CN110316276A - 一种仿生足式机器人的形走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生足式机器人的形走装置，包括机器人本体，机器人本体的下端设有形走装置，行走装置两侧均设有支撑杆一及支撑杆二，支撑杆一及支撑杆二的下端均设有支撑块，形走装置的底部设有转向装置，其中，转向装置包括支撑板，并且，支撑板的上端两侧与行走装置的下端连接，支撑板的下端设有液压缸，液压缸的输出端与底板的上端连接，支撑板的上端中间位置设有旋转电机，旋转电机的输出轴与行走装置的下端连接，行走装置包括固定框，固定框的上端与机器人本体连接，固定框的下端与转向装置连接，行走装置呈对称结构，并且，固定框两侧的结构相同，固定框的下端一侧设有滑槽，滑槽的内部一侧设有滑块一，滑槽的内部另一侧设有滑块二。

Description

一种仿生足式机器人的形走装置

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种仿生足式机器人的形走装置。

背景技术

目前，机器人从它的定义来看，就是用来代替人类进行工作的机器装置，一些繁重的体力工作，机器人的行走机构是行走式机器人的重要执行部件，行走机构一方面支承机器人的机身、臂部和手部，因而必须具有足够的刚度和稳定性；另一方面，还需根据作业任务的要求，实现机器人在更广阔的空间内的运动。

现有技术当中的行走装置一般只能在平地上面行走，当遇到障碍物时就必须选择其他路径，同时不能保持履带的一个稳定的状态，损耗磨损较为严重，因此，通过将机器人的履带改成靠轮子行走，但是对地面的平整度要求较高，满足不了一般情况下的需求。

发明内容

发明目的：提供一种仿生足式机器人的形走装置，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：包括机器人本体，所述机器人本体的下端设有形走装置，所述行走装置两侧均设有支撑杆一及支撑杆二，所述支撑杆一及所述支撑杆二的下端均设有支撑块，所述形走装置的底部设有转向装置，其中，所述转向装置包括支撑板，并且，所述支撑板的上端两侧与所述行走装置的下端连接，所述支撑板的下端设有液压缸，所述液压缸的输出端与底板的上端连接，所述支撑板的上端中间位置设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与所述行走装置的下端连接。

在进一步的实施例中，所述行走装置包括固定框，并且，所述固定框的上端与所述机器人本体连接，所述固定框的下端与所述转向装置连接，所述行走装置呈对称结构，并且，所述固定框两侧的结构相同，所述固定框的下端一侧设有滑槽，所述滑槽的内部一侧设有滑块一，所述滑槽的内部另一侧设有滑块二，并且，所述滑块一及所述滑块二均与所述滑槽相互配合，所述滑块一的一侧设有两组卡块一，所述滑块二的一侧设有两组卡块二，并且，所述支撑杆一的下端穿插在两组所述卡块一的内侧，所述支撑杆二的下端穿插在两组所述卡块二的内侧，通过设置滑槽、滑块一及滑块二，可以实现支撑杆一及支撑杆二在滑槽上左右运动，通过将支撑杆一设置在两组卡块一之间，将支撑杆二设置在两组卡块二之间，可以实现支撑杆一及支撑杆二的上下运动。

在进一步的实施例中，所述支撑杆一的上端与活动杆一的一端活动连接，所述活动杆一的另一端与摇杆一的一端活动连接，所述活动杆一的一侧与连接杆一的一端活动连接，并且，所述摇杆一的另一端与所述固定框的一侧活动连接，所述连接杆一的另一端与所述固定框的一端活动连接，所述支撑杆二的上端与活动杆二的一端活动连接，所述活动杆二的另一端与摇杆二的一端活动连接，所述活动杆二的一侧与连接杆二的一端活动连接，所述摇杆二的另一端与所述固定框的一侧活动连接，所述连接杆二的另一端与所述固定框的另一端活动连接，通过摇杆一及摇杆二的运动可驱动支撑杆一及支撑杆二的运动。

在进一步的实施例中，所述活动杆一与所述支撑杆一、所述连接杆一及所述摇杆一之间的连接处、所述活动杆二与所述支撑杆二、所述连接杆二及所述摇杆二之间的连接处均设有转轴一，所述固定框与所述连接杆一及所述连接杆二之间均通过转轴二连接，各部件之间均采用轴连接，提高了装置在运动过程中的平顺性。

在进一步的实施例中，所述固定框与所述摇杆一及所述摇杆二之间分别通过活动轴一及活动轴二连接，并且，所述活动轴一及所述活动轴二均贯穿在所述固定框的内侧，所述活动轴一与所述活动轴二之间且位于所述固定框的内侧设有旋转机构，通过旋转机构可带动活动轴一及活动轴二运动，进而完成摇杆一及摇杆二的转动。

在进一步的实施例中，所述旋转机构包括齿轮一、齿轮二、齿轮三及齿轮四，并且，所述齿轮一与所述齿轮二相互啮合，所述齿轮三与所述齿轮四相互啮合，所述齿轮一套设在所述活动轴一上，所述齿轮四套设在所述活动轴二上，所述齿轮二的一侧设有电机一，所述齿轮三的一侧设有电机二，并且，所述电机一及所述电机二分别位于所述固定框的内部两侧上，通过两组电机的转动，可以实现齿轮一及齿轮四的转动，进而带动活动轴一及活动轴二的运动。

在进一步的实施例中，所述支撑块的下端均匀开设有若干锯齿，所述支撑板呈凹形结构，其上端两侧设有轴承，通过锯齿增加了支撑块与地面之间的摩擦力，使得行走装置在运动的过程中更加稳定，通过轴承方便旋转电机带动机器人本体进行转向。

本发明的有益效果：

1、本发明通过四组齿轮之间转动，可实现支撑杆一及支撑杆二的同向等速转动，通过四组支撑杆，使得机器人行走过程更加平稳；

2、本发明还具有转向功能，并由旋转电机提供转动动力，使设备整体产生旋转运动，从而达到改变方向的目的；

3、本发明的机器人行走装置结构简单，结构性能良好，成本低，操作方便、易驱动和控制，运动平稳性好，适合广泛推广应用，不使用履带及轮子行走，满足大多地形。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种仿生足式机器人的形走装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的转向装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的行走装置的侧视图；

图4是根据本发明实施例的行走装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的旋转机构的俯视图；

图6是根据本发明实施例的支撑块的侧视图。

图中：

1、机器人本体；2、形走装置；3、支撑杆一；4、支撑杆二；5、支撑块；6、转向装置；7、支撑板；8、液压缸；9、底板；10、旋转电机；11、固定框；12、滑槽；13、滑块一；14、滑块二；15、卡块一；16、卡块二；17、活动杆一；18、摇杆一；19、连接杆一；20、活动杆二；21、摇杆二；22、连接杆二；23、转轴一；24、转轴二；25、活动轴一；26、活动轴二；27、齿轮一；28、齿轮二；29、齿轮三；30、齿轮四；31、电机一；32、电机二；33、锯齿；34、轴承。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例一，如图1-2所示，根据本发明实施例的一种仿生足式机器人的形走装置，包括机器人本体1，机器人本体1的下端设有形走装置2，行走装置2两侧均设有支撑杆一3及支撑杆二4，支撑杆一3及支撑杆二4的下端均设有支撑块5，发明人为了增大支撑块5与地面之间的摩擦，在支撑块5的下端均匀开设有若干锯齿33，使得行走装置2在运动的过程中更加稳定，形走装置2的底部设有转向装置6，其中，转向装置6包括支撑板7，并且，支撑板7的上端两侧与行走装置2的下端连接，支撑板7的下端设有液压缸8，液压缸8的输出端与底板9的上端连接，两者之间可通过螺栓固定，这里需要注意的是，支撑板7呈凹形结构，可以在支撑板7的上端中间位置设有旋转电机10，支撑板7的上端两侧设有轴承34，使得旋转电机10带动行走装置2运动时，支撑板7可以保持不动，旋转电机10的输出轴与行走装置2的下端连接。

实施例二，下面具体说一下行走装置2的结构及作用。

如图3所示，行走装置2包括固定框11，对于固定框形状的设计来说，一般采用长方体的设计，并且，固定框11的上端与机器人本体1连接，固定框11的下端与转向装置6中的旋转电机10输出端连接，该固定框11的作用主要是为了起到支撑的作用，这里需要注意的是，行走装置2呈对称结构，并且，固定框11两侧的结构相同，这里重点介绍固定框11一侧的具体结构，固定框11的下端一侧设有滑槽12，滑槽12的内部一侧设有滑块一13，滑槽12的内部另一侧设有滑块二14，并且，滑块一13及滑块二14均与滑槽12相互配合，滑块一13的一侧设有两组卡块一15，滑块二14的一侧设有两组卡块二16，并且，支撑杆一3的下端穿插在两组卡块一15的内侧，支撑杆二4的下端穿插在两组卡块二16的内侧，通过设置卡块一15及卡块二16，使得支撑杆一3及支撑杆二4在卡块一15及卡块二16的内侧上下运动。

如图4所示，支撑杆一3的上端与活动杆一17的一端活动连接，活动杆一17的另一端与摇杆一18的一端活动连接，活动杆一17的一侧与连接杆一19的一端活动连接，并且，摇杆一18的另一端与固定框11的一侧活动连接，连接杆一19的另一端与固定框11的一端活动连接，支撑杆二4的上端与活动杆二20的一端活动连接，活动杆二20的另一端与摇杆二21的一端活动连接，活动杆二20的一侧与连接杆二22的一端活动连接，摇杆二21的另一端与固定框11的一侧活动连接，连接杆二22的另一端与固定框11的另一端活动连接。

如图4所示，活动杆一17与支撑杆一3、连接杆一19及摇杆一18之间的连接处、活动杆二20与支撑杆二4、连接杆二22及摇杆二21之间的连接处均设有转轴一23，固定框11与连接杆一19及连接杆二22之间均通过转轴二24连接，固定框11与摇杆一18及摇杆二21之间分别通过活动轴一25及活动轴二26连接，并且，活动轴一25及活动轴二26均贯穿在固定框11的内侧，活动轴一25与活动轴二26之间且位于固定框11的内侧设有旋转机构，通过旋转机构可带动活动轴一25及活动轴二26运动，进而完成摇杆一18及摇杆二21的转动，各部件之间均采用轴连接，提高了装置在运动过程中的平顺性。

实施例三，下面具体介绍一下旋转机构的结构及作用。

如图5所示，旋转机构包括齿轮一27、齿轮二28、齿轮三29及齿轮四30，并且，齿轮一27与齿轮二28相互啮合，齿轮三29与齿轮四30相互啮合，齿轮一27套设在活动轴一25上，齿轮四30套设在活动轴二26上，齿轮二28的一侧设有电机一31，齿轮三29的一侧设有电机二32，并且，电机一31及电机二32分别位于固定框11的内部两侧上，通过两组电机的转动，可以实现齿轮一27及齿轮四30的转动，进而带动活动轴一25及活动轴二26的运动。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时：通过机器人本体1可控制行走装置2及转向装置6的工作状态，当机器人本体1遇到障碍物时，通过控制开关使得转向装置6工作，进而启动液压缸8，使得液压缸8带动底板9向下运动，当底板9与地面接触时，液压缸8将机器人本体1及行走装置2顶起，进而将支撑块5与地面分离，此时，再控制旋转电机10转动，进而旋转电机10带动行走装置2转动，完成转向，再通过行走装置2带动机器人本体1运动，通过控制电机一31及电机二32工作，使得电机一31带动齿轮二28转动，电机二32带动齿轮三29运动，因为齿轮一27与齿轮二28相互啮合，齿轮三29与齿轮四30相互啮合，进而齿轮一27及齿轮四30随之转动，使得齿轮一27带动活动轴一25转动，齿轮四30带动活动轴二26转动，进而活动轴一25带动摇杆一18运动，摇杆一18的另一端带动活动杆一17运动，进而活动杆一17的另一端带动支撑杆一3在两组卡块一15的内侧上下运动，且支撑杆一3带动滑块一13在滑槽12上左右运动，活动轴二26带动摇杆二21运动，摇杆二21的另一端带动活动杆二20运动，活动杆二20的另一端带动支撑杆二4在两组卡块二16的内侧上下运动，且支撑杆二4带动滑块二14在滑槽12上左右运动，因此，支撑杆一3及支撑杆二4带动其下端的支撑块5运动，使得四组支撑块5仿动物四肢一般，在地面上行走，因为四组支撑块5的下端均设有锯齿33，进而增大了与地面的摩擦，提高了行走过程中的稳定性。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过四组齿轮之间转动，可实现支撑杆一3及支撑杆二4的同向等速转动，通过四组支撑杆，使得机器人行走过程更加平稳；本发明还具有转向功能，并由旋转电机10提供转动动力，使设备整体产生旋转运动，从而达到改变方向的目的；本发明的机器人行走装置结构简单，结构性能良好，成本低，操作方便、易驱动和控制，运动平稳性好，适合广泛推广应用，不使用履带及轮子行走，满足大多地形。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (8)

1.一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，包括机器人本体（1），所述机器人本体（1）的下端设有形走装置（2），所述行走装置（2）两侧均设有支撑杆一（3）及支撑杆二（4），所述支撑杆一（3）及所述支撑杆二（4）的下端均设有支撑块（5），所述形走装置（2）的底部设有转向装置（6），其中，所述转向装置（6）包括支撑板（7），并且，所述支撑板（7）的上端两侧与所述行走装置（2）的下端连接，所述支撑板（7）的下端设有液压缸（8），所述液压缸（8）的输出端与底板（9）的上端连接，所述支撑板（7）的上端中间位置设有旋转电机（10），所述旋转电机（10）的输出轴与所述行走装置（2）的下端连接。

2.根据权利要求1所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述行走装置（2）包括固定框（11），并且，所述固定框（11）的上端与所述机器人本体（1）连接，所述固定框（11）的下端与所述转向装置（6）连接，所述行走装置（2）呈对称结构，并且，所述固定框（11）两侧的结构相同，所述固定框（11）的下端一侧设有滑槽（12），所述滑槽（12）的内部一侧设有滑块一（13），所述滑槽（12）的内部另一侧设有滑块二（14），并且，所述滑块一（13）及所述滑块二（14）均与所述滑槽（12）相互配合，所述滑块一（13）的一侧设有两组卡块一（15），所述滑块二（14）的一侧设有两组卡块二（16），并且，所述支撑杆一（3）的下端穿插在两组所述卡块一（15）的内侧，所述支撑杆二（4）的下端穿插在两组所述卡块二（16）的内侧。

3.根据权利要求2所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述支撑杆一（3）的上端与活动杆一（17）的一端活动连接，所述活动杆一（17）的另一端与摇杆一（18）的一端活动连接，所述活动杆一（17）的一侧与连接杆一（19）的一端活动连接，并且，所述摇杆一（18）的另一端与所述固定框（11）的一侧活动连接，所述连接杆一（19）的另一端与所述固定框（11）的一端活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述支撑杆二（4）的上端与活动杆二（20）的一端活动连接，所述活动杆二（20）的另一端与摇杆二（21）的一端活动连接，所述活动杆二（20）的一侧与连接杆二（22）的一端活动连接，所述摇杆二（21）的另一端与所述固定框（11）的一侧活动连接，所述连接杆二（22）的另一端与所述固定框（11）的另一端活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述活动杆一（17）与所述支撑杆一（3）、所述连接杆一（19）及所述摇杆一（18）之间的连接处、所述活动杆二（20）与所述支撑杆二（4）、所述连接杆二（22）及所述摇杆二（21）之间的连接处均设有转轴一（23），所述固定框（11）与所述连接杆一（19）及所述连接杆二（22）之间均通过转轴二（24）连接。

6.根据权利要求5所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述固定框（11）与所述摇杆一（18）及所述摇杆二（21）之间分别通过活动轴一（25）及活动轴二（26）连接，并且，所述活动轴一（25）及所述活动轴二（26）均贯穿在所述固定框（11）的内侧，所述活动轴一（25）与所述活动轴二（26）之间且位于所述固定框（11）的内侧设有旋转机构。

7.根据权利要求6所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述旋转机构包括齿轮一（27）、齿轮二（28）、齿轮三（29）及齿轮四（30），并且，所述齿轮一（27）与所述齿轮二（28）相互啮合，所述齿轮三（29）与所述齿轮四（30）相互啮合，所述齿轮一（27）套设在所述活动轴一（25）上，所述齿轮四（30）套设在所述活动轴二（26）上，所述齿轮二（28）的一侧设有电机一（31），所述齿轮三（29）的一侧设有电机二（32），并且，所述电机一（31）及所述电机二（32）分别位于所述固定框（11）的内部两侧上。

8.根据权利要求1所述的一种仿生足式机器人的形走装置，其特征在于，所述支撑块（5）的下端均匀开设有若干锯齿（33），所述支撑板（7）呈凹形结构，其上端两侧设有轴承（34）。