CN112644598B - 行走机械装置 - Google Patents

行走机械装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112644598B
CN112644598B CN202011618755.XA CN202011618755A CN112644598B CN 112644598 B CN112644598 B CN 112644598B CN 202011618755 A CN202011618755 A CN 202011618755A CN 112644598 B CN112644598 B CN 112644598B
Authority
CN
China
Prior art keywords
walking
connecting rod
rod
driven
main body
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
Application number
CN202011618755.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112644598A (zh
Inventor
周洋
孙沐邦
李大磊
李积鹏
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.)
Zhengzhou University
Original Assignee
Zhengzhou University
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 Zhengzhou University filed Critical Zhengzhou University
Priority to CN202011618755.XA priority Critical patent/CN112644598B/zh
Publication of CN112644598A publication Critical patent/CN112644598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112644598B publication Critical patent/CN112644598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Abstract

本发明公开了一种行走机械装置，属于行走机械技术领域；包括机构主体、行走机构和动力装置，所述机构主体由主体平台、置物平台、连杆固定架、固定柱和转动杆连接组成；所述动力装置连接在所述主体平台上并通过电动机带动皮带轮为所述转动杆提供动力源；所述行走机构连接在所述连杆固定架的外侧支撑装置并通过连接所述转动杆带动装置行走，所述行走机构由连杆机构连接行走部件组成。本发明通过连杆机构间的相互配合、交替运行实现了机械行走机构中足部的稳定运行轨迹，使其能够平稳的前进与后退，从而避免了传统机械装置在行走过程中摆动或晃动的缺点，保证行走过程的稳定性；该装置结构简单、行进平稳，有望应用于军事、消防等领域。

Description

行走机械装置
技术领域
本发明涉及一种行走机械结构，具体涉及一种行走机械装置，属于机械技术领域。
背景技术
传统行走机构往往采用履带式或轮式结构作为其移动装置，该装置结构复杂，运动时消耗能量不多，但是此种行进方式运动时抖动明显，且不擅长长距离直线运动；且该行走机械不能在复杂地形使用，只能在简单的平面上行走。
也有许多种纯机械的行走机构，例如基于切比雪夫连杆机构的行走装置，但现已有的行走机构在行走抬腿过程中会出现机身不稳定，以及在行走时发生摆动或晃动的情况，导致在一些特殊要求的条件下，使其行走机构的使用受到限制，如在运送危险品时要求行走机构工作过程中必须平稳，不得有上下或左右的摆动或晃动的情形。
发明内容
本发明的目的是：克服现有行走机构结构复杂且运行不平稳，在地形复杂的环境中存在易摆动或晃动的问题，提供一种行走机械装置，基于切比雪夫连杆机构的原理并采用平行四边形结构结合的形式组成连杆机构，通过连杆机构间的相互配合、交替运行实现了机械行走机构中足部的稳定运行轨迹，使其能够平稳的前进与后退，从而避免了传统机械装置在行走过程中摆动或晃动的缺点，保证行走过程的稳定性；且该装置结构简单、行进平稳，有望应用于军事、消防等领域。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种行走机械装置，包括机构主体、行走机构和动力装置，所述机构主体由主体平台、置物平台、连杆固定架、固定柱和转动杆连接组成；所述主体平台的上方设置所述置物平台，所述连杆固定架对应固定连接在所述主体平台的两侧面上，所述置物平台与所述连杆固定架之间通过所述固定柱固定连接，所述转动杆贯穿连接在位于所述主体平台两侧面对应的两个所述连杆固定架上；所述动力装置连接在所述主体平台上并通过电动机为所述转动杆提供动力源；
所述行走机构连接在所述连杆固定架的外侧支撑装置并通过连接所述转动杆带动装置行走，所述行走机构由连杆机构连接行走部件组成；所述连杆机构由曲柄、中间连杆、第一从动杆、第二从动杆、第三从动杆和三角板铰接组成，所述第二从动杆平行且等长于第一从动杆，所述第三从动杆平行且等长于所述中间连杆的一半，所述行走部件包括行走腿和行走足；
所述行走机构通过所述曲柄连接在所述转动杆上，所述曲柄的另一端与所述中间连杆的一端铰接，所述中间连杆的中部与所述三角板的第一角以及所述第一从动杆的一端铰接在一起，所述第一从动杆的另一端连接在所述连杆固定架上，所述第二从动杆的一端与所述第一从动杆平行并连接在所述连杆固定架上、另一端与所述三角板的第二角以及所述中间连杆铰接在一起，所述第三从动杆的一端与所述三角板的第三角铰接、另一端与所述中间连杆的另一端平行并一起连接在所述行走腿的上端，所述行走腿的下端连接所述行走足。
所述连杆机构的杆长比例由切比雪夫连杆机构运动的杆长比例原理得出，所述连杆机构的杆长比例为，L0：L1：L2：L3：L4：L5=2：1：5：2.5：2.5：2.5，L0为所述曲柄与所述第一从动杆固定旋转中心之间的距离，L1为所述曲柄的长度，L2为所述中间连杆的长度，L3为所述第一从动杆的长度，L4为所述第二从动杆的长度，L5为所述第三从动杆的长度。
所述行走机构设置有四个，对应所述连杆固定架设置有四个并分别对称连接在所述主体平台的两侧面两端上，根据所述连杆机构的杆长比例原理，所述行走机构的活动轨迹为馒头型，所述行走机构的启动时差设置为四分之一相位，所述行走机构可以连续运动。
所述动力装置由电动机、主动轮、皮带和从动轮组成，所述电动机固定在所述主体平台上并通过电动机主轴连接所述主动轮，所述从动轮配合连接在所述转动杆上，所述主动轮与所述从动轮之间通过所述皮带连接。
本发明的有益效果是：1）本发明基于切比雪夫连杆机构的原理并采用平行四边形结构结合的形式组成连杆机构，通过连杆机构间的相互配合、交替运行实现了机械行走机构中足部的稳定运行轨迹，使其能够平稳的前进与后退，从而避免了传统机械装置在行走过程中摆动或晃动的缺点，保证行走过程的稳定性。
2）本发明装置中采用四组行走机构带动控制行走机械的四条腿，达到移动行走机械的目的，并通过行走机构之间设置的启动相位差使其行走机构连续运动；由于装置结构简单、行进平稳、制作成本低，有望应用于军事、消防等特种任务中。
3）本发明的行走机构中腿与足为一体，其运动规迹为“馒头”形，即上部为弧形、下部为直线，从而实现足腿部的“抬腿”动作，行走机构的工作过程中完全处于平动状态，最终保证该行走机构的机身直线平稳运行，避免了上下和左右起伏、摆动。
4）本发明的行走机构中四个足腿部与传动轴的连接由不同方位的键来定位，该四腿行走机构还可扩展为六腿、八腿等行走机构，由此机构原理为基础，也可用于仿生行走机构，如游乐设备中仿生螃蟹的行走机构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1中行走机构与连杆固定架连接的结构示意图；
图4为图1中行走机构的腿部运动原理图。
图中，1-主体平台，2-置物平台，3-连杆固定架，4-固定柱，5-转动杆，6-曲柄，7-中间连杆，8-第一从动杆，9-第二从动杆，10-第三从动杆，11-三角板，12-行走腿，13-行走足，14-主动轮，15-皮带，16-从动轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例：如图1-3所示，本发明所述的一种行走机械装置，包括机构主体、行走机构和动力装置，机构主体由主体平台1、置物平台2、连杆固定架3、固定柱4和转动杆5连接组成；主体平台1的上方放置置物平台2，连杆固定架3对应固定连接在主体平台1的两侧面上，置物平台2与连杆固定架3之间通过固定柱4固定连接，转动杆5贯穿连接在位于主体平台1两侧面对应的两个连杆固定架3上；动力装置连接在主体平台1上并通过电动机为转动杆5提供动力源；行走机构连接在连杆固定架3的外侧支撑装置并通过连接转动杆5带动装置行走，行走机构由连杆机构连接行走部件组成；连杆机构由曲柄6、中间连杆7、第一从动杆8、第二从动杆9、第三从动杆10和三角板11铰接组成，第二从动杆9平行且等长于第一从动杆8，第三从动杆10平行且等长于中间连杆7的一半，行走部件包括行走腿12和行走足13。
行走机构通过曲柄6连接在转动杆5上，曲柄6的另一端与中间连杆7的一端铰接，中间连杆7的中部与三角板11的第一角以及第一从动杆8的一端铰接在一起，第一从动杆8的另一端连接在连杆固定架3上，第二从动杆9的一端与第一从动杆8平行并连接在连杆固定架3上、另一端与三角板11的第二角以及所述中间连杆7铰接在一起，第三从动杆10的一端与三角板11的第三角铰接，第三从动杆10的另一端与中间连杆7的另一端平行并一起连接在行走腿12的上端，行走腿12的下端连接行走足13。
连杆机构的杆长比例由切比雪夫连杆机构运动的杆长比例原理得出，连杆机构的杆长比例为，L0：L1：L2：L3：L4：L5=2：1：5：2.5：2.5：2.5，L0为曲柄6与第一从动杆8固定旋转中心之间的距离，L1为曲柄6的长度，L2为中间连杆7的长度，L3为第一从动杆8的长度，L4为第二从动杆9的长度，L5为第三从动杆10的长度。
行走机构连接有四个，对应连杆固定架3固定连接有四个并分别对称连接在主体平台1的两侧面两端上，根据连杆机构的杆长比例原理，行走机构的活动轨迹为馒头型，行走机构的启动时差设为四分之一相位，行走机构可以连续运动。
动力装置由电动机、主动轮14、皮带15和从动轮16组成，电动机固定在主体平台1上并通过电动机主轴连接主动轮14，从动轮16配合连接在转动杆5上，主动轮14与从动轮16之间通过皮带15连接。
本发明基于切比雪夫连杆机构的原理并采用平行四边形结构结合的形式组成连杆机构，通过连杆机构间的相互配合、交替运行实现了行走装置的行走机构中足部的稳定运行轨迹，使其能够平稳的前进与后退，从而避免了传统机械装置在行走过程中摆动或晃动的缺点，保证行走过程的稳定性。
本发明装置中采用四组行走机构带动控制行走机械的四条腿，达到移动行走机械的目的，并通过行走机构之间设置的启动相位差使其行走机构连续运动；由于装置结构简单、行进平稳、制作成本低，有望应用于军事、消防等特种任务中；行走机构中四个足腿部与传动轴的连接由不同方位的键来定位，该四腿行走机构还可扩展为六腿、八腿等行走机构，由此机构原理为基础，也可用于仿生行走机构，如游乐设备中仿生螃蟹的行走机构。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.行走机械装置，其特征在于：包括机构主体、行走机构和动力装置，所述机构主体由主体平台（1）、置物平台（2）、连杆固定架（3）、固定柱（4）和转动杆（5）连接组成；所述主体平台（1）的上方设置所述置物平台（2），所述连杆固定架（3）对应固定连接在所述主体平台（1）的两侧面上，所述置物平台（2）与所述连杆固定架（3）之间通过所述固定柱（4）固定连接，所述转动杆（5）贯穿连接在位于所述主体平台（1）两侧面对应的两个所述连杆固定架（3）上；所述动力装置连接在所述主体平台（1）上并通过电动机为所述转动杆（5）提供动力源；
所述行走机构连接在所述连杆固定架（3）的外侧支撑装置并通过连接所述转动杆（5）带动装置行走，所述行走机构由连杆机构连接行走部件组成；所述连杆机构由曲柄（6）、中间连杆（7）、第一从动杆（8）、第二从动杆（9）、第三从动杆（10）和三角板（11）铰接组成，所述第二从动杆（9）平行且等长于第一从动杆（8），所述第三从动杆（10）平行且等长于所述中间连杆（7）的一半，所述行走部件包括行走腿（12）和行走足（13）；
所述行走机构通过所述曲柄（6）连接在所述转动杆（5）上，所述曲柄（6）的另一端与所述中间连杆（7）的一端铰接，所述中间连杆（7）的中部与所述三角板（11）的第一角以及所述第一从动杆（8）的一端铰接在一起，所述第一从动杆（8）的另一端连接在所述连杆固定架（3）上，所述第二从动杆（9）的一端与所述第一从动杆（8）平行并连接在所述连杆固定架（3）上、另一端与所述三角板（11）的第二角以及所述中间连杆（7）铰接在一起，所述第三从动杆（10）的一端与所述三角板（11）的第三角铰接、另一端与所述中间连杆（7）的另一端平行并一起连接在所述行走腿（12）的上端，所述行走腿（12）的下端连接所述行走足（13）。
2.根据权利要求1所述的行走机械装置，其特征在于：所述连杆机构的杆长比例由切比雪夫连杆机构运动的杆长比例原理得出，所述连杆机构的杆长比例为，L0：L1：L2：L3：L4：L5=2：1：5：2.5：2.5：2.5，L0为所述曲柄（6）与所述第一从动杆（8）固定旋转中心之间的距离，L1为所述曲柄（6）的长度，L2为所述中间连杆（7）的长度，L3为所述第一从动杆（8）的长度，L4为所述第二从动杆（9）的长度，L5为所述第三从动杆（10）的长度。
3.根据权利要求2所述的行走机械装置，其特征在于：所述行走机构设置有四个，对应所述连杆固定架（3）设置有四个并分别对称连接在所述主体平台（1）的两侧面两端上，根据所述连杆机构的杆长比例原理，所述行走机构的活动轨迹为馒头型，所述行走机构的启动时差设置为四分之一相位，所述行走机构可以连续运动。
4.根据权利要求1所述的行走机械装置，其特征在于：所述动力装置由电动机、主动轮（14）、皮带（15）和从动轮（16）组成，所述电动机固定在所述主体平台（1）上并通过电动机主轴连接所述主动轮（14），所述从动轮（16）配合连接在所述转动杆（5）上，所述主动轮（14）与所述从动轮（16）之间通过所述皮带（15）连接。
CN202011618755.XA 2020-12-31 2020-12-31 行走机械装置 Active CN112644598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011618755.XA CN112644598B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 行走机械装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011618755.XA CN112644598B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 行走机械装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112644598A CN112644598A (zh) 2021-04-13
CN112644598B true CN112644598B (zh) 2022-03-29

Family

ID=75366633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011618755.XA Active CN112644598B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 行走机械装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112644598B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115119644B (zh) * 2022-07-29 2024-04-12 江苏大学 一种基于仿生行走机构的田间管理装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047773A (ja) * 1983-08-26 1985-03-15 Agency Of Ind Science & Technol 多足歩行機械
CN103519974A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 上海交通大学 康复用助步器
CN104369790A (zh) * 2014-09-04 2015-02-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种双足机器人行走机构
CN105905187A (zh) * 2016-06-22 2016-08-31 北京科技大学 仿生正六边形六足机器人
CN105966491A (zh) * 2016-07-08 2016-09-28 河北工业大学 一种平面五杆机构柔性腿结构
CN106394725A (zh) * 2016-12-12 2017-02-15 常州机电职业技术学院 微步机器人
CN206031562U (zh) * 2016-08-31 2017-03-22 深圳市启元机器人有限公司 一种景区代步车及其行走机构
CN107672689A (zh) * 2017-09-28 2018-02-09 吴国平 一种机器人
CN207311654U (zh) * 2017-08-24 2018-05-04 宜春学院 一种四足教育机器人
CN108016525A (zh) * 2017-12-19 2018-05-11 浙江工业大学 四足搬运机器人装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107073720B (zh) * 2014-10-22 2019-10-15 川崎重工业株式会社 机械手手部以及机械手

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047773A (ja) * 1983-08-26 1985-03-15 Agency Of Ind Science & Technol 多足歩行機械
CN103519974A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 上海交通大学 康复用助步器
CN104369790A (zh) * 2014-09-04 2015-02-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种双足机器人行走机构
CN105905187A (zh) * 2016-06-22 2016-08-31 北京科技大学 仿生正六边形六足机器人
CN105966491A (zh) * 2016-07-08 2016-09-28 河北工业大学 一种平面五杆机构柔性腿结构
CN206031562U (zh) * 2016-08-31 2017-03-22 深圳市启元机器人有限公司 一种景区代步车及其行走机构
CN106394725A (zh) * 2016-12-12 2017-02-15 常州机电职业技术学院 微步机器人
CN207311654U (zh) * 2017-08-24 2018-05-04 宜春学院 一种四足教育机器人
CN107672689A (zh) * 2017-09-28 2018-02-09 吴国平 一种机器人
CN108016525A (zh) * 2017-12-19 2018-05-11 浙江工业大学 四足搬运机器人装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112644598A (zh) 2021-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111976855B (zh) 一种单驱动六杆机构可变形轮越障机器人
CN112644598B (zh) 行走机械装置
CN110077486B (zh) 一种仿生八足特种机器人
CN110171500B (zh) 一种变躯干多足步行平台
CN103612683A (zh) 一种履带式多关节蛇形机器人
CN107298137A (zh) 一种趴卧式步行机器人
CN108622228B (zh) 一种具有柔性腰的四足机器人
CN104354784B (zh) 一种快速步行的双足机器人
CN109367644B (zh) 一种多模式步行机器人
CN208842509U (zh) 一种多连杆驱动的六足机器人
CN106614466B (zh) 一种六足行走式喷洒农药机器人
CN113492932A (zh) 一种面向非结构环境下的脊柱型仿生四足机器人及运行方法
CN206885197U (zh) 可移动机器人
CN210653418U (zh) 一种八足仿生机械
CN101390793B (zh) 单手控制代步车
CN103264735B (zh) 一种欠驱动混联行走机构
CN114132406B (zh) 一种周转式轮腿机器人
CN113428257B (zh) 一种可重构空间闭链腿机构六足平台
CN108945145B (zh) 一种可变模式六足机器人
CN107336762A (zh) 一种减少驱动关节的四足仿生机器人
CN211765936U (zh) 一种机器人线性运动行走装置
CN209882887U (zh) 一种混合动力农药喷雾车
CN113134841A (zh) 一种基于跨关节协同驱动的仿人机器人
CN114735106B (zh) 一种螃蟹机器人的行走机构
CN206358245U (zh) 一种模拟人行走的机器人

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant