CN109774812A - 一种具有两种运动模式的多足机器人装置 - Google Patents
一种具有两种运动模式的多足机器人装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109774812A CN109774812A CN201910031405.4A CN201910031405A CN109774812A CN 109774812 A CN109774812 A CN 109774812A CN 201910031405 A CN201910031405 A CN 201910031405A CN 109774812 A CN109774812 A CN 109774812A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- revolute pair
- leg
- connecting rod
- types
- motor pattern
- 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
Links
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims abstract description 67
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 241001455214 Acinonyx jubatus Species 0.000 description 1
- 241000282327 Felis silvestris Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 1
- 230000037230 mobility Effects 0.000 description 1
Abstract
本发明涉及一种具有两种运动模式的多足机器人装置。目前足式机器人主要不足是：均为单一的四足或六足运动模式。因此足式机器人没有得到很好的开发与应用。本发明涉及一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体两侧，均由小腿、大腿、连杆、连架杆、转动副一、转动副二、转动副三和转动副四组成，小腿的一端采用半球形结构与地面接触，小腿的另一端由转动副一与大腿的一端联接，大腿的另一端由转动副二和连杆联接，连杆的另一端由转动副三与连架杆联接，连架杆的另一端用转动副四与躯体联接。本装置在行走中可自动切换四足或六足运动模式，解决在非结构化环境中行走模式单一问题。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种具有两种运动模式的多足机器人装置。
背景技术
足式机器人具有丰富的步态和冗余的肢体结构，相比传统的轮式、履带式移动机器人，其可利用离散的地面支撑而不是轮式机器人所需的连续地面支持，在可能达到的地面上可以选择最优的支撑点，能够适应不平坦的地面，因此具有更强的机动性和更好的适应性；另外，足式机器人腿部具有的多个自由度，使其具有良好的选择性与灵活性，这些特点使得足式机器人在非结构化、存在不确定因素的环境中具有绝对优势。在军事侦察、抢险救灾、星际探索、反恐爆破、考古探测、农业等领域具有重要应用。
现有报道的足式机器人主要有：哈尔滨工业大学张赫、赵杰等人设计的一种新型六足机器人(专利申请号：201310084564.3)，西南大学张春设计的低能耗六足机器人(专利申请号：201410592518.9)以及安徽工程大学苏学满、孙丽丽等人设计了一种六足探测机器人(专利申请号：201711107188.X)；美国波士顿动力公司分别于2006年研制的BigDog四足机器人，于2011年研制的AlphaDog四足机器人，于2012年研制的猎豹机器人Cheetah和于2013年研制的WildCat四足机器人。上述足式机器人主要不足是：均为单一的四足或六足运动模式。因此足式机器人没有得到很好的开发与应用。
综上所述，为了足式机器人的发展和实用化，需要创造出优于现有机构的新机型。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于非结构化环境中行走的具有两种运动模式的多足机器人行走机构，这类机构具有两种运动模式，在行走中可自动切换四足或六足运动模式。
(二)技术方案
本发明的技术方案：一种具有两种运动模式的多足机器人装置，由躯体、左前腿、左中腿、左后腿、右前腿、右中腿、右后腿组成，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体两侧，均由小腿、大腿、连杆、连架杆、转动副一、转动副二、转动副三和转动副四组成，小腿的一端采用半球形结构与地面接触，小腿的另一端由转动副一与大腿的一端联接，大腿的另一端由转动副二和连杆联接，连杆的另一端由转动副三与连架杆联接，连架杆的另一端用转动副四与躯体联接。
一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的转动副一的转动轴线、转动副二的转动轴线、转动副四的转动轴线相互平行，且与转动副三的转动轴线相互垂直。
一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副四轴线均互相平行。
一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副一均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。
一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副三和转动副四可用一个虎克铰替代。
一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副二和转动副三可用一个虎克铰替代。
(三)有益效果
本发明的优点在于：本装置将单一的四足或六足运动模式设计在一起，在行走中可自动切换四足或六足运动模式，解决在非结构化环境中行走模式单一问题，结构简单，实用性好，有很好的市场前景。
除了上述所描述的目的、特征和优点外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明六足运动结构图。
图2是本发明四足运动结构图。
图3是本发明六足运动模式小腿抬起示意图。
图4是本发明六足运动模式行走示意图。
附图标记：躯体0、左前腿I、左中腿Ⅱ、左后腿III、右前腿IV、右中腿Ⅴ、右后腿Ⅵ、小腿1、大腿2、连杆3、连架杆4、转动副一R1、转动副二R2、转动副三R3和转动副四R4。
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。
实施例1、请参阅图1-图4，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，由躯体0、左前腿I、左中腿Ⅱ、左后腿III、右前腿IV、右中腿Ⅴ、右后腿Ⅵ组成，其中：六条腿结构相同，对称分布于躯体0两侧，均由小腿1、大腿2、连杆3、连架杆4、转动副一R1、转动副二R2、转动副三R3和转动副四R4组成，小腿1的一端采用半球形结构与地面接触，小腿1的另一端由转动副一R1与大腿2的一端联接，大腿2的另一端由转动副二R2和连杆3联接，连杆3的另一端由转动副三R3与连架杆4联接，连架杆4的另一端用转动副四R4与躯体0联接。
实施例2、请参阅图1，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的转动副一R1的转动轴线、转动副二R2的转动轴线、转动副四R4的转动轴线相互平行，且与转动副三R3的转动轴线相互垂直。其余同实施例1。
实施例3、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副四R4轴线均互相平行。其余同实施例1。
实施例4、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的各转动副一R1均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。其余同实施例1。
实施例5、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副三R3和转动副四R4可用一个虎克铰替代。其余同实施例1。
实施例6、请参阅图1、图2、图3和图4，一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其中：六条腿上的两个互相垂直的转动副二R2和转动副三R3可用一个虎克铰替代。其余同实施例1。
工作原理：
六条腿中的转动副四R4均转动一定角度后固定或不转动，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ不动，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1分别经转动副一R1向上抬起，，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的转动副三R3分别转动相同角度，与躯体0呈一定角度，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1分别经转动副一R1向下运动与地面接触，垂直地面，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的小腿1抬起，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的转动副三R3分别转动相同角度，使连杆3与连架杆4平行；左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ不动，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的转动副三R3分别转动相同角度，与躯体0呈一定角度，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的小腿1分别经转动副一R1向下运动与地面接触，垂直地面，左前腿I、左后腿III和右中腿Ⅴ上的小腿1抬起，左中腿Ⅱ、右前腿IV和右后腿Ⅵ上的转动副三R3分别转动相同角度，使连杆3与连架杆4平行，如此往复运动，实现六足运动模式。
当左前腿Ⅰ和右前腿Ⅳ抬起固定时，驱动左中腿Ⅱ、左后腿III、右中腿Ⅴ和右后腿Ⅵ中的转动副三R3均转动90°后固定，驱动左中腿Ⅱ、左后腿III、右中腿Ⅴ和右后腿Ⅵ中其余12个运动副使机器人行走，则为四足运动模式。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种具有两种运动模式的多足机器人装置，由躯体(0)、左前腿(I)、左中腿(II)、左后腿(III)、右前腿(IV)、右中腿(V)、右后腿(VI)组成，其特征在于：六条腿结构相同，对称分布于躯体(0)两侧，均由小腿(1)、大腿(2)、连杆(3)、连架杆(4)、转动副一(R1)、转动副二(R2)、转动副三(R3)和转动副四(R4)组成，小腿(1)的一端采用半球形结构与地面接触，小腿(1)的另一端由转动副一(R1)与大腿(2)的一端联接，大腿(2)的另一端由转动副二(R2)和连杆(3)联接，连杆(3)的另一端由转动副三(R3)与连架杆(4)联接，连架杆(4)的另一端用转动副四(R4)与躯体(0)联接。
2.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的转动副一(R1)的转动轴线、转动副二(R2)的转动轴线、转动副四(R4)的转动轴线相互平行，且与转动副三(R3)的转动轴线相互垂直。
3.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的各转动副四(R4)轴线均互相平行。
4.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的各转动副一(R1)均可用与其转动轴线相互垂直的移动副或平行四边形机构来替代。
5.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的两个互相垂直的转动副三(R3)和转动副四(R4)可用一个虎克铰替代。
6.根据权利要求1所述的一种具有两种运动模式的多足机器人装置，其特征在于：六条腿上的两个互相垂直的转动副二(R2)和转动副三(R3)可用一个虎克铰替代。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910031405.4A CN109774812A (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种具有两种运动模式的多足机器人装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910031405.4A CN109774812A (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种具有两种运动模式的多足机器人装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109774812A true CN109774812A (zh) | 2019-05-21 |
Family
ID=66500498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910031405.4A Pending CN109774812A (zh) | 2019-01-14 | 2019-01-14 | 一种具有两种运动模式的多足机器人装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109774812A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110304168A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-08 | 深圳市爱因派科技有限公司 | 新型轮腿复合结构及四足仿生机器人 |
| CN110900596A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-03-24 | 杭州电子科技大学 | 一种无约束仿生软体节肢机器人及其驱动方法 |
| CN113306352A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-27 | 山东大学 | 一种多地形适应的水陆两栖六足带腰多功能机器人 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629440A (en) * | 1985-07-08 | 1986-12-16 | Mattel, Inc. | Animated toy |
| US5040626A (en) * | 1986-02-12 | 1991-08-20 | Nathaniel A. Hardin | Walking robots having double acting fluid driven twistor pairs as combined joints and motors and method of locomotion |
| CN1410230A (zh) * | 2002-11-14 | 2003-04-16 | 华中科技大学 | 多足步行机器人及其控制装置 |
| CN106741288A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种可切换运动模式的仿生机器人 |
| CN209634606U (zh) * | 2019-01-14 | 2019-11-15 | 南昌大学 | 一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置 |
-
2019
- 2019-01-14 CN CN201910031405.4A patent/CN109774812A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629440A (en) * | 1985-07-08 | 1986-12-16 | Mattel, Inc. | Animated toy |
| US5040626A (en) * | 1986-02-12 | 1991-08-20 | Nathaniel A. Hardin | Walking robots having double acting fluid driven twistor pairs as combined joints and motors and method of locomotion |
| CN1410230A (zh) * | 2002-11-14 | 2003-04-16 | 华中科技大学 | 多足步行机器人及其控制装置 |
| CN106741288A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种可切换运动模式的仿生机器人 |
| CN209634606U (zh) * | 2019-01-14 | 2019-11-15 | 南昌大学 | 一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110304168A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-08 | 深圳市爱因派科技有限公司 | 新型轮腿复合结构及四足仿生机器人 |
| CN110900596A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-03-24 | 杭州电子科技大学 | 一种无约束仿生软体节肢机器人及其驱动方法 |
| CN113306352A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-27 | 山东大学 | 一种多地形适应的水陆两栖六足带腰多功能机器人 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104386157B (zh) | 一种具有柔性关节的四足机器人 | |
| CN109774812A (zh) | 一种具有两种运动模式的多足机器人装置 | |
| CN109986579B (zh) | 多模式运动仿灵长类机器人 | |
| CN208165135U (zh) | 一种轮腿式并联移动机器人 | |
| CN103639712B (zh) | 一种三转动球形并联机构 | |
| CN101391417B (zh) | 一种基于被动运动方式的双足类人机器人 | |
| CN111516774B (zh) | 一种双足四足一体化可实时切换足式机器人 | |
| CN110076758B (zh) | 基于混联机构的仿人型下肢外骨骼构型方法 | |
| CN204197100U (zh) | 一种具有柔性关节的四足机器人 | |
| CN109733500B (zh) | 一种可重构六足机器人装置 | |
| CN209634606U (zh) | 一种具有两种运动模式的新型多足机器人装置 | |
| CN112026945A (zh) | 一种足履式可调姿并联救援机器人 | |
| Pai et al. | Platonic beasts: a new family of multilimbed robots | |
| CN102211628A (zh) | 一种双腿步行器 | |
| CN111360804A (zh) | 一种基于气动肌肉与气缸的仿型机器人系统 | |
| CN203449323U (zh) | 具有中心球面副的大工作空间球面并联仿生肩关节 | |
| CN104354784B (zh) | 一种快速步行的双足机器人 | |
| CN209814144U (zh) | 一种新型的可重构六足机器人装置 | |
| CN209634605U (zh) | 一种足式机器人装置 | |
| CN108583718B (zh) | 魔方型八足变胞机器人 | |
| CN205396270U (zh) | 用于危险区域土壤采集的三足机器人 | |
| CN115781659A (zh) | 一种搭载stewart机构的可调姿六足地面移动作业装置 | |
| CN111439321A (zh) | 一种并联腿式六足机器人装置 | |
| CN107284548B (zh) | 并联六足机器人的腰部结构 | |
| CN210027663U (zh) | 基于并联机构的双足行走机器人 |
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 | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190521 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |