机器人行走机构，其特征在于，所述多足机器人行走机构不仅适用于地面行走的机器人，也可用于爬坡、爬墙、爬杆、倒挂等多种地形的移动机器人。
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